آیا مقاومت سیال شیر توپ شناور بزرگ است؟

در سناریوهای کنترل سیال متعدد در بخش های صنعتی ، دریچه های توپ شناور به دلیل عملکرد قابل اعتماد و دامنه کاربرد گسترده آنها به تجهیزات کلیدی ضروری تبدیل شده اند. چه در پتروشیمی ، تولید برق ، سیستم های تأمین آب و زهکشی و یا سایر زمینه ها ، دریچه های توپ شناور نقش مهمی در کنترل جریان سیال و تنظیم سرعت جریان دارند. در طول انتخاب دریچه و عملکرد سیستم ، متریک عملکرد بحرانی مقاومت سیال توجه جدی را نشان می دهد. بزرگی مقاومت سیال به طور مستقیم بر مصرف انرژی سیستم و راندمان عملیاتی تأثیر می گذارد ، در حالی که بر ثبات و قابلیت اطمینان کلی آن نیز تأثیر می گذارد. در نتیجه ، این سؤال "آیا دریچه های توپ شناور مقاومت سیال بالایی دارند؟" هنگام انتخاب و اجرای این دریچه ها به یک نگرانی اساسی برای مهندسین و پرسنل فنی تبدیل شده است.

مکانیزم آب بندی توپ و صندلی
توپ شناور دارای قابلیت تنظیم خود - تنظیم تحت فشار متوسط ​​است. هنگامی که سیال وارد شیر می شود ، فشار توپ را به سمت صندلی مجبور می کند و به آب بندی محکم می رسد. این روش آب بندی یک مسیر جریان نسبتاً بدون مانع را حفظ می کند. در طرح های سنتی ، هندسه سطح آب بندی نادرست می تواند گرداب ایجاد کند و مقاومت جریان را افزایش می دهد. فشار توپ شناور-} مهر و موم پاسخگو به صورت پویا تماس با صندلی را تنظیم می کند و از گردابهای ناشی از شکاف های سطح آب بندی ناهموار و کاهش موثر مقاومت سیال جلوگیری می کند.

طراحی مسیر جریان بدنه دریچه
دریچه های توپ شناور به طور معمول دارای یک مسیر مستقیم {{0} از طریق مسیر جریان هستند. این طرح یک گذر مستقیم سیال را فراهم می کند ، به حداقل می رسد تغییرات جهت دار و ضربه داخلی. دریچه هایی با مسیرهای جریان خطی غیر - تغییر مسیر مایعات را مجبور می کنند و باعث از بین رفتن انرژی از طریق برخورد دیواره و افزایش مقاومت می شوند. مستقیم- از طریق پیکربندی این مسئله را از بین می برد و امکان عبور سیال را با حداقل مقاومت و راندمان جریان افزایش می دهد.

STEM - به - اتصال توپ
اتصال مربع Flat-} بین ساقه و توپ ممکن است در صورت طراحی نادرست ، مقاومت در برابر سیال را تحت تأثیر قرار دهد. پیچیدگی ساختاری ناشی از برآمدگی یا افسردگی در مفصل می تواند تلاطم محلی ایجاد کند. از طریق طراحی بهینه شده - کانتورها و ابعاد اتصال ساده برای اطمینان از انتقال صاف - تداخل در جریان سیال به حداقل می رسد. این جریان بی نظیر را حفظ می کند و از مقاومت غیر ضروری از ساختار اتصال جلوگیری می کند.

اثرات فشار
فشار عملیاتی به طور قابل توجهی نیروهای سیال را روی توپ و صندلی تغییر می دهد. فشار بالا باعث افزایش نیروهای ضربه سیال می شود و باعث افزایش اصطکاک در رابط آب بندی صندلی 1- می شود. به طور هم زمان ، فشار بالاتر سرعت سیال را تسریع می کند. در هر اصول دینامیک سیال ، افزایش سرعت مقاومت جریان را بالا می برد. در نتیجه ، در شرایط فشار بالا- ، دریچه های توپ شناور اثرات مقاومت مرکب را تجربه می کنند: افزایش اصطکاک سطح آب بندی و جریان شتاب به طور جمعی مقاومت سیال را بالا می برد.

اثرات دما
دما به طور مستقیم بر ویسکوزیته سیال تأثیر می گذارد. به طور معمول ، ویسکوزیته با افزایش درجه حرارت و افزایش در هنگام خنک کننده کاهش می یابد. این تغییر ویسکوزیته به طور قابل توجهی ویژگی های جریان را در شیر تغییر می دهد. مایعات ویسکوزیته بالاتر اصطکاک مولکولی بیشتری را نشان می دهند و برای غلبه بر مقاومت در برابر جریان نیاز به انرژی بیشتری دارند. به عنوان مثال ، محیط های دما کم {4} کم به طور چشمگیری ویسکوزیته مایعات خاص را افزایش می دهد. هنگامی که چنین مایعات ویسکوزیته بالا {6} بالا از طریق دریچه های توپ شناور عبور می کنند ، مقاومت قابل توجهی به دلیل اصطکاک بین مولکولی بالا رخ می دهد. برعکس ، شرایط دما بالا {8} بالا ویسکوزیته را کاهش داده و به همین ترتیب مقاومت را کاهش می دهد.

اثرات سرعت جریان
یک رابطه اساسی بین سرعت جریان و مقاومت وجود دارد: افزایش سرعت مقاومت بالاتری را به همراه دارد. در سرعت کم در دریچه های توپ شناور ، مایع جریان لایه ای پایدار را با حداقل مقاومت حفظ می کند. با این حال ، فراتر از آستانه سرعت بحرانی ، انتقال جریان به تلاطم. رژیم های آشفته باعث ایجاد گردابهای نامنظم و اختلاط می شوند ، به طور قابل توجهی افزایش انرژی و مقاومت در برابر جریان افزایش می یابد. بنابراین طرح های سیستم باید سرعت جریان را تنظیم کنند تا از مقاومت بیش از حد در دریچه های توپ شناور جلوگیری شود.

اثرات رسانه سیال
رسانه های مختلف هنگام عبور از دریچه های توپ شناور ، ویژگی های مقاومت متفاوتی را نشان می دهند. گازها و مایعات رفتارهای واگرا را به دلیل خصوصیات بدنی ذاتی نشان می دهند. گازها به طور معمول مقاومت کمتری را به دلیل حداقل ویسکوزیته نشان می دهند. مایعات - به ویژه بالا- مایعات ویسکوزیته مانند روغنهای سنگین و قیر-} مقاومت قابل توجهی بالاتر از افزایش اصطکاک مولکولی ایجاد می کند. تغییرات مقاومت نیز در بین خود مایعات رخ می دهد ، جایی که ویسکوزیته بالاتر مستقیماً با مقاومت بیشتر در جریان ارتباط دارد ، به شدت بر کارایی سیستم و مصرف انرژی تأثیر می گذارد.

در برابر دریچه های گلوب
دریچه های گلوب از حرکت دیسک عمودی برای کار استفاده می کنند. در طول چرخه باز و بسته شدن ، مسیر جریان آنها تحت انقباض قابل توجهی قرار می گیرد. با نزدیک شدن دیسک به صندلی ، منطقه باریک شدن جریان مانع جریان قابل توجهی و مقاومت بالا می شود. در مقابل ، دریچه های توپ شناور یک مسیر جریان بدون مانع را در هنگام باز کردن کاملاً باز می کنند و امکان عبور مستقیم سیال را با مقاومت نسبتاً پایین تر فراهم می کنند. در نتیجه ، دریچه های توپ شناور عملکرد برتر را برای برنامه های تنظیم مکرر تنظیم جریان نشان می دهد که نیاز به مقاومت به حداقل می رساند.

در مقابل دریچه های دروازه
شیرهای دروازه ویژگی های کامل - مسیرهای جریان مته در هنگام جمع شدن کامل ، اجازه می دهد تا در نزدیکی - جریان مقاومت صفر. در حالی که دریچه های توپ شناور نیز در موقعیت باز مقاومت کمتری دارند ، منطقه تماس با صندلی- به - منطقه تماس با صندلی امپدانس حاشیه ای بالاتری نسبت به دریچه های دروازه ایجاد می کند. با این حال ، دریچه های دروازه در هنگام فعال سازی به گشتاور عملیاتی بالاتری نیاز دارند و از ساخت و سازهای پیچیده تری برخوردار هستند. دریچه های توپ شناور از طریق عملکرد ساده و طراحی جمع و جور مزایای متعادل را ارائه می دهند. انتخاب بین این نوع ها به نیازهای عملیاتی خاص بستگی دارد.

در برابر دریچه های پروانه
دریچه های پروانه جریان را از طریق موقعیت دیسک زاویه ای تنظیم می کنند. مقاومت با زاویه باز به طور قابل توجهی متفاوت است: مقاومت زیاد در دهانه های کم به تدریج با افزایش باز شدن کاهش می یابد. در مقایسه با دریچه های توپ شناور:

دریچه های پروانه ای مقاومت قابل ملاحظه ای در دهانه های جزئی دارند

• مقاومت دیفرانسیل مقاومت به طور قابل توجهی در نزدیکی - دهانه های کامل
• از نظر انتقادی ، دریچه های پروانه ای ویژگی های آب بندی پایین را نشان می دهند. دریچه های توپ شناور مزایای تعیین کننده ای را در آب بندی - برنامه های مهم حفظ می کنند. بنابراین انتخاب دریچه باید با آب بندی عملکرد و سایر عوامل عملیاتی ، نیازهای مقاومت را متعادل کند.