Vad är virvlar och turbulens i fjärilsventilens hydrodynamiska effekter

Virvlarna och turbulensen som genereras av fjärilsventiler under drift är två viktiga fenomen i vätskedynamik. De påverkar direkt ventilens prestanda, energieffektiviteten och systemets vibrationsstabilitet.

Virvel

Orsaker:

Vortex hänvisar till den roterande flödesstrukturen som bildas när vätskan strömmar genom fjärilsventilen. Denna virvel bildas vanligtvis på båda sidor av fjärilsplattan och bildar en eller flera virvlar. Vortexbildningen påverkas främst av flödesfältet runt ventilen, speciellt när fjärilsplattan är stängd eller delvis stängd.

Påverkande faktorer:

Skivform: Olika former av skivor kommer att orsaka olika former av virvlar. Vanligtvis är kanterna och baksidan av fjärilsplattan kritiska områden för virvelbildning.

Flödeshastighet: Höghastighetsvätskor är mer benägna att bilda virvlar, så flödeshastigheten är en nyckelfaktor i genereringen av virvlar.

Fjärilsventilöppning: När ventilen är delvis stängd är det vanligtvis lättare att virvlar bildas. I det stängda tillståndet kan bildningen av virvlar vara mer betydande.

Effekter och problem:

Energiförlust: Virvelströmmar kan orsaka lokala energiförluster, vilket resulterar i en minskning av systemets effektivitet.

Vibrationer: Närvaron av virvelströmmar kan orsaka vibrationer i systemet, vilket negativt påverkar strukturen på ventiler och rör.

Turbulens

Orsaker:

Turbulens hänvisar till det kaotiska, roterande och oregelbundna flödestillståndet som uppstår när vätska passerar genom en fjärilsventil. Turbulens uppstår vanligtvis när flödet är högt, ventilen är delvis stängd eller skivans yta har oregelbundna geometriska strukturer.

Påverkande faktorer:

Flödeshastighet: Höghastighetsvätskor är mer benägna att bilda turbulens. Turbulens uppstår vanligtvis inom ett visst område av Reynolds-tal, som är direkt relaterade till flödeshastigheten.

Skivform: Oregelbunden geometri på skivans yta kan bidra till att turbulens uppstår.

Ventilöppning: En delvis stängd fjärilsventil är mer sannolikt att orsaka turbulens.

Effekter och problem:

Ökat motstånd: Turbulens ökar motståndet i systemet, vilket gör att tryckfallet ökar och systemets effektivitet minskar.

Buller: Turbulens åtföljs ofta av buller, vilket kan påverka arbetsmiljön negativt.

Sätt att minska virvlar och turbulens:

Optimera design av fjärilsplatta:

Den aerodynamiskt optimerade designen av fjärilsplattan kan minska interaktionen mellan fjärilsplattan och vätskan och minska förekomsten av virvlar.

Kontrollflödeshastighet:

Att minska flödeshastigheten för vätskan kan minska genereringen av virvlar och turbulens. Detta kan uppnås genom att justera öppningen av ventilen eller lägga till lämpliga buffertanordningar till systemet.

Slät ytbehandling:

Att bibehålla jämnheten på fjärilsplattans yta och minska förekomsten av oregelbundna geometriska strukturer hjälper till att minska förekomsten av turbulens.

Optimera systemdesign:

Genom att optimera utformningen av rör och ventiler och undvika alltför krökta flödesvägar kan du hjälpa till att minska effekterna av turbulens.