Kodėl drugelio vožtuvas yra linkęs į kavitaciją?

Jautrumasdrugelių vožtuvaiKavitacija yra glaudžiai susijusi su jų struktūrinėmis savybėmis, skysčių dinamikos charakteristikomis ir veikimo sąlygomis. Konkrečios priežastys yra šios:

1. Drugelinio vožtuvo struktūra lemia vietinių žemo slėgio zonų susidarymą

Drugelinių vožtuvų atidarymo ir uždarymo komponentai yra disko formos drugelio plokštės. Sukant, kad atidarytumėte, skystis turi tekėti aplink drugelio plokštės kraštą. Už drugelio plokštės (pasroviui) susidarys vietinė žemo slėgio zona. Kai skysčio slėgis nukrenta žemiau sočiųjų garų slėgio, skystyje ištirpusios dujos nusėda ir suformuos burbuliukus, o tai yra pradinė kavitacijos stadija.

Tipiškas scenarijus: Esant dideliam slėgio skirtumui arba didelio greičio vandens tekėjimo sąlygoms, srauto greitis drugelio plokštės krašte smarkiai padidėja. Pagal Bernulio principą, padidėjus srauto greičiui, mažėja slėgis, dar labiau pablogėja žemo slėgio zonų susidarymas ir susidaro sąlygos kavitacijai.

2. Skysčio turbulencijos ir burbulo žlugimo poveikis

Kai skystis perneša burbuliukus į aukšto slėgio zoną (pvz., pasroviui esančius vamzdynus).drugelių vožtuvai), burbuliukai greitai subyrės ir susidarys mikro srovės, kurios atsitrenks į metalinį paviršių. Šio smūgio dažnis yra itin didelis (iki dešimčių tūkstančių kartų per sekundę), todėl metalo paviršiuje laipsniškai atsiranda duobių ir lupimosi, galiausiai pažeidžiamas sandarinimo paviršius.

Duomenų palaikymas: eksperimentai parodė, kad smūgio jėga, kurią sukuria burbulo griūtis, gali siekti kelis šimtus megapaskalių, gerokai viršijanti įprastų metalinių medžiagų atsparumą nuovargiui, ir yra pagrindinis kavitacijos pažeidimo mechanizmas.

3. Drugelinių vožtuvų reguliavimo charakteristikos padidina kavitacijos riziką

Drugeliniai vožtuvai dažniausiai naudojami srautui reguliuoti, tačiau kai anga yra maža (<15 ° ~ 20 °), skystis praeina per siaurą tarpą tarp drugelio plokštės ir vožtuvo lizdo, todėl smarkiai padidėja srauto greitis, toliau mažėja slėgis ir žymiai padidėja kavitacijos rizika.

Inžinerinis atvejis: Hidroelektrinės įleidimo vožtuve arba nuotekų valymo sistemoje, jei droselinis vožtuvas ilgą laiką yra nedidelio atidarymo reguliavimo būsenoje, už vožtuvo plokštės greitai atsiras kavitacijos duobės, dėl kurių sandarinimas sugenda ir reikės dažnai keisti vožtuvo plokštę arba sandarinimo žiedą.

4. Terpės charakteristikų ir eksploatavimo sąlygų įtaka

Terpė, kurioje yra dalelių: jei skystyje yra kietų dalelių, pvz., nuosėdų ir metalų oksidų, kavitacijos sukurta mikro srovė neša daleles ir atsitrenks į sandarinimo paviršių, sudarydama „erozijos kavitacijos“ sudėtinį pažeidimą ir pagreitindama gedimą.

Aukšta temperatūra arba korozinė terpė: aukšta temperatūra gali sumažinti skysčių paviršiaus įtempimą ir skatinti burbuliukų susidarymą; Korozinė terpė gali susilpninti metalinių medžiagų antikavitacinį gebėjimą, o dėl dvigubo poveikio dar labiau sugenda peteliškiniai vožtuvai.

5. Drugelinių vožtuvų tipų ir konstrukcijų apribojimai

Vieno ekscentrinio / centrinio peteliškojo vožtuvo: būtina atsižvelgti į vandens tekėjimo kryptį (vožtuvo plokštė pakreipta pasroviui). Atvirkštinis įrengimas sugadins srauto lauko stabilumą ir padidins kavitacijos riziką.

Vertikalus vamzdyno montavimas: Dėl savo paties svorio vožtuvo plokštės sandarinimo paviršius gali sukelti netolygų įtempimą, dėl kurio gali sumažėti vietinis slėgis ir atsirasti kavitacija.

Minkštai sandarus drugelio vožtuvas: guminiai sandarinimo žiedai gali atsilupti ir pažeisti dėl kavitacijos poveikio, o kietai sandarūsdrugelių vožtuvai, nors ir atsparios erozijai, jų sąnaudos didesnės ir pritaikymas ribotas.