安全阀进出口管道设计
安全阀入口管道的设计知识点总结
安全阀入口管道的设计知识点总结
安全阀一般应尽量靠近被保护设备或管道安装，安装位置要易于维修和检验。
管道直径不小于安全阀的入口直径，入口管道的压力降不大于安全阀设定压力（表压）的3%，入口管道一般不设置切断阀，如果必须设置，则切断阀要铅封开启，而且不影响安全阀的操作，有时设双安全阀以保证至少有一个安全阀能正常工作。
如果几个安全阀共用一条入口管道时，入口管道要满足几个安全阀的流量要求。
安全阀设置在管道上，如下图所示，安全阀距振动源（如果有）的距离应满足下表要求。
安全阀距振动源的最小距离
对于压缩机等大型设备振动源，更应注意安全阀的设置位置，以避免误开启和由于振动使入口管道破坏。
保护全充满液体的设备所用的安全阀，要安装在设备的顶部或顶部出口管道上。
安全阀入口管道至少要有5%的坡度，坡向被保护的系统，入口管道尽量避免袋形弯，如不能避免，则对于易凝物质，在袋形弯低点有连续流动的排液管连至同一压力系统，若凝液易变稠或成固态，则此排液管要伴热，对于不凝介质，在袋形弯的最低处有易于接近的放净阀。
核算在工作温度范围内管道是否需要补偿，同时要核算与安全阀入口管道相连的工艺管道本身热胀冷缩的长度变化。
安全阀的布置及其配管设计
安全阀的布置及其配管设计安全阀是承压设备、容器和管线上的最佳超压保护装置，当介质压力升高超过允许值时，安全阀自动开启，继而全量排放，防止压力继续升高，从而保护设备及其运行人员的安全；当压力降低至规定值时，安全阀及时自动关闭，阻止介质继续排出，减少损失。
由于安全阀属于自动阀，所以常常作为受压设备的最后一道保护装置。
从这个意义上说，它的作用是不能用其他保护装置来代替的。
一、安全阀的布置安全阀应直立安装并尽量靠近被保护的设备或管道。
如果不能靠近布置，则从被保护的设备或管道到安全阀入口之间的管道总压力降，不应超过安全阀定压值的3%或最大允许启闭压差的1/3（以两者中的较小值为准），该压力降过大会导致安全阀频繁起跳。
工程实践中常用的减少管道压力降的办法有通过适当扩大安全阀入口管径、采用长半径弯头、减少弯头数量等来降低管道总压力降。
安全阀的安装位置应主要考虑维修方便。
故安全阀处宜设置检修平台，这样可以方便进行配管也便于定期对安全阀进行检查、维护和校验等工作。
当在布置重量大的安全阀时要考虑安全阀拆卸后吊装的可能，必要时应设吊杆以及预留检维修的场地和空间。
工程实践中，常见的做法是把安全阀装在管廊顶层。
这样，一方面高于放空总管，另一方面安全阀集中布置在管廊顶层方便检修维护。
因特殊原因难以装在容器本体上时，可考虑将其装在出口管路上，但安全阀装设处与容器之间的管路上应避免突然拐弯、截面局部收缩等结构，应防止增加管路阻力、引起污物积聚发生堵塞等情况。
二、安全阀的入口配管设计安全阀入口管道设计应短而直，并宜采用长半径弯头。
管道至少要有5%的坡度，坡向被保护的系统；入口管道需核算在工作温度范围内是否需要进行补偿。
入口管道应尽量避免袋形弯，如果不能避免，则对易凝物质在袋形弯低点处有连续流动的排液管连接至同一压力系统，若凝液易变稠或成固态，则此排液管要伴热；对于不凝介质，在袋形弯的最低处有易于接近操作的放净阀。
进口管道的通道最小截面积应不小于安全阀进口截面积。
安全阀进出口管道水力学计算
安全阀进出口管道水力学计算安全阀是一种用于保护压力容器和管道的关键设备，保证系统在超压时可以安全排放过高的压力。
安全阀的进出口管道水力学计算是确保其正常工作的重要环节。
本文将对安全阀进出口管道的水力学计算进行详细介绍。
首先，安全阀的进出口管道的水力学计算需要考虑以下几个主要因素：1.流量计算：根据压力容器或管道系统的设计条件，确定安全阀的额定排放流量。
流量的计算可采用公式Q=C*A*(2g*(P1-P2)/((P1+P2)*(ρ1-ρ2)))^0.5，其中Q为流量，C为流量系数，A为安全阀出口截面积，g为重力加速度，P1为进口侧压力，P2为出口侧压力，ρ1和ρ2分别为进口和出口侧流体密度。
流量计算结果可作为后续计算的依据。
2.管道直径计算：确定安全阀的进出口管道直径。
管道直径的计算可以使用多种方法，如经验公式、流量速度和压力损失法等。
其中，经验公式常用于初步计算，流量速度法适用于一般工程，压力损失法适用于较为复杂的管道系统。
根据具体情况选择合适的计算方法，并进行管道直径的计算。
3. 压力损失计算：考虑安全阀进出口管道的长短、弯头、阀座、放水管等对流体流动的阻力影响，计算安全阀进出口管道的压力损失。
压力损失计算可使用Darcy-Weisbach公式或其他适用的公式。
计算得到的压力损失可用于后续计算。
4.设计速度计算：根据安全阀进出口管道的最小直径和流量计算结果，计算安全阀进出口管道的设计速度。
设计速度的计算可使用公式v=Q/(A*3600)，其中v为设计速度，Q为流量，A为进出口管道截面积。
设计速度计算结果可以用于校验管道尺寸是否满足要求。
5.过渡长度计算：由于流体在管道中的流动速度会出现突变，需要通过过渡长度将流速逐渐过渡到设计速度。
过渡长度的计算可使用公式L=(v2-v1)/a，其中L为过渡长度，v1为初始流速，v2为设计速度，a为加速度。
过渡长度计算结果可以作为管道设计的参考。
以上是安全阀进出口管道水力学计算的主要内容。
安全阀反力计算及出口管道设计(终版)
安全阀反力计算及出口管道设计浅析谭永新王金玉杨明（山东天浩化工设计有限公司济南250101）摘要本文通过多方验证，论证了安全阀反力计算公式，同时在安全阀出口管道的设计方面进行了深入探讨。
关键词安全阀反力计算超压泄放背压1 前言安全阀是化工装置压力容器、压力管道超压保护的重要设施。
在装置运行过程中，当遇到阀门误关、火灾、冷却介质停供、电力故障而导致系统压力超过安全阀设定压力时，阀瓣开启泄压，保护系统设备及管道不因超压而发生事故。
大多数化工装置系统操作压力较高，比如合成氨装置中氨合成操作压力可达20~30MPa，一般的中压蒸汽也在2.5MPa左右。
而且化工物料多是可燃易爆介质，如果安全阀设计考虑不周，超压泄放时易引起火灾、爆炸等事故。
因此从系统安全的角度出发，安全阀的合理计算与设计对化工装置来说是非常重要的。
安全阀的计算和选用在很多规范及手册上都有详细讲述，在此便不再赘述。
本文根据笔者多年工程设计经验，着重在安全阀反力计算及出口管道的设计两方面进行深入探讨。
2 安全阀反力计算安全阀阀瓣开启泄放时，管道内流体的快速流动会对排放管道产生一定的作用力，并通过排出管道传至安全阀，并以力矩的形式通过管道作用在安全阀的设备接口。
因此需要对这种力和力矩进行计算，以保证安全阀进出口管道及设备接口、法兰的安全。
通常设计人员一般采用《安全阀的设置和选用》（HG/T20570-95）中14.0.0-1式进行反力计算，即下式（公式一）：而在API520（2003版）中，安全阀反力计算公式为下式（公式二）：我们可以看出，以上两个公式是有些差异的。
下面我们通过一个实例计算，对两个公式的计算结果进行对比。
例题：E101加热器需增加两个喉径为65mm的全启式安全阀，该安全阀各项参数见表1。
对安全阀出口进行反力计算，按照公式一计算反力：602621.0210101.021*********.7851250.27533730.58f W A P N--=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯≈其中：f —泄放反力（N ）W —质量泄放流量（Kg/h ） k —绝热指数 T —泄放温度（K ） M —流体分子量A —泄放管出口面积（mm ） P —泄放口压力（bar ）按照公式二计算反力：()21290.11290.10.785125 2.757307.08F AP N=+=⨯⨯⨯≈其中：F —泄放反力（N ）W —气体或蒸汽的流量（Kg/s ） k —出口条件下的绝热指数 T —出口温度（K ） M —流体分子量A —泄放管出口面积（mm ） P —泄放口压力（bar ）由上可见，两个公式计算结果差别比较大。
安全阀反力计算及出口管道设计
安全阀反力计算及出口管道设计安全阀是一种常用的压力安全装置，用于保护设备或系统在过压时释放压力，防止设备破裂或爆炸。
而安全阀的反力计算和出口管道设计是安全阀系统设计的重要内容，下面将详细介绍如何进行计算及设计。
一、安全阀反力计算1.设计排放质量流量：根据设备或系统的设计工况和要求，计算出需要排放的质量流量。
2.设计排放速度：根据设备或系统的工作压力和温度，结合流体性质和流动条件，计算出需要的排放速度。
3.安全阀设计反力：根据安全阀的类型、参数和工作条件，计算出安全阀的设计反力。
安全阀设计反力的计算可以基于以下两种方法进行：(1)经验公式法：根据安全阀的标准和经验数据，通过简化公式进行计算。
这种方法通常适用于一些常见的安全阀类型和工况条件。
(2)数值模拟法：利用计算流体力学（CFD）等工具对安全阀及其周围流场进行数值模拟，通过数值计算得出安全阀的反力。
这种方法的计算结果更加准确，可以适用于更复杂的工况条件。
二、出口管道设计出口管道设计是为了确保安全阀排放的压力能够稳定、平稳地传递到目标地点，并且避免压力过高或波动对设备和系统造成不可预期的损害。
1.管道直径：根据排放质量流量、流体性质和流动条件，计算出出口管道的合适直径。
2.管道长度和布局：根据设备或系统的布局和安全要求，设计出合适的管道长度和布局，确保排放后的流体能够平稳地排放到目标地点。
3.排放方向和位置：根据设备或系统的安全要求和工艺要求，确定出口管道的排放方向和位置，确保排放后的流体无害地被排放掉。
4.阀门和管件选择：根据管道的工况条件和流体性质，选择合适的阀门和管件，确保排放和控制的稳定性和可靠性。
5.弹性支承和吸振防护：根据出口管道的长度、直径和排放条件，设计适当的弹性支承和吸振防护措施，减小外界振动对管道的影响。
最后，进行安全阀反力计算和出口管道设计时，需要结合具体的工程和系统设计要求，选用合适的计算方法和工具，确保设计的安全可靠性和工程的经济性。
安全阀配管设计规定
安全阀配管设计规定安全阀是一种用于保护设备和管道系统的重要安全装置，其工作原理是通过控制管道中的流体压力来防止设备和管道的超压破坏。
配管设计规定是为了确保安全阀的正常运行和有效保护系统安全性而制定的一系列标准和指导。
一、安全阀的选择和安装位置1.安全阀应根据系统的工作压力、流量和介质进行合理的选择，并符合国家或行业标准的要求。
2.安全阀的安装位置应在介质的高压区域，以便尽快发现压力升高并及时释放压力。
同时，应避免安装在暗管、死角和易积液的位置。
3.安全阀的进口管道长度应尽量短，其直径应与安全阀的进口直径相同或略大，以减小流速的损失。
进口管道上应安装冷凝器，以防止介质在过流过程中结露产生水锤。
4.安全阀的出口管道应避免出现任何阻塞和回流的情况，以确保过流介质的顺利排出。
二、安全阀的计算和校核1.安全阀的额定流量应根据系统的设计流量、介质的性质和工作条件进行计算，并参考国家或行业标准的规定。
2.安全阀的筒体强度计算应符合相关标准的要求，并确保其足够强度来承受系统中的最大工作压力。
3.安全阀的材质选择应符合系统介质的性质和工作条件，并满足相关标准的要求。
4.安全阀的弹簧和密封圈的选择应根据工作压力、工作温度和介质性质进行综合考虑，以确保其正常工作和可靠密封。
三、安全阀的操作和维护1.安全阀应进行定期的检修和维护，并按照规定的周期进行校核和调整。
2.安全阀的操作人员应熟悉其工作原理和操作流程，定期对其进行操作和监控，并记录相关的参数和数据。
3.安全阀的临时堵塞和修理时，应采取相应的措施，如安装旁通阀、紧急放空装置等，保证系统的正常运行和安全性。
4.安全阀的密封圈和弹簧在使用过程中出现磨损或失效时，应及时更换以保证其正常工作。
四、安全阀的验收和记录1.安全阀的设计、制造、安装和维护应符合相关的质量验收标准和程序，并进行相应的记录和报告。
2.安全阀的检验报告、校核记录和维护记录应及时整理和归档，并确保其可追溯和可查询性。
安全阀反力计算及出口管道设计(终版)
安全阀反力计算及出口管道设计浅析谭永新王金玉杨明（山东天浩化工设计有限公司济南250101）摘要本文通过多方验证，论证了安全阀反力计算公式，同时在安全阀出口管道的设计方面进行了深入探讨。
关键词安全阀反力计算超压泄放背压1 前言安全阀是化工装置压力容器、压力管道超压保护的重要设施。
在装置运行过程中，当遇到阀门误关、火灾、冷却介质停供、电力故障而导致系统压力超过安全阀设定压力时，阀瓣开启泄压，保护系统设备及管道不因超压而发生事故。
大多数化工装置系统操作压力较高，比如合成氨装置中氨合成操作压力可达20~30MPa，一般的中压蒸汽也在2.5MPa左右。
而且化工物料多是可燃易爆介质，如果安全阀设计考虑不周，超压泄放时易引起火灾、爆炸等事故。
因此从系统安全的角度出发，安全阀的合理计算与设计对化工装置来说是非常重要的。
安全阀的计算和选用在很多规范及手册上都有详细讲述，在此便不再赘述。
本文根据笔者多年工程设计经验，着重在安全阀反力计算及出口管道的设计两方面进行深入探讨。
2 安全阀反力计算安全阀阀瓣开启泄放时，管道内流体的快速流动会对排放管道产生一定的作用力，并通过排出管道传至安全阀，并以力矩的形式通过管道作用在安全阀的设备接口。
因此需要对这种力和力矩进行计算，以保证安全阀进出口管道及设备接口、法兰的安全。
通常设计人员一般采用《安全阀的设置和选用》（HG/T20570-95）中14.0.0-1式进行反力计算，即下式（公式一）：而在API520（2003版）中，安全阀反力计算公式为下式（公式二）：我们可以看出，以上两个公式是有些差异的。
下面我们通过一个实例计算，对两个公式的计算结果进行对比。
例题：E101加热器需增加两个喉径为65mm的全启式安全阀，该安全阀各项参数见表1。
对安全阀出口进行反力计算，按照公式一计算反力：602621.0210101.021*********.7851250.27533730.58f W A P N--=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯≈其中：f —泄放反力（N ）W —质量泄放流量（Kg/h ） k —绝热指数 T —泄放温度（K ） M —流体分子量A —泄放管出口面积（mm ） P —泄放口压力（bar ）按照公式二计算反力：()21290.11290.10.785125 2.757307.08F AP N=+=⨯⨯⨯≈其中：F —泄放反力（N ）W —气体或蒸汽的流量（Kg/s ） k —出口条件下的绝热指数 T —出口温度（K ） M —流体分子量A —泄放管出口面积（mm ） P —泄放口压力（bar ）由上可见，两个公式计算结果差别比较大。
石油化工装置安全阀进出口管道设计
浅析石油化工装置安全阀进出口管道设计摘要：在石油化工装置安全阀工程设计中人们一般只重视安全阀设定压力与排量,而忽视安全阀的进、出口管道设计,但安全阀进、出口管道设计的正确与否对安全阀能否在设定的压力与排量下工作影响极大。
因此,要使安全阀真正起到保护设备与管道的作用,一定要重视安全阀的进、出口管道设计。
现根据工程实践, 就石油化工装置安全阀的进、出口管道设计进行探讨，供同行在设计中参考。
关键词：安全阀进口管道出口管道配管设计管道是设备或元件间介质传递的重要部件，是工业产品的神经。
管道的设计是工业产品设计中最复杂、最繁琐的部分。
石油化工装置是由机、泵、阀和塔、罐、容器等设备组成。
按这些设备各自的功能，由管道将它们有机地结合在一起。
一、安全阀进口管道的设计1.满足安全阀开启流速要求安全阀按开启高度分类有微启式和全启式及中启式三种开启方式。
1.1微启式安全阀微启式安全阀指阀瓣的开启高度是阀座内径的1/15~1/20。
微启式安全阀的动作特性是比例作用式的。
1.2全启式安全阀全启式安全阀是指阀瓣的开启高度是阀座内径1/3~1/4。
全启式安全阀的动作特性属于两段作用式安全阀。
1.3中启式安全阀中启式安全阀是指阀瓣的开启高度介于微启式与全启式之间。
其动作特性通常相当于安全泄放阀。
对于液压系统上用的安全阀，采用微启式，而对大型石油化工工艺流程中用的安全阀，普遍采用全启式。
安全阀的配管，入口管道直径不小于安全阀的入口直径；要求压力容器与泄压阀之间的所有管道和管件通孔的面积应与安全阀入口的面积相同。
在一般设计工程中入口隔离阀的最小流道面积选用等于或大于安全阀的入口面积。
2.保证安全阀运行平稳、可靠影响安全阀可靠运行的主要原因如下。
2.1入口管道的阻力降太大，安全阀产生颤振，安全阀既要满足正常的液流运行，又要防止容器和管道内的压力超压，起到保护作用。
一般情况，安全阀设定的开启压力，为正常流程工作压力的1.15倍，排放压力为 1.05~1.15倍的开启压力。
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中国石化集团洛阳石油化工工程公司公司标准40B207-2001石油化工装置（单元）安全阀进出口管道设计技术规定代替：第1页共 14页1范围本标准规定了石油化工装置（单元）安全阀进出口管道的设计技术要求。
本标准适用于石油化工装置（单元）内设备和管道上安全阀进出口管道的配管设计。
2引用标准《工业金属管道设计规定》 GB50316-2000《石油化工企业设计防火规范》 GB50160-92（1999年版）3一般规定3．1 在设备和管道上的安全阀，应直立安装。
3．2 安全阀不应安装在水平管道的死端，以免液体或固体积聚。
3．3安全阀应安装在易于调节、检查和检修的位置，周围要有足够的工作空间，对于大直径重量超过100Kg的安全阀，应考虑方便装卸，必要时设置吊杆。
3．4 安全阀的进出后管道上设有切断时，切断阀上应标注铅封开（C.S.O），设有副线阀时，副线阀上应标注铅封关（C.S.C）。
切断阀应选用闸阀，阀杆应水平安装。
3．5 分馏塔顶部的安全阀如直接向大气排放介质时，可设有塔顶馏出线的顶部；如向密闭系统排放介质时，可设在塔顶馏出线至冷凝冷却设备的入口总管上如图1所示。
球罐上的安全阀应设在灌的顶部。
图1 塔顶馏出线上安全阀位置示意3．6 安全阀附件如装有压力表时，安全阀与压力表宜靠近安装。
3．7 重锤式安全阀的安装位置，应使重锤处于方便检查的方位，且不应妨碍设备上其他部件的安装和操作。
重锤式安全阀应垂直安装，且杠杆保证水平。
3．8 在往复式压缩机出口管道上设有脉动阻尼器或孔板并在其下游设置安全阀时，安全阀与脉动阻尼器或孔板之间，应有一段直管，其最小长度应为公称直径的10倍。
3．9 如果安全阀进出口的压力比超过临界压力比，在阀门出口至第一弯头应设置至少10倍公称直径的直管段如图2。
图2 高压差安全阀出口管道3．10 安全阀的配管应考虑因运转、开工、紧急事故情况及蒸汽吹扫等而引起的工况变化，配管设计时应使这些条件下的热应力控制在许用应力以内。
3．11 当安全阀出口排入大气时，在出口管中心线产生与流向相反的作用力，安全阀出口处应合理设置支架以承受反作用力，反作用力的计算见附录A。
4 安全阀进口管道设计4．1 安全阀进口管道的压力损失宜小于安全阀定压值的3%，为此在设计上应考虑以下各点：4．1．1 安全阀应靠近被保护的设备或管道。
4．1．2 安全阀的进口接管直径可大于安全阀的进口直径1-3级，大小头应设在靠近安全阀的进口处。
4．1．3 安全阀进口处使用弯头时应采用长半径弯头（R≥1.5DN）。
4．2 安全阀进口管应考虑压力脉动的影响，管道上的安全阀应位于压力比较稳定，距波动源有一顶距离的地方，见表1。
表1 管道上安全阀距波动源的距离注：表内数值为美国石油协会标准API-RP-520的推荐值。
4.3如采用导阀型安全阀,从容器或管道直接取压时，可不受进口管的压力降不大于安全阀定压值的3%的限值，分别接到主阀和导阀上，如图3所示。
图3 导阀型安全从容器或管道直接取压示意图4.3安全阀入口管道应布置成能自排泄到被保护的设备或管道主管内，如图4所示。
图4 安全型入口管道的自排泄5安全型出口管道的设计5.1 安全阀出口管道的设计应考虑背压不超过安全阀定压值的一定值。
弹簧式安全阀，出口管的总压降应小于安全阀定压值的10%；波纹管型（平衡型），出口管的总压降一般不宜超过安全阀定压的30%；先导式安全阀，出口管的总压降不应超过安全阀定压的60%。
5.2接向大气排放介质的安全阀出口管道应考虑以下各点：5.2.1安全阀的出口管端的形状应取Y型或T型、I型、L型并设45°切口，切口方向应避免附近的平台、道路的设备，如图5所示。
图5 安全阀出口管端形状5.2.2安全阀出口管端位置高于安全阀时，在安全阀出口管道的水平管段的底部应开￠6～10mm的泪孔，如图6所示。
图6 直接向大气排放介质的安全阀出口管道设计图注：1——排放管；2——长半径弯头；3——支架；4——端部切口；5——此处压力降不超过定压值的3%；6——泪孔￠6～10mm。
5.2.3安全阀排放管口之外可设套筒，这样可减少排放管的反作用力，如图7。
图7 安全阀排放管口之外设套管的安装示意图图注：1——排放管；2——套筒；3——支架；4——￠6～10mm泪孔5.2.4安全阀排放管口高度要求5.2.4.1无毒、非可燃气体安全阀排放口应高于以排放口为中心的7.5m半径范围内的操作平台、设备或地面2.5m以上；5.2.4.2 可燃气体安全阀排放口应高出以排放口为中心的10m半径范围内的平台或建筑物顶3.5m以上，位于10m以外的平台或建筑物顶应满足图8的要求。
5.2.4.3可燃气体安全阀排放口与明火处的水平距离,不应小于15m,且不应朝向明火处。
5.3安全阀出口介质排入密闭系统的管道应考虑以下各点:5.3.1安全阀出口管道高于放空总管时,由安全阀出口至放空总管应有向下的坡度,并应顺流向45°斜接到放空总管的顶部,DN≦40的管子可以90°垂直连接,放空管不得从下部接入放空总管。
5.3.2安全阀出口管道低于放空总管并可能有凝液存在时在安全阀出口管道上的低点应设排液管及阀门,并应将排液管引至安全地区或凝液收集罐,如图9所示。
5.3.3安全阀的出口管道应妥善支撑,以防泄压时的过大弯矩造成管道应力值超过许用范围,支撑方法应根据安全阀所在的设备或管道附属构架的具体情况而定,如图10。
5.4安全阀出口接管直径可大于安全阀出口直径1﹣3级,大小头应设在靠近安全阀的出口处。
附录A 安全阀出口反作用力计算1安全阀排气系统1.1安全阀的排气形式1.1.1开式排气系统开式排气系统要求满足如下几何条件( 见图1 )L≦4Do.m≦6Do典型的开气式排气系统如图1所示。
1.1.2闭式排气系统典型的闭式排气系统如图2所示。
图2 典型的闭式排气系统1.2 荷载分析及计算方法安全阀的排气管除承受内压，自重等静荷载外，还要承受排气的反作用力等动力荷载，下面给出了排汽管动力荷载的计算方法。
安全阀排气管出口的流动状态可能是临界流动，也可能时亚临界流动，二者的计算方法是不同的，因此首先应根据安全阀前介质的滞止参数计算排气管出口的临界压力，临界流速和临界比容； Pc=31012-•••+PoVo f G k k ）（ 式（1） Wc=31012••+PoVo k k 式（2） Vc=Wc.f/G 式（3）式中 Pc ——临界压力，MPa ；Wc ——临界流速，m/sec ；Vc ——临界比容， m 3kg ；K ——介质的比热比（绝热指数），对于空气，O 2，N 2， CO等K=1.4；对H 2，K=1.41；对过热蒸汽，CO 2，H 2S 等，K=1.31，对C 2H 5，K=1.2，对饱和蒸汽K=1.13；G ——介质流量，kg/sec ；F ——排气管出口流通截面，㎡；P 0——安全阀入口滞止压力，MPa ；V 0——安全阀入口滞止比容，m 3/kg 。
如果按上述公式求得的临界压力大于或等于排出口外的环境压力，则为临界流动，小于环境压力则为亚临界流动。
当安全阀排气排入大气时，临界压力大于或等于大气压力则为临界流动，小于大气压力则为亚临界流动。
如果排气管出口为临界流动，则这段排气管进的末端参数为临界参数，始端参数与这段管道的总阻力系数ζ有关，始端参数可按下式计算： Ps=）（ββ2121--+K K Pc 式（4） Ws= Wc/β 式（5） Vs=Vc/β 式（6） β2=W K K ln 2112+++ξ 式（7） 式中 Ps ——排气管始端介质压力，M/Pa ；Ws ——排气管始端介质流速，m/sec ；Vs ——排气管始端介质比容，m 3/kg ；β——介质的比容比，β=Vc/Va ；ξ——等截面管道的总阻力系统，ξ=∑+ξλL Dλ——管道的摩擦系统；D ——管道的内径，m ；L ——管道的长度，m ；∑ζ——管道局部阻力系统的总和。
用式（7）求β值时可采用试算法或叠代法。
如果排气管的直径是逐级扩大的，则应分段计算，因为在每段扩径处的流动状态可能是临界状态，也可能是亚临界状态。
如果排气管的直径比较大，则出口流速较低，将出现亚临界流动状态。
计算亚流动条件下的参数比临界流动的参数更复杂些。
可采用虚拟法。
设排气管道1-2为亚临界流动过程，在终点2未达到临界状态。
现将管道等截面延长一虚拟段2-3如图2所示。
在流量不变的条件下使末端3处达到临界状态，则可按上述式（1）、（2）、（3）计算3处的参数P 3 、W 3 、和V 3。
根据式（4）可得出虚拟段2-3的比容比为： 11//22323223+-++=K K P P P P ）（β 式（8）虚拟段实段图3根据式（7）可求出虚拟段的阻力系数和实段与虚拟段阻力系数的总和：）（1ln 2212322323--+=ββξKK 式（9） ξ13=ξ12+ξ23 式（10）与临界流动状态的计算方法相同，可进一步求得在排气管始端和末端的各项参数。
详细计算步骤可参见例题。
闭式系统与开式系统的计算方法相同。
如果安全阀出口接有较长的管道，则当安全阀开启时会产生一段不稳定的瞬态流，受此瞬态影响，液体的压力和流速都是不均匀的。
从安全阀最初开启所发射的压力波在传播到达管道终端之前可能形成冲击波。
为考虑这种影响，排气系统的操作压力建议取2倍稳态操作压力。
1.3 安全阀排气管的反作用力1.3.1 开式排气系统的反作用力1.3.1 排气弯头在稳态流动的条件下，安全阀开启时的反力F包括动量效应和压力效应两部分，如图4所示。
F=GW+(P-Pa)f . 106, N 式（11）式中：F—点1的反作用力，N；G—质量流率，Kg/s,按安全阀开启时最大流率的1.1倍；W—点1的出口流速 m/s;P—点1的静压，MPa;f—点1处的通流面积，m2。
Pa—大气压力，MPa；为考虑瞬态流动的影响，还应计入动载因子DLF。
13.1.2 放空管如图5所示。
放空管在安全阀开启时，受到F2和F3两个力的作用。
F2和F3可按式（11）计算，放空管的支架应能承受垂直方向和水平方向的不平衡力和力矩。
如果放空管出口设计成斜面，则反力将沿斜面的反向作用。
放空管的设计应避免出现“反喷”现象，为防止这种现象的产生应满足下列条件G（W1-W2）>(P2-P a)·f2·106-(P1-P a)f1·1061.3.2 闭式排气系统的反作用力在稳态流动条件下，闭式系统的排出口有一较大的反作用力，管系其他部位所受的力具有自平衡性。
其数值可用式（11）计算。
但在安全阀开始开启时，由于是不稳定流动，管系要承受较大的冲击力，因此应在管道上设置适当的固定支架。