วาบไฟและการเกิดโพรงอากาศของวาล์ว และวิธีการป้องกันความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศ คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของวาล์ว

วาบไฟและการเกิดโพรงอากาศของวาล์ว และวิธีการป้องกันความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศ คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของวาล์ว

มักจะเห็นวาล์วควบคุมลดวาล์ว และจานวาล์วปีกผีเสื้ออื่นๆ และชิ้นส่วนเบาะนั่งของเครื่องหมายการสึกหรอภายใน ร่องลึก และหลุม ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากโพรงอากาศ การเกิดโพรงอากาศเป็นรูปแบบหนึ่งของความล้มเหลวของวัสดุเมื่อความดันและอุณหภูมิของของเหลวถึงค่าวิกฤต ซึ่งแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนคือ flash และ cavitation แฟลชเป็นกระบวนการเปลี่ยนผ่านที่รวดเร็วมากเมื่อของไหลไหลผ่านตัวควบคุมเนื่องจากเบาะนั่งและ
มักจะเห็นวาล์วควบคุม วาล์วลด และแผ่นดิสก์วาล์วปีกผีเสื้ออื่นๆ และส่วนที่นั่งของเครื่องหมายการสึกหรอภายใน ร่องลึก และหลุม ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากโพรงอากาศ
การเกิดโพรงอากาศเป็นรูปแบบหนึ่งของความล้มเหลวของวัสดุเมื่อความดันและอุณหภูมิของของเหลวถึงค่าวิกฤต ซึ่งแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนคือ flash และ cavitation
แฟลชเป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วมาก เมื่อของไหลไหลผ่านตัวควบคุม เนื่องจากบ่าวาล์วและแผ่นวาล์วทำให้เกิดการหดตัวของพื้นที่การไหล ความต้านทานเฉพาะที่ ดังนั้นความดันของของเหลวและความเร็วจึงเปลี่ยนไป
เมื่อความดันเป็น P1 ของของไหลที่ไหลผ่านปาก ทันใดนั้นความเร็วก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของความดันสถิตย์ลดลง หลังจากความดันของรู P2 ในของเหลวในกรณีของแรงดันไอน้ำอิ่มตัวก่อน Pv ส่วนหนึ่งของของเหลวไปสู่การกลายเป็นไอของก๊าซ ฟองอากาศ การก่อตัวของปรากฏการณ์การอยู่ร่วมกันสองเฟสของของเหลวก๊าซเรียกว่าระยะแฟลชมันเป็นปรากฏการณ์ของระบบ
ตัวควบคุมไม่สามารถหลีกเลี่ยงแฟลชได้เว้นแต่เงื่อนไขของระบบจะเปลี่ยนแปลง และเมื่อความดันปลายน้ำของของเหลวในวาล์วเพิ่มขึ้นอีกครั้ง และสูงกว่าความดันอิ่มตัว ความดันที่เพิ่มขึ้นจะบีบอัดฟอง จนกระทั่งฟองสบู่แตกทันที เรียกว่าระยะโพรงอากาศ ในระหว่างการเกิดโพรงอากาศ ฟองอิ่มตัวจะไม่ปรากฏอีกต่อไปและจะระเบิดกลับเข้าสู่สถานะของเหลวอย่างรวดเร็ว เนื่องจากปริมาตรของฟองอากาศส่วนใหญ่จะมากกว่าปริมาตรของของเหลวชนิดเดียวกันเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นฟองสบู่แตกจึงเป็นการเปลี่ยนจากปริมาตรมากไปเป็นปริมาตรเล็ก
การเกิดโพรงอากาศในกระบวนการฟองสบู่แตกเมื่อพลังงานทั้งหมดรวมตัวอยู่ที่จุดแตก ส่งผลให้เกิดแรงกระแทกหลายพันนิวตัน แรงดันคลื่นกระแทกสูงถึง 2 ×103 MPa** ซึ่งมากกว่าขีดจำกัดความล้มเหลวเมื่อยล้าของวัสดุโลหะส่วนใหญ่ ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิในท้องถิ่นสูงถึงหลายพันองศาเซลเซียส และความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากจุดร้อนเหล่านี้เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความเสียหายจากโพรงอากาศ
แฟลชทำให้เกิดความเสียหายจากการกัดเซาะ ทำให้เกิดรอยสึกหรอที่เรียบบนพื้นผิวของชิ้นส่วน เช่นเดียวกับทรายที่พ่นบนพื้นผิวของชิ้นส่วน พื้นผิวของชิ้นส่วนก็ฉีกขาด ทำให้เกิดรูตะกรันที่หยาบเหมือนพื้นผิวด้านนอก ในสภาวะความแตกต่างของแรงดันสูง แผ่นดิสก์และบ่าที่แข็งมากจะได้รับความเสียหายในเวลาอันสั้น การรั่วไหล ส่งผลต่อประสิทธิภาพของวาล์ว ในเวลาเดียวกัน ในกระบวนการคาวิเทชั่น ฟองสบู่แตกจะปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของชิ้นส่วนภายใน ทำให้เกิดเสียงรบกวนสูงถึง 10 kHz ยิ่งมีฟองมากเท่าไร เสียงรบกวนก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น
วิธีการป้องกันความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศ
ไม่สามารถป้องกันการควบคุมแฟลชของวาล์วได้ สามารถทำได้คือป้องกันการถูกทำลายของแฟลช ในการออกแบบวาล์วควบคุม ปัจจัยที่ส่งผลต่อความเสียหายจากวาบไฟส่วนใหญ่ได้แก่ โครงสร้างวาล์ว คุณสมบัติของวัสดุ และการออกแบบระบบ ความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศสามารถป้องกันได้ด้วยเส้นทางซิกแซก การบีบอัดแบบหลายขั้นตอน และโครงสร้างวาล์วควบคุมที่มีรูพรุน
1) โครงสร้างวาล์ว
แม้ว่าโครงสร้างของวาล์วจะไม่เกี่ยวข้องกับแฟลช แต่ก็สามารถยับยั้งความเสียหายของแฟลชได้ โครงสร้างวาล์วเชิงมุมที่มีตัวกลางไหลจากบนลงล่างสามารถป้องกันความเสียหายจากแฟลชได้ดีกว่าวาล์วทรงกลม ความเสียหายแบบแฟลชเกิดจากฟองอากาศอิ่มตัวที่มีความเร็วสูงกระทบกับพื้นผิวของตัววาล์วและกัดกร่อนพื้นผิวของตัววาล์ว เนื่องจากตัวกลางในวาล์วเชิงมุมไหลโดยตรงไปยังศูนย์กลางของท่อปลายน้ำภายในตัววาล์ว แทนที่จะส่งผลกระทบโดยตรงต่อผนังตัวถังเช่นวาล์วทรงกลม แรงทำลายล้างของแฟลชจึงอ่อนลง
2) การเลือกใช้วัสดุ
โดยทั่วไป วัสดุที่มีความแข็งสูงกว่าจะทนทานต่อความเสียหายจากวาบไฟและการเกิดโพรงอากาศได้ดีกว่า วัสดุแข็งมักใช้ในการผลิตตัววาล์ว เช่นอุตสาหกรรมพลังงานมักเลือกวาล์วเหล็กโลหะผสมโครเมียมโมลิบดีนัม WC9 เป็นหนึ่งในวัสดุป้องกันการกัดกร่อนที่ใช้กันทั่วไป หากวาล์วมุมปลายน้ำติดตั้งท่อส่งวัสดุที่มีความแข็งสูง ตัววาล์วสามารถเลือกวัสดุเหล็กคาร์บอนได้ เนื่องจาก ** ในส่วนปลายน้ำของตัววาล์วจะมีเพียงของเหลวแฟลชเท่านั้น
3) เส้นทางคดเคี้ยว
วิธีหนึ่งในการลดการนำแรงดันกลับคืนมาคือการส่งผ่านตัวกลางการไหลผ่านปีกผีเสื้อโดยมีเส้นทางซิกแซก แม้ว่าเส้นทางซิกแซ็กนี้อาจมีรูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น รูเล็กๆ เส้นทางการไหลในแนวรัศมี ฯลฯ แต่เอฟเฟกต์ของแต่ละการออกแบบโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน เส้นทางซิกแซกนี้สามารถนำไปใช้ในการออกแบบส่วนประกอบต่างๆ เพื่อควบคุมการเกิดโพรงอากาศ
4) การบีบอัดหลายระดับ
แต่ละขั้นตอนของการบีบอัดแบบหลายขั้นตอนจะใช้พลังงานส่วนหนึ่ง ทำให้แรงดันขาเข้าของขั้นตอนถัดไปค่อนข้างต่ำ ลดความดันต่างของขั้นตอนถัดไป การกู้คืนแรงดันต่ำ และหลีกเลี่ยงการเกิดโพรงอากาศ การออกแบบที่ประสบความสำเร็จช่วยให้วาล์วสามารถทนต่อแรงดันที่แตกต่างกันขนาดใหญ่ในขณะที่ยังคงรักษาความดันหลังจากการหดตัวเหนือความดันอิ่มตัวของของเหลว ป้องกันการเกิดโพรงของเหลว ดังนั้น สำหรับแรงดันตกที่เท่ากัน คันเร่งแบบขั้นตอนเดียวมีแนวโน้มที่จะสร้างโพรงอากาศมากกว่าคันเร่งแบบหลายจังหวะ
5) การออกแบบการควบคุมปริมาณที่มีรูพรุน
การควบคุมปริมาณปากเป็นแผนการออกแบบที่ครอบคลุม การใช้รูปแบบโครงสร้างที่นั่งและแผ่นวาล์วพิเศษ ทำให้ของเหลวความเร็วสูงผ่านบ่าวาล์วและแผ่นวาล์วแต่ละจุดของความดันจะสูงกว่าอุณหภูมิของความดันไอน้ำอิ่มตัว และการใช้วิธีการบรรจบกันเจ็ท เพื่อให้จลน์ของของเหลว พลังงานของวาล์วควบคุมเนื่องจากแรงเสียดทานซึ่งกันและกันและแปลงเป็นพลังงานความร้อน เพื่อลดการก่อตัวของฟองอากาศ ในทางกลับกัน การแตกของฟองเกิดขึ้นที่กึ่งกลางของปลอก เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายโดยตรงต่อเบาะนั่งและพื้นผิวแผ่นดิสก์
ประสิทธิภาพทางเทคนิคหลักของประสิทธิภาพความแข็งแรงของวาล์ว
ประสิทธิภาพความแข็งแรงของวาล์วหมายถึงความสามารถของวาล์วในการรับแรงดันปานกลาง วาล์วเป็นผลิตภัณฑ์ทางกลที่รับแรงดันภายใน ดังนั้นจึงต้องมีความแข็งแรงและความแข็งเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าใช้งานได้ยาวนานโดยไม่แตกหรือเสียรูป

ประสิทธิภาพการปิดผนึก

ประสิทธิภาพการปิดผนึกวาล์วหมายถึงชิ้นส่วนการปิดผนึกวาล์วเพื่อป้องกันความสามารถในการรั่วซึมของสื่อ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดของวาล์ว วาล์วมีสามส่วนที่ปิดผนึก: หน้าสัมผัสระหว่างส่วนเปิดและปิดและบ่าวาล์วสองพื้นผิวการปิดผนึก; การบรรจุและก้านวาล์วและการจับคู่กล่องบรรจุ ข้อต่อของร่างกายถึงฝากระโปรง การรั่วไหลครั้งหนึ่งในอดีตเรียกว่าการรั่วไหลภายในซึ่งปกติจะเรียกว่าหละหลวมซึ่งจะส่งผลต่อความสามารถของวาล์วในการตัดตัวกลางออก สำหรับคลาสบล็อควาล์ว ไม่อนุญาตให้มีการรั่วไหลภายใน การรั่วไหลสองครั้งหลังเรียกว่าการรั่วไหลภายนอกนั่นคือการรั่วไหลของสื่อจากวาล์วไปยังวาล์วด้านนอก การรั่วไหลจะทำให้เกิดการสูญเสียวัสดุ มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และร้ายแรงยังจะทำให้เกิดอุบัติเหตุอีกด้วย สำหรับสื่อที่ติดไฟ ระเบิดได้ เป็นพิษหรือกัมมันตภาพรังสี ไม่อนุญาตให้มีการรั่วไหล ดังนั้นวาล์วจะต้องมีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เชื่อถือได้

การไหลของตัวกลาง

ตัวกลางผ่านวาล์วจะทำให้เกิดการสูญเสียแรงดัน (ความแตกต่างของความดันก่อนและหลังวาล์ว) นั่นคือวาล์วมีความต้านทานต่อการไหลของตัวกลาง ตัวกลางที่จะเอาชนะความต้านทานของวาล์วจะใช้พลังงานจำนวนหนึ่ง จากการพิจารณาการประหยัดพลังงาน การออกแบบ และการผลิตวาล์วเพื่อลดความต้านทานของวาล์วต่อตัวกลางการไหลให้มากที่สุด
แรงเปิดและปิดและช่วงเวลาเปิดและปิด

แรงเปิดและปิดและแรงบิดคือแรงหรือแรงบิดที่ต้องใช้เพื่อเปิดหรือปิดวาล์ว ปิดวาล์วจำเป็นต้องทำให้ส่วนเปิด-ปิดและส่งแบบฟอร์มปิดผนึกระหว่างความดันพื้นผิวการปิดผนึกทั้งสอง แต่ยังเอาชนะระหว่างก้านและการบรรจุก้านวาล์วและระหว่างเกลียวของน็อต แรงเสียดทานของแบริ่งปลายก้านวาล์วและ ส่วนอื่นของแรงเสียดทานจึงต้องออกแรงปิดและโมเมนต์ปิด ในกระบวนการเปิดปิด ต้องใช้วาล์วสำหรับแรงเปิดปิดและแรงบิดเปิด-ปิดเปลี่ยนแปลง ค่าสูงสุดอยู่ที่โมเมนต์สุดท้าย ของการปิดหรือช่วงเวลาแรกของการเปิด วาล์วควรได้รับการออกแบบและผลิตเพื่อลดแรงปิดและแรงบิดในการปิด

ความเร็วในการเปิดและปิด

ความเร็วในการเปิดและปิดจะแสดงเป็นเวลาที่ต้องใช้ในการเปิดหรือปิดวาล์วให้เสร็จสิ้น ความเร็วในการเปิดและปิดวาล์วทั่วไปไม่ใช่ข้อกำหนดที่เข้มงวด แต่เงื่อนไขบางประการมีข้อกำหนดพิเศษสำหรับความเร็วในการเปิดและปิด เช่น ข้อกำหนดบางประการสำหรับการเปิดหรือปิดอย่างรวดเร็ว ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ ข้อกำหนดบางประการสำหรับการปิดช้า ในกรณีน้ำท่วม ซึ่งควรคำนึงถึงในการเลือกประเภทวาล์ว
ความไวในการเคลื่อนไหวและความน่าเชื่อถือ

นี่หมายถึงวาล์วสำหรับการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ขนาดกลาง ให้การตอบสนองที่สอดคล้องกับระดับของความไว สำหรับวาล์วปีกผีเสื้อ วาล์วลดความดัน วาล์วควบคุม และวาล์วอื่นๆ ที่ใช้ในการปรับพารามิเตอร์ของตัวกลางตลอดจนวาล์วนิรภัย วาล์วกับดัก และวาล์วอื่นๆ ที่มีฟังก์ชันเฉพาะ ความไวในการทำงานและความน่าเชื่อถือเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางเทคนิคที่สำคัญมาก

อายุการใช้งานของ

มันแสดงถึงความทนทานของวาล์ว เป็นดัชนีประสิทธิภาพที่สำคัญของวาล์ว และมีความสำคัญทางเศรษฐกิจอย่างมาก โดยปกติเพื่อให้แน่ใจว่าต้องปิดผนึกจำนวนครั้งในการแสดงก็สามารถแสดงได้โดยการใช้เวลา