گرداب ها و تلاطم های ایجاد شده توسط
دریچه های پروانه ای در حین کار دو پدیده مهم در دینامیک سیالات هستند. آنها به طور مستقیم بر عملکرد شیر، بهره وری انرژی و ثبات لرزش سیستم تأثیر می گذارند.
گرداب
علل:
گرداب refers to the rotating flow structure formed when the fluid flows through the butterfly valve. This vortex usually forms on both sides of the butterfly plate, forming one or more vortices. The formation of vortex is mainly affected by the flow field around the valve, especially when the butterfly plate is closed or partially closed.
عوامل موثر:
شکل دیسک: اشکال مختلف دیسک ها باعث ایجاد اشکال مختلف گرداب می شود. به طور معمول، لبه ها و پشت صفحه پروانه، مناطق مهمی برای تشکیل گرداب هستند.
سرعت جریان: سیالات با سرعت بالا بیشتر احتمال دارد گرداب ایجاد کنند، بنابراین سرعت جریان یک عامل کلیدی در تولید گرداب است.
باز شدن دریچه پروانه ای: هنگامی که شیر تا حدی بسته است، معمولاً گرداب ها راحت تر تشکیل می شوند. در حالت بسته، شکل گیری گرداب ها ممکن است مهم تر باشد.
تاثیر و مسائل:
اتلاف انرژی: جریان های گردابی می توانند باعث تلفات موضعی انرژی و در نتیجه کاهش راندمان سیستم شوند.
ارتعاش: وجود جریان های گردابی می تواند باعث ایجاد ارتعاش در سیستم شود و بر ساختار شیرها و لوله ها تأثیر منفی بگذارد.
آشفتگی
علل:
آشفتگی refers to the chaotic, rotating and irregular flow state that occurs when fluid passes through a butterfly valve. Turbulence usually occurs when the flow rate is high, the valve is partially closed, or the disc surface has irregular geometric structures.
عوامل موثر:
سرعت جریان: سیالات با سرعت بالا بیشتر احتمال دارد تلاطم ایجاد کنند. تلاطم معمولاً در محدوده معینی از اعداد رینولدز رخ می دهد که مستقیماً با سرعت جریان در ارتباط هستند.
شکل دیسک: هندسه نامنظم روی سطح دیسک ممکن است در بروز تلاطم نقش داشته باشد.
باز شدن دریچه: شیر پروانه ای نیمه بسته بیشتر احتمال دارد که باعث تلاطم شود.
تاثیر و مسائل:
افزایش مقاومت: توربولانس باعث افزایش مقاومت سیستم می شود و باعث افزایش افت فشار و کاهش راندمان سیستم می شود.
سر و صدا: تلاطم اغلب با سر و صدا همراه است که می تواند بر محیط کار تأثیر منفی بگذارد.
راه های کاهش گرداب و تلاطم:
بهینه سازی طراحی بشقاب پروانه ای:
طراحی صفحه پروانه ای بهینه شده از نظر آیرودینامیکی می تواند تعامل بین صفحه پروانه و سیال را کاهش دهد و وقوع گرداب ها را کاهش دهد.
کنترل نرخ جریان:
کاهش سرعت جریان سیال می تواند تولید گرداب و آشفتگی را کاهش دهد. این را می توان با تنظیم دهانه شیر یا افزودن دستگاه های بافر مناسب به سیستم به دست آورد.
درمان سطح صاف:
حفظ صافی سطح صفحه پروانه ای و کاهش وجود ساختارهای هندسی نامنظم به کاهش وقوع تلاطم کمک می کند.
بهینه سازی طراحی سیستم:
با بهینه سازی چیدمان لوله ها و شیرها و اجتناب از مسیرهای جریان بیش از حد منحنی، می توانید به کاهش اثرات تلاطم کمک کنید.
