Flash a kavitace ventilů a způsoby prevence kavitačního poškození hlavních technických vlastností ventilů

Flash a kavitace ventilů a způsoby prevence kavitačního poškození hlavních technických vlastností ventilů

Často lze vidět regulační ventil,redukčním ventilem a další kotouče škrticí klapky a části sedla vnitřní stopy opotřebení, hluboké drážky a důlky, které jsou většinou způsobeny kavitací. Kavitace je forma porušení materiálu, kdy tlak a teplota kapaliny dosáhnou kritické hodnoty, která se dělí na dvě fáze flash a kavitace. Flash je velmi rychlý přechodový proces, kdy tekutina protéká regulátorem díky sedlu a
Často jsou vidět na regulačním ventilu, redukčním ventilu a dalších kotoučových a sedlových částech vnitřní stopy opotřebení, hluboké drážky a důlky, které jsou většinou způsobeny kavitací.
Kavitace je forma porušení materiálu, kdy tlak a teplota kapaliny dosáhnou kritické hodnoty, která se dělí na dvě fáze flash a kavitace.
Flash je velmi rychlý transformační proces, kdy tekutina protéká regulátorem, díky sedlu ventilu a kotouči ventilu vzniká lokální smršťování průtokové plochy, lokální odpor, takže se mění tlak a rychlost tekutiny.
Při tlaku P1 tekutiny protékající otvorem náhle prudce prudce klesla rychlost prudkého nárůstu statického tlaku, po dosažení tlaku v otvoru P2 v tekutině v případě tlaku syté páry před Pv došlo k vypařování části tekutiny do plynu, bublinek, vznik plynné kapaliny dvoufázový jev koexistence, tzv. flash stage, je to systémový jev.
Regulátor se nemůže vyhnout záblesku, pokud se nezmění podmínky systému. A když výstupní tlak kapaliny ve ventilu opět stoupne a je vyšší než saturační tlak, zvýšený tlak stlačí bublinu tak, že náhle praskne, což je známé jako kavitační fáze. Během kavitace již nasycená bublina není přítomna a rychle exploduje zpět do kapalného stavu. Protože objem bublin je většinou větší než objem stejné kapaliny. Takže prasknutí bubliny je přechod z velkého objemu do malého objemu.
Kavitace v procesu prasknutí bubliny, když se veškerá energie soustředí na místo prasknutí, což má za následek tisíce Newtonů nárazu, tlak rázové vlny až 2 × 103 MPa,** více, než je mez únavového porušení většiny kovových materiálů. Současně je místní teplota až několik tisíc stupňů Celsia a tepelné namáhání způsobené těmito horkými místy je hlavním faktorem způsobujícím kavitační poškození.
Flash způsobuje poškození erozí a vytváří hladké stopy opotřebení na povrchu dílů. Podobně jako písek nastříkaný na povrch součásti je povrch součásti roztržen, čímž se vytvoří drsný struskový otvor podobný vnějšímu povrchu. V podmínkách vysokého tlakového rozdílu se velmi tvrdý kotouč a sedlo ve velmi krátké době poškodí, netěsnost ovlivní výkon ventilu. Zároveň při kavitačním procesu prasknutí bubliny uvolnilo obrovskou energii, což způsobilo vibrace vnitřních částí, produkující hluk až 10 kHz, čím více bublin, tím závažnější je hluk.
Metody prevence kavitačního poškození
Regulaci záblesku ventilu nelze zabránit, lze ji zabránit zničení záblesku. Při návrhu regulačního ventilu jsou faktory ovlivňující poškození bleskem především konstrukce ventilu, materiálové vlastnosti a konstrukce systému. Kavitačnímu poškození lze zabránit klikatou cestou, vícestupňovou dekompresí a porézní strukturou škrtícího ventilu.
1) Konstrukce ventilu
Ačkoli konstrukce ventilu nemá nic společného s bleskem, může omezit poškození blesku. Hranatá konstrukce ventilu s médiem proudícím shora dolů může zabránit poškození bleskem lépe než kulový ventil. Poškození bleskem je způsobeno vysokorychlostními nasycenými bublinami, které narážejí na povrch těla ventilu a korodují povrch těla ventilu. Protože médium v ​​úhlovém ventilu proudí přímo do středu potrubí po proudu uvnitř tělesa ventilu, spíše než aby přímo naráželo na stěnu tělesa jako u kulového ventilu, je destruktivní síla záblesku oslabena.
2) Výběr materiálu
Obecně platí, že materiály s vyšší tvrdostí jsou odolnější vůči poškození bleskem a kavitací. K výrobě těles ventilů se běžně používají tvrdé materiály. Jako energetický průmysl často volí ventil z chrom-molybdenové slitiny, WC9 je jedním z běžně používaných antikorozních materiálů. Je-li rohový ventil za potrubím vybaven vysokou tvrdostí materiálového potrubí, může tělo ventilu zvolit materiál uhlíkové oceli, protože ** v dolní části těla ventilu pouze vzplane kapalina.
3) Klikatá cesta
Jedním ze způsobů, jak snížit obnovu tlaku, je procházet proudící médium škrticí klapkou s klikatou dráhou. Ačkoli tato klikatá dráha může mít různé formy, jako jsou malé otvory, radiální dráha toku atd. Ale účinek každého návrhu je v zásadě stejný. Tuto klikatou dráhu lze použít při navrhování různých součástí pro řízení kavitace.
4) Víceúrovňová dekomprese
Každý stupeň vícestupňové dekomprese spotřebovává část energie, čímž se vstupní tlak dalšího stupně stává relativně nízkým, snižuje se tlakový rozdíl v dalším stupni, obnovuje se nízký tlak a nedochází ke vzniku kavitace. Úspěšná konstrukce umožňuje ventilu odolávat velkému diferenčnímu tlaku při zachování tlaku po kontrakci nad nasyceným tlakem kapaliny, což zabraňuje vzniku kavitace kapaliny. Proto při stejném poklesu tlaku jednostupňová škrticí klapka pravděpodobně vyvolá kavitaci než vícestupňová škrticí klapka.
5) Porézní škrticí konstrukce
Škrcení otvoru je komplexní konstrukční schéma. Použití speciální struktury sedla a ventilového disku vytváří vysokorychlostní kapalinu přes sedlo ventilu a ventilový disk, každý bod tlaku je vyšší než teplota tlaku nasycené páry a použití metody konvergenčního paprsku, takže kinetika kapaliny energie regulačního ventilu v důsledku vzájemného tření a přeměněna na tepelnou energii, aby se omezila tvorba bublin. Na druhé straně k prasknutí bubliny dochází ve středu objímky, čímž se zabrání přímému poškození sedla a povrchu disku.
Hlavní technický výkon ventilu pevnostní výkon
Pevnost ventilu se vztahuje ke schopnosti ventilu vydržet střední tlak. Ventil je mechanický výrobek, který snáší vnitřní tlak, takže musí mít dostatečnou pevnost a tuhost, aby bylo zajištěno dlouhodobé používání bez prasknutí nebo deformace.

Výkon těsnění

Výkon těsnění ventilu se týká těsnících částí ventilu, aby se zabránilo úniku média, je to nejdůležitější ukazatel technického výkonu ventilu. Existují tři těsnicí části ventilu: kontakt mezi otevírací a uzavírací částí a sedlem ventilu dvě těsnicí plochy; Shoda ucpávky a dříku ventilu a ucpávky; Spojení těla s kapotou. Jeden z dřívějších úniků se nazývá vnitřní únik, o kterém se obvykle říká, že je laxní, ovlivní schopnost ventilu odříznout médium. U třídy blokových ventilů není povolena vnitřní netěsnost. Poslední dva úniky se nazývají externí únik, to znamená únik média z ventilu do ventilu ven. Únik způsobí materiální ztráty, znečištění životního prostředí, vážné také způsobí nehody. U hořlavých, výbušných, toxických nebo radioaktivních médií není únik povolen, takže ventil musí mít spolehlivý těsnicí výkon.

Proud média

Médium ventilem způsobí tlakovou ztrátu (rozdíl tlaků před a za ventilem), to znamená, že ventil má určitý odpor vůči průtoku média, médium na překonání odporu ventilu spotřebuje určité množství energie. Od úvah o úsporách energie, návrhu a výrobě ventilů co nejvíce snížit odpor ventilů vůči proudícímu médiu.
Síla otevírání a zavírání a moment otevírání a zavírání

Otevírací a zavírací síla a krouticí moment jsou síly nebo krouticí momenty, které musí být aplikovány k otevření nebo zavření ventilu. Zavřete ventil, je třeba provést část otevřít-zavřít a odeslat formulář těsnění mezi dvěma těsnicími plochami tlaku, ale také překonat mezi dříkem a těsněním, dříkem ventilu a mezi závity matice, třením na konci táhla ventilu a ostatní části třecí síly, a proto musí vyvíjet uzavírací sílu a uzavírací moment, v procesu otevírání a zavírání je ventil vyžadován pro otevírání a zavírání a moment otevírání-zavírání se mění, Jeho maximální hodnota je v konečném okamžiku uzavření nebo počáteční okamžik otevření. Ventily by měly být navrženy a vyrobeny tak, aby snižovaly uzavírací sílu a uzavírací moment.

Rychlost otevírání a zavírání

Rychlost otevírání a zavírání je vyjádřena jako čas potřebný k dokončení akce otevření nebo zavření ventilu. Obecná rychlost otevírání a zavírání ventilu není přísné požadavky, ale některé podmínky mají zvláštní požadavky na rychlost otevírání a zavírání, jako jsou některé požadavky na rychlé otevírání nebo zavírání, v případě nehod, některé požadavky na pomalé zavírání, v případě nárazu vody, což je třeba vzít v úvahu při výběru typu ventilu.
Citlivost a spolehlivost pohybu

To se týká ventilu pro změny parametrů média, proveďte odpovídající reakci na stupeň citlivosti. U škrticího ventilu, redukčního ventilu, regulačního ventilu a dalších ventilů sloužících k nastavení parametrů média, jakož i pojistného ventilu, lapače a dalších ventilů se specifickými funkcemi je velmi důležitými technickými ukazateli jejich funkční citlivost a spolehlivost.

Životnost

Představuje trvanlivost ventilu, je důležitým ukazatelem výkonu ventilu a má velký ekonomický význam. Obvykle, aby se zajistilo, že požadavky na utěsnění, kolikrát vyjádřit, lze také vyjádřit pomocí času.