تأثیر سرعت سیال بر عملکرد شیر پلاگین چیست؟

من به عنوان یک تامین کننده سوپاپ پلاگین فصلی ، دست اول شاهد رابطه پیچیده بین سرعت سیال و عملکرد دریچه های پلاگین بوده ام. در این وبلاگ ، من به روش های مختلف سرعت سیال بر عملکرد شیر پلاگین ، ترسیم دانش صنعت و تجربیات واقعی جهان می پردازم.

مبانی دریچه های پلاگین

قبل از بحث در مورد تأثیر سرعت سیال ، بیایید به طور خلاصه شیرهای پلاگین را درک کنیم. دریچه های پلاگین چهارم هستند - دریچه های چرخشی که برای کنترل جریان مایعات در یک خط لوله استفاده می شوند. آنها از یک پلاگین استوانه ای یا مخروطی با یک یا چند گذرگاه از طریق آن تشکیل شده اند. هنگامی که پلاگین چرخانده می شود ، معابر با خط لوله تراز می شوند و به مایعات اجازه می دهند ، یا آنها عمود بر خط لوله تبدیل می شوند و جریان را مسدود می کنند. انواع مختلفی از شیرهای پلاگین وجود دارد ، مانندشیر پلاگین 3 - راهباشیر پلاگین مهر و موم سختوتدریچه پلاگین استیل ضد زنگ، هر یک برای برنامه های خاص طراحی شده اند.

تأثیر بر ظرفیت جریان

یکی از بارزترین تأثیرات سرعت سیال بر عملکرد دریچه پلاگین بر ظرفیت جریان آن است. ظرفیت جریان یک شیر پلاگین مستقیماً با سرعت سیال عبور از آن مرتبط است. با توجه به اصول اساسی دینامیک سیال ، سرعت جریان حجمی (q) توسط فرمول q = a × v داده می شود ، که در آن a منطقه صلیب - مقطعی باز شدن دریچه و V سرعت سیال است.

با افزایش سرعت سیال ، برای یک منطقه باز شدن شیر معین ، سرعت جریان حجمی از طریق شیر پلاگین نیز افزایش می یابد. با این حال ، محدودیتی برای این رابطه وجود دارد. با سرعت بسیار بالا ، دریچه ممکن است کاویتاسیون را تجربه کند. کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که فشار محلی در مایع زیر فشار بخار فرو می رود و باعث تشکیل حباب های بخار می شود. سپس این حباب ها هنگام حرکت به مناطقی با فشار بالاتر فرو می روند و باعث ایجاد امواج شوک می شوند که می توانند به داخل سوپاپ از جمله پلاگین و مهر و موم ها آسیب برساند.

علاوه بر این ، سرعت زیاد سیال می تواند منجر به افزایش تلاطم در شیر شود. تلاطم نه تنها باعث از بین رفتن انرژی به صورت افت فشار می شود بلکه بر پایداری جریان نیز تأثیر می گذارد. این می تواند منجر به الگوهای جریان نامنظم شود و کنترل دقیق سرعت جریان از طریق شیر را دشوار کند.

تأثیر بر افت فشار

سرعت سیال همچنین تأثیر قابل توجهی در افت فشار در شیر پلاگین دارد. افت فشار (ΔP) در یک شیر به سرعت سیال توسط معادله برنولی و ضریب جریان شیر (CV) مربوط می شود. ضریب جریان اندازه گیری توانایی شیر در عبور از سیال است و به عنوان تعداد گالن های ایالات متحده در دقیقه آب در دمای 60 درجه فارنهایت تعریف می شود که با افت فشار 1 psi از طریق دریچه جریان می یابد.

افت فشار در یک شیر پلاگین را می توان با استفاده از فرمول ΔP = (Q² / CV²) × SG تخمین زد ، که در آن Q سرعت جریان است ، CV ضریب جریان است و SG گرانش خاص مایعات است. از آنجا که q مربوط به سرعت سیال (V) است ، افزایش سرعت سیال منجر به افزایش سرعت جریان و در نتیجه افزایش فشار در شیر می شود.

افت فشار بالا می تواند چندین نتیجه منفی داشته باشد. در مرحله اول ، آنها به انرژی بیشتری برای پمپ کردن مایعات از طریق خط لوله نیاز دارند و هزینه های عملیاتی را افزایش می دهند. ثانیا ، افت فشار بیش از حد می تواند باعث شود که شیر در خارج از پارامترهای طراحی خود کار کند و منجر به سایش زودرس و پارگی اجزای دریچه شود.

سایش و پارگی اجزای دریچه

سرعت سیال نقش مهمی در سایش و پارگی اجزای شیر پلاگین دارد. با سرعت کم تا متوسط ​​، سایش روی پلاگین و مهر و موم ها نسبتاً حداقل است. با این حال ، با افزایش سرعت سیال ، نیروهای فرسایش که بر روی اجزای دریچه عمل می کنند نیز افزایش می یابد.

سایش فرسایش در اثر تأثیر مایعات و هر ذرات وارد شده بر روی سطوح دریچه ایجاد می شود. این پلاگین که مستقیماً در مسیر جریان سیال است ، به ویژه در معرض فرسایش است. فرسایش می تواند منجر به کاهش قطر پلاگین شود و بر عملکرد آب بندی شیر تأثیر بگذارد. مهر و موم شیر پلاگین نیز در معرض خطر است. مایعات با سرعت زیاد می توانند باعث شوند که مهر و موم ها سریعتر از بین بروند و منجر به نشت و کاهش راندمان دریچه شود.

در برنامه هایی که مایع حاوی ذرات ساینده ، مانند معدن یا تصفیه فاضلاب است ، تأثیر سرعت سیال بر سایش حتی برجسته تر است. ترکیبی از مایع با سرعت بالا و ذرات ساینده می تواند به سرعت به دریچه آسیب برساند و باعث کاهش عمر خدمات آن و افزایش هزینه های نگهداری می شود.

تأثیر بر عملکرد آب بندی

عملکرد آب بندی یک شیر پلاگین منطقه دیگری است که به طور قابل توجهی تحت تأثیر سرعت سیال قرار دارد. یک مهر و موم خوب برای جلوگیری از نشت و اطمینان از عملکرد کارآمد شیر ضروری است. با سرعت کم سیال ، مهر و موم های شیر پلاگین می توانند به طور موثری از نشت مایعات جلوگیری کنند. با این حال ، سرعت زیاد سیال می تواند مکانیسم آب بندی را مختل کند.

نیروهای پویا که توسط مایع با سرعت زیاد اعمال می شود ، می تواند باعث شود پلاگین کمی در بدن دریچه حرکت کند و شکاف بین پلاگین و مهر و موم ایجاد کند. این می تواند منجر به نشت شود ، حتی اگر قرار باشد شیر در موقعیت بسته قرار داشته باشد. علاوه بر این ، مایع با سرعت بالا همچنین می تواند باعث تغییر شکل مهر و موم ها یا آسیب دیدن با گذشت زمان شود و باعث به خطر انداختن عملکرد آب بندی شود.

تأثیر در فعال سازی دریچه

سرعت سیال همچنین می تواند بر فعال شدن شیر پلاگین تأثیر بگذارد. در شیرهای پلاگین دستی ، مایعات با سرعت بالا می توانند کار با شیر را دشوارتر کنند. نیروهای اعمال شده توسط مایع روی پلاگین می توانند مقدار قابل توجهی گشتاور ایجاد کنند و باعث می شود یک اپراتور دسته شیر را برای یک اپراتور سخت تر کند.

در مورد دریچه های پلاگین خودکار ، مانند مواردی که توسط محرک های برقی یا پنوماتیک فعال شده اند ، سرعت مایعات بالا می تواند استرس اضافی را بر روی محرک ایجاد کند. محرک باید بر نیروهای تولید شده توسط مایع غلبه کند تا شیر را باز یا بسته کند. اگر سرعت سیال خیلی زیاد باشد ، ممکن است محرک نتواند شیر را به طور مؤثر کار کند و منجر به باز یا بسته شدن دریچه ناقص شود.

ملاحظات مربوط به انواع مختلف دریچه های پلاگین

انواع مختلف دریچه های پلاگین متفاوت به تغییرات در سرعت سیال پاسخ می دهند. به عنوان مثال ،شیر پلاگین 3 - راهاغلب در برنامه هایی که در آن انحراف جریان مورد نیاز است استفاده می شود. مسیرهای پیچیده جریان در این دریچه ها بدان معنی است که نسبت به تغییرات در سرعت سیال حساس تر هستند. سرعت بالا می تواند باعث توزیع جریان ناهموار در بین رسانه های مختلف شود و منجر به مشکلات در فرآیندهای پایین دست شود.

شیر پلاگین مهر و موم سختبرای مقاومت در برابر محیط های سخت و برنامه های فشار زیاد طراحی شده اند. با این حال ، سرعت زیاد مایعات هنوز هم می تواند باعث سایش در مهر و موم های سخت شود ، به خصوص اگر مایع حاوی ذرات ساینده باشد. از طرف دیگر ،دریچه پلاگین استیل ضد زنگدر برابر خوردگی - مقاوم هستند اما ممکن است به دلیل پایان سطح صاف فولاد ضد زنگ ، در سرعت بالا در معرض کاویتاسیون قرار بگیرند ، که می تواند ویژگی های بازیابی سوپاپ را کاهش دهد.

کاهش اثرات منفی

برای کاهش اثرات منفی سرعت سیال بالا بر عملکرد دریچه پلاگین ، می توان از چندین استراتژی استفاده کرد. اولا ، اندازه مناسب دریچه بسیار مهم است. با انتخاب دریچه پلاگین با ضریب جریان مناسب و اندازه برای سرعت و سرعت جریان سیال مورد انتظار ، خطر ابتلا به کاویتاسیون ، افت فشار بیش از حد و سایش کاهش می یابد.

ثانیا ، استفاده از تریم های ضد کاویتاسیون می تواند به جلوگیری از کاویتاسیون در دریچه های پلاگین کمک کند. این تریم ها برای کنترل الگوی جریان و توزیع فشار در دریچه طراحی شده اند و احتمال تشکیل حباب بخار را کاهش می دهند.

علاوه بر این ، نگهداری منظم و بازرسی از شیر پلاگین ضروری است. این شامل بررسی علائم سایش ، نشت و آسیب به اجزای دریچه است. تعویض مهر و موم های فرسوده و شاخه های آسیب دیده به موقع می تواند عمر سرویس شیر را گسترش داده و از عملکرد بهینه آن اطمینان حاصل کند.

پایان

در نتیجه ، سرعت سیال تأثیر عمیقی بر عملکرد دریچه های پلاگین دارد. این امر بر ظرفیت جریان ، افت فشار ، سایش و پارگی قطعات ، عملکرد آب بندی و فعال سازی دریچه تأثیر می گذارد. به عنوان یک تأمین کننده شیر پلاگین ، وظیفه ما این است که به مشتریان خود در مورد این تأثیرات آموزش دهیم و به آنها در انتخاب شیر مناسب برای برنامه های خاص خود کمک کنیم.

اگر برای پروژه خود به شیرهای پلاگین احتیاج دارید و می خواهید در مورد چگونگی تأثیر سرعت سیال بر روی برنامه شما تأثیر بگذارد ، لطفاً با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده است تا در انتخاب مناسب ترین شیر پلاگین و ارائه راه حل هایی برای اطمینان از عملکرد بهینه آن ، به شما کمک کند.

منابع

• White ، FM (2011). مکانیک سیال. مک گرا - آموزش هیل.
• شرکت جرثقیل (1988). جریان مایعات از طریق دریچه ها ، اتصالات و لوله. مقاله فنی شماره 410.
• پری ، RH ، و گرین ، DW (1997). کتابچه راهنمای مهندسان شیمی پری. مک گرا - هیل.