1. Визначення сили тиску рідини на плоскі поверхні (випробування дихального клапана)

   1. Мета роботи

Визначення надлишкового тиску і вакууму, при яких відкривається дихальний клапан, розрахунок сил тиску на тарілки клапана і порівняння розрахункових зусиль з вагою тарілок.

2. Основні положення

Дихальні клапани встановлюються на резервуарах для зберігання рідин, наприклад, нафти і нафтопродуктів, з метою скорочення втрат від випаровування і попередження деформацій резервуарів.

При заповненні резервуарів рідиною тиск в газовому просторі зростає, і при досягненні відповідного допустимого значення клапан відкривається, резервуар "видихає".

При відкачці рідин в резервуарі може появитись вакуум, який при досягненні допустимого рівня також забезпечує відкриття клапана, і резервуар "вдихає" атмосферне повітря.

В момент відкриття клапана сила тиску на тарілку клапана, яка буде визначатись добутком тиску на площу поверхні тарілки (F_кл = рS_m) відповідає вазі тарілки (або тарілки з вантажем).

Перед встановленням клапана на резервуарі, він повинен пройти випробовування на відповідність його заданому тиску і вакууму.

3. Опис лабораторної установки

Лабораторний стенд для випробовування дихального клапана (Рисунок 5 .6) складається з нерухомої посудини 1 і рухомої посудини 2; до неру­хомої посудини приварений пруток 3 для зручності в роботі і штуцер 4, що дозволяв приєднати гумову трубку до внутрішнього простору рухо­мої посудини.

Принцип дії установки ґрунтується на створенні необхідного тиску чи вакууму зміною різниці рівнів води в рухомій і нерухомій посудині шляхом підняття або опускання рухомої посудини.

Рисунок 5.6

При перевірці дихального клапана 5 він встановлюється на спе­ціальну підставку 8, яка представляє собою відрізок труби з фланцем 6 і штуцером для приєднання гумової трубки. В нерухому посудину 1 приблизно на половину її висоти заливається вода.

4. Порядок проведення випробувань

Рухома посудина на 20-30 мм опускається в воду і при допомозі гумових трубок з'єднується з підставкою і U- подібним манометром. При опусканні рухомої посудини в системі буде створюватись тиск, величина якого фіксується U-подібним манометром 7.

Для перевірки на вакуум рухома посудина опускається в воду і при допомозі гумової трубки приєднується до системи. В цьому випад­ку при піднятті рухомої посудини буде створюватись вакуум.

Перед перевіркою клапану кришка на його корпусі надійно закри­вається для досягнення герметичності. В системі поступово створю­ється тиск, за ростом якого ведеться спостереження по U - подібному манометру 7. Рівень рідини в U-подібному манометрі повинен підніматись повільно і з постійною швидкістю. Раптова зупинка рівня рідини чи помітне сповільнення швидкості вказує на початок спрацьо­вування клапану. Подібну перевірку необхідно провести три рази. Середня величина трьох випробувань приймається за початок відкриття клапану. Для перевірки клапану на більш високий тиск на тарілку клапану встановлюється вантаж.

5. Обробка результатів вимірювань

За заміряними значеннями надлишкового тиску і вакууму р, при яких забезпечувалося відкриття клапана, визначають сили тиску на тарілку клапана за формулою:

, (5.22)

де S_m – площа тарілки клапана.

, (5.23)

де d – діаметр сідла клапана.

Проводять порівняльну оцінку розрахункових сил тиску з вагою тарілки клапана (або тарілки разом з вантажем).

Таблиця 5.4 – Протокол даних дослідів і розрахунків

Діаметр сідла клапана d , мм	Надлишковий тиск або вакуум р, мм вод. ст.	Сила тиску на клапан Fкл , Н	Вага тарілки клапана або тарілки з вантажем Gкл , Н	Примітка (% відхилення)