Зошто вентилот за пеперутка е склон кон кавитација?

Подложноста навентили за пеперуткасо кавитација е тесно поврзана со нивните структурни карактеристики, карактеристики на динамиката на течности и работни услови. Специфичните причини се како што следува:

1. Структурата на вентилот со пеперутка доведува до формирање на локални области со низок притисок

Компонентите за отворање и затворање на вентилите со пеперутка се плочи со пеперутка во форма на диск. Кога се ротира за да се отвори, течноста треба да тече околу работ на плочата со пеперутка. Ќе се формира локална зона со низок притисок зад плочата со пеперутка (страна низводно). Кога притисокот на течноста ќе падне под притисокот на заситената пареа, растворените гасови во течноста ќе таложат и ќе формираат меурчиња, што е почетната фаза на кавитација.

Типично сценарио: При висока разлика во притисокот или услови на проток на вода со голема брзина, брзината на проток на работ на плочата на пеперутката нагло се зголемува. Според принципот на Бернули, зголемувањето на брзината на протокот доведува до намалување на притисокот, што дополнително го влошува формирањето на области со низок притисок и создава услови за кавитација.

2. Влијание на турбуленцијата на течноста и колапсот на меурот

Кога течноста носи меурчиња во зоната под висок притисок (како што се низводните цевководи навентили за пеперутка), меурчињата брзо ќе се срушат, создавајќи микро млазови кои влијаат на металната површина. Фреквенцијата на овој удар е исклучително висока (до десетици илјади пати во секунда), предизвикувајќи постепено дупчење и лупење на металната површина, што на крајот ја оштетува површината за заптивање.

Поддршка на податоци: Експериментите покажаа дека силата на ударот генерирана од колапсот на меурот може да достигне неколку стотици мегапаскали, што далеку ја надминува јачината на замор на обичните метални материјали и е основниот механизам на оштетувањето од кавитација.

3. Регулаторните карактеристики на вентилите со пеперутка го влошуваат ризикот од кавитација

Вентилите со пеперутка најчесто се користат за регулирање на протокот, но кога отворот е мал (<15 °~20 °), течноста поминува низ тесниот јаз помеѓу плочата на пеперутката и седиштето на вентилот, предизвикувајќи нагло зголемување на брзината на протокот, дополнително намалување на притисокот и значително зголемување на ризикот од кавитација.

Инженерски случај: Во влезниот вентил или системот за третман на отпадни води на хидроцентрала, ако вентилот со пеперутка е во состојба на прилагодување на мало отворање долго време, зад плочата на вентилот брзо ќе се појават јами за кавитација, што ќе предизвика дефект на заптивањето и ќе бара честа замена на плочата на вентилот или заптивниот прстен.

4. Влијание на среден карактеристики и услови за работа

Медиум што содржи честички: Ако течноста содржи тврди честички како што се талог и метални оксиди, микро млазот генериран со кавитација ќе ги носи честичките за да влијаат на површината за заптивање, формирајќи композитно оштетување на „кавитација од ерозија“ и забрзување на дефектот.

Висока температура или корозивни медиуми: високата температура може да го намали површинскиот напон на течностите и да промовира формирање на меурчиња; Корозивните медиуми можат да ја ослабат способноста за заштита од кавитација на металните материјали, а двојниот ефект го влошува дефектот на вентилите за пеперутка.

5. Ограничувања на типови и дизајни на вентили со пеперутка

Единечен ексцентричен/централен вентил за пеперутка: Неопходно е да се земе предвид насоката на протокот на водата (плочката на вентилот е пристрасна низводно). Обратна инсталација ќе ја оштети стабилноста на полето на проток и ќе го зголеми ризикот од кавитација.

Вертикална инсталација на цевковод: Само-тежината на плочата на вентилот може да предизвика нерамномерен стрес на површината за заптивање, што резултира со намалување на локалниот притисок и предизвикување кавитација.

Меко запечатен вентил за пеперутка: гумените запечатувачки прстени се склони кон лупење и оштетување при удар на кавитација, додека тврдо запечатенивентили за пеперутка, иако отпорни на ерозија, имаат повисоки трошоци и ограничени примени.