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35kg灭火器设计计算
受控状态: 文件编号:QJ/XHX7.3.0-002
发放编号: 版本状态:B/0
MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器
设 计 计 算 书
编写: 日期:
审核: 日期:
批准: 日期:
云南泰康消防化工集团股份有限公司
目 录
目的及适用范围
产品设计依据
灭火器设计压力和工作压力的计算
灭火器水压试验压力计算
灭火器筒体材料的选择
灭火器筒体壁厚的计算
筒体爆破压力的计算
筒体容积的计算
器头螺纹连接强度的校核计算
开启力计算
1、目的及适用范围
MFTZ/ABC型推车式干粉灭火器由筒体、器头、喷射系统、推车行走系统、开启机构等组成,利用氮气为驱动气体,将筒体内的ABC干粉灭火剂以粉雾状喷出扑灭火焰,是一种高效能的灭火器,它主要适用于扑救易燃液体、可燃气体和电器设备的初起火灾,还能扑灭棉、麻织品、木竹等固体物质的初起火灾。为确保灭火器性能符合产品质量标准,特对灭火器的设计压力、筒体强度、容积等主要技术参数进行计算。
本设计计算书适用于MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器。
2、产品设依据
GB8109-2005 《推车式灭火器》
GB4066.2-2004《干粉灭火剂 第2部分:ABC干粉灭火剂》
GB5100-1994《钢质焊接气瓶》
《机械工程手册》⑸ 机械工业出版社
《物理化学》 上海化工学院胡美等编
3、灭火器设计压力和工作压力的计算
根据GB8109-2005的规定,MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器使用温度范围为-20℃~+55℃,为确保在-20℃时的喷射性能,根据试验证明,当灭火器氮气压力为1.04Mpa(表压)时,低温喷射性能符合GB8109-2005的要求。为保证-20℃时灭火器内部压力为1.04MPa(表压),+20℃时应充装氮气压力和+55℃时灭火器内部平衡压力由《物理化学》中查理定律可计算为:
式中:P —-20℃时灭火器内部平衡压力Mpa
Ps —+20℃时灭火器内部平衡压力Mpa
Pms — +55℃时灭火器内部平衡压力Mpa
T — -20℃对应的绝对使用温度 -20+273=253K
Ts — +20℃对应的绝对使用温度 +20+273=293K
Tms —+55℃对应的绝对使用温度 +55+273=328K
则:
由计算结果和工作压力(Ps),设计压力(即最大工作压力Pms)的定义,可确定推车干粉灭火器的工作压力(按额定充装和加压的灭火器在20℃中放置18h后内部平衡压力)为1.2Mpa,设计压力即最大工作压力(按额定充装和加压的灭火器在55℃环境中放置18h后内部平衡压力)经试验证明为1.4MPa。
4、灭火器水压试验压力计算
根据GB8109-2005第6.10.1.1条款规定:推车式灭火器的钢质焊接筒体的材料、设计、制造、检验规则和试验方法应符合GB5100的要求。其中水压试验压力Pt为1.5倍的最大工作压力Pms或2.0MPa,取其中较大者
Pt=1.5×Pms
式中:Pt—水压试验压力MPa
Pms—最大工作压力MPa
则 Pt=1.5×1.4=2.1MPa
由计算结果,可确定MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器水压试验压力为2.1MPa。
5、灭火器筒体材料的选择
根据GB5100-1994标准中第5.1条款的规定,考虑到材料的机械性能等条件,拟选定HP295气瓶钢板,其机械性能按Q/BQB321-94-宝山钢铁(集团)公司企业标准《焊接气瓶用热轧钢板及钢带》如表1:
表1
牌号屈服点σs MPa抗拉强度σb MPa伸长率δs%HP295≥295≥440≥266、灭火器筒体壁厚的计算
6.1计算方法及计算公式
MFTZ/ABC35型灭火器筒体上下封头采用冲压成形工艺制造,筒体采用钢板卷圆,与封头拼焊的工艺制造。由于筒身和封头最小壁厚计算不一,所以两者分别计算,整体选定钢板厚度应满足其中较大值。
6.1.1筒体的设计壁厚(即最小壁厚)计算,按GB5100-94标准中第5.5.1条款规定的公式计算:
式中: S1—筒体设计壁厚mm
Ph—筒体水压试验压力MPa
Di—筒体内径mm
σs—屈服应力或常温下材料屈服点MPa
φ—焊缝系数 φ=0.9
6.1.2封头设计壁厚计算,按GB5100-94标准中第5.5.2条款规定的公式计算:
式中:S2 —封头设计壁厚mm
K—封头形状系数K,对于标准椭圆封头(Hi=0.25Di),K=1
6.1.3整体瓶体设计壁厚计算按GB5100-94标准中
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