ما هي الدوامات والاضطراب في التأثيرات الهيدروديناميكية لصمام الفراشة

الدوامات والاضطراب الناتج عن صمامات فراشة أثناء التشغيل ظاهرتان مهمتان في ديناميات الموائع. إنها تؤثر بشكل مباشر على أداء الصمام وكفاءة الطاقة واستقرار الاهتزاز للنظام.

دوامة

الأسباب:

تشير الدوامة إلى هيكل التدفق الدوار الذي يتشكل عندما يتدفق السائل عبر صمام الفراشة. تتشكل هذه الدوامة عادة على جانبي صفيحة الفراشة، لتشكل دوامة واحدة أو أكثر. يتأثر تكوين الدوامة بشكل رئيسي بمجال التدفق حول الصمام، خاصة عندما تكون لوحة الفراشة مغلقة أو مغلقة جزئيًا.

العوامل المؤثرة:

شكل القرص: الأشكال المختلفة للأقراص تسبب أشكالًا مختلفة من الدوامات. عادةً ما تكون الحواف والجزء الخلفي من لوحة الفراشة مناطق مهمة لتكوين الدوامة.

سرعة التدفق: من المرجح أن تشكل السوائل عالية السرعة دوامات، لذا فإن سرعة التدفق هي عامل رئيسي في توليد الدوامات.

فتح صمام الفراشة: عندما يكون الصمام مغلقًا جزئيًا، عادة ما يكون من الأسهل تكوين الدوامات. في الحالة المغلقة، قد يكون تشكيل الدوامات أكثر أهمية.

التأثير والقضايا:

فقدان الطاقة: يمكن أن تسبب تيارات إيدي خسائر محلية في الطاقة، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة النظام.

الاهتزاز: وجود التيارات الدوامية يمكن أن يسبب اهتزازات في النظام، مما يؤثر سلباً على بنية الصمامات والأنابيب.

الاضطراب

الأسباب:

يشير الاضطراب إلى حالة التدفق الفوضوية والدائرية وغير المنتظمة التي تحدث عندما يمر السائل عبر صمام الفراشة. يحدث الاضطراب عادةً عندما يكون معدل التدفق مرتفعًا، أو عندما يكون الصمام مغلقًا جزئيًا، أو عندما يكون لسطح القرص هياكل هندسية غير منتظمة.

العوامل المؤثرة:

سرعة التدفق: من المرجح أن تشكل السوائل عالية السرعة اضطرابًا. يحدث الاضطراب عادةً ضمن نطاق معين من أرقام رينولدز، التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بسرعة التدفق.

شكل القرص: الهندسة غير المنتظمة على سطح القرص قد تساهم في حدوث الاضطراب.

فتح الصمام: من المرجح أن يسبب صمام الفراشة المغلق جزئيًا اضطرابًا.

التأثير والقضايا:

زيادة المقاومة: يؤدي الاضطراب إلى زيادة مقاومة النظام، مما يؤدي إلى زيادة انخفاض الضغط وانخفاض كفاءة النظام.

الضوضاء: غالباً ما يكون الاضطراب مصحوباً بالضوضاء، مما قد يؤثر سلباً على بيئة العمل.

طرق الحد من الدوامات والاضطراب:

تحسين تصميم لوحة الفراشة:

يمكن لتصميم لوحة الفراشة المُحسّن من الناحية الديناميكية الهوائية أن يقلل من التفاعل بين لوحة الفراشة والسائل ويقلل من حدوث الدوامات.

التحكم في معدل التدفق:

إن تقليل معدل تدفق السائل يمكن أن يقلل من توليد الدوامات والاضطراب. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق ضبط فتح الصمام أو إضافة أجهزة تخزين مؤقت مناسبة للنظام.

معالجة السطح الأملس:

إن الحفاظ على نعومة سطح صفيحة الفراشة وتقليل وجود هياكل هندسية غير منتظمة يساعد في تقليل حدوث الاضطراب.

تحسين تصميم النظام:

من خلال تحسين تخطيط الأنابيب والصمامات وتجنب مسارات التدفق المنحنية بشكل مفرط، يمكنك المساعدة في تقليل آثار الاضطراب.