灭火器设计计算.doc

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： 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 ≥26 6、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标准中第5.5.3条款规定应符合。 a 当钢瓶内直径Di＜250mm时，不小于2mm。 b 当钢瓶内直径Di≥250mm时，不小于按下式计算的厚度 式中：S—瓶体设计壁厚mm D0