Wat zijn wervels en turbulentie in hydrodynamische effecten van vlinderkleppen?

De wervels en turbulentie die worden gegenereerd door vlinderkleppen tijdens bedrijf zijn twee belangrijke fenomenen in de vloeistofdynamica. Ze hebben rechtstreeks invloed op de prestaties van de klep, de energie-efficiëntie en de trillingsstabiliteit van het systeem.

Draaikolk

Oorzaken:

Vortex verwijst naar de roterende stromingsstructuur die wordt gevormd wanneer de vloeistof door de vlinderklep stroomt. Deze vortex vormt zich meestal aan beide zijden van de vlinderplaat en vormt een of meer wervels. De vorming van wervels wordt vooral beïnvloed door het stromingsveld rond de klep, vooral wanneer de vlinderplaat gesloten of gedeeltelijk gesloten is.

Beïnvloedende factoren:

Schijfvorm: Verschillende vormen van schijven veroorzaken verschillende vormen van wervelingen. Typisch zijn de randen en achterkant van de vlinderplaat kritische gebieden voor vortexvorming.

Stroomsnelheid: Vloeistoffen met hoge snelheid vormen eerder wervels, dus stroomsnelheid is een sleutelfactor bij het genereren van wervels.

Vlinderklepopening: Wanneer de klep gedeeltelijk gesloten is, kunnen er meestal gemakkelijker wervels ontstaan. In de gesloten toestand kan de vorming van wervels belangrijker zijn.

Impact en problemen:

Energieverlies: Wervelstromen kunnen lokaal energieverlies veroorzaken, wat resulteert in een afname van de systeemefficiëntie.

Trillingen: De aanwezigheid van wervelstromen kan trillingen in het systeem veroorzaken, waardoor de structuur van kleppen en leidingen negatief wordt beïnvloed.

Turbulentie

Oorzaken:

Turbulentie verwijst naar de chaotische, roterende en onregelmatige stroomtoestand die optreedt wanneer vloeistof door een vlinderklep stroomt. Turbulentie treedt meestal op wanneer het debiet hoog is, de klep gedeeltelijk gesloten is of het schijfoppervlak onregelmatige geometrische structuren heeft.

Beïnvloedende factoren:

Stroomsnelheid: Bij vloeistoffen met een hoge snelheid is de kans groter dat er turbulentie ontstaat. Turbulentie treedt meestal op binnen een bepaald bereik van Reynoldsgetallen, die rechtstreeks verband houden met de stroomsnelheid.

Schijfvorm: Onregelmatige geometrie op het oppervlak van de schijf kan bijdragen aan het optreden van turbulentie.

Klepopening: Een gedeeltelijk gesloten vlinderklep veroorzaakt eerder turbulentie.

Impact en problemen:

Verhoogde weerstand: Turbulentie verhoogt de weerstand van het systeem, waardoor de drukval toeneemt en de systeemefficiëntie afneemt.

Lawaai: Turbulentie gaat vaak gepaard met lawaai, wat een negatieve invloed kan hebben op de werkomgeving.

Manieren om wervelingen en turbulentie te verminderen:

Optimaliseer het ontwerp van de vlinderplaat:

Het aerodynamisch geoptimaliseerde ontwerp van de vlinderplaat kan de interactie tussen de vlinderplaat en de vloeistof verminderen en het optreden van wervels verminderen.

Controle debiet:

Het verminderen van de stroomsnelheid van de vloeistof kan het ontstaan ​​van wervelingen en turbulentie verminderen. Dit kan worden bereikt door de opening van de klep aan te passen of door geschikte bufferapparatuur aan het systeem toe te voegen.

Gladde oppervlaktebehandeling:

Door de gladheid van het oppervlak van de vlinderplaat te behouden en de aanwezigheid van onregelmatige geometrische structuren te verminderen, wordt het optreden van turbulentie verminderd.

Optimaliseer het systeemontwerp:

Door de lay-out van leidingen en kleppen te optimaliseren en te gebogen stroompaden te vermijden, kunt u de effecten van turbulentie helpen verminderen.