Чаму дросельны клапан схільны да кавітацыі?

Ўспрымальнасцьдросельныя засаўкіда кавітацыі цесна звязана з іх структурнымі характарыстыкамі, характарыстыкамі дынамікі вадкасці і ўмовамі працы. Канкрэтныя прычыны наступныя:

1. Структура дросельнай засланкі прыводзіць да адукацыі лакальных абласцей нізкага ціску

Кампаненты адчынення і закрыцця дросельных клапанаў - гэта дыскападобныя матылёвыя пласціны. Пры кручэнні, каб адкрыць, вадкасць павінна абцякаць край пласціны матылька. Лакальная зона нізкага ціску ўтворыцца за плітой матылька (з боку ніжэй па плыні). Калі ціск вадкасці апускаецца ніжэй ціску насычанай пары, раствораныя ў вадкасці газы выпадаюць у асадак і ўтвараюць бурбалкі, што з'яўляецца пачатковай стадыяй кавітацыі.

Тыповы сцэнар: ва ўмовах высокай рознасці ціску або высокай хуткасці плыні вады хуткасць плыні на краі пласціны матылька рэзка павялічваецца. Згодна з прынцыпам Бярнулі, павелічэнне хуткасці патоку прыводзіць да зніжэння ціску, яшчэ больш пагаршаючы адукацыю абласцей нізкага ціску і ствараючы ўмовы для кавітацыі.

2. Уплыў турбулентнасці вадкасці і калапс бурбалкі

Калі вадкасць пераносіць бурбалкі ў зону высокага ціску (напрыклад, у трубаправоды ніжэй па плынідросельныя засаўкі), бурбалкі хутка згортваюцца, утвараючы мікрабруі, якія ўздзейнічаюць на паверхню металу. Частата гэтага ўздзеяння надзвычай высокая (да дзесяткаў тысяч разоў у секунду), што прыводзіць да паступовага з'яўлення кропак і лушчэння на металічнай паверхні, што ў канчатковым выніку пашкоджвае ўшчыльняльную паверхню.

Падтрымка даных: Эксперыменты паказалі, што сіла ўдару, створаная калапсам бурбалкі, можа дасягаць некалькіх сотняў мегапаскаляў, што значна перавышае трываласць на стомленасць звычайных металічных матэрыялаў, і з'яўляецца асноўным механізмам кавітацыйнага пашкоджання.

3. Характарыстыкі рэгулявання дросельных клапанаў павялічваюць рызыку кавітацыі

Паваротныя засаўкі звычайна выкарыстоўваюцца для рэгулявання патоку, але калі адтуліна невялікая (<15 °~20 °), вадкасць праходзіць праз вузкую шчыліну паміж заслонкай і сядзеннем клапана, выклікаючы рэзкае павелічэнне хуткасці патоку, яшчэ больш зніжаючы ціск і значна павялічваючы рызыку кавітацыі.

Тэхнічны выпадак: ва ўваходным клапане або сістэме ачысткі сцёкавых вод гідраэлектрастанцыі, калі дросельная засланка знаходзіцца ў стане рэгулявання невялікага адкрыцця на працягу доўгага часу, за талеркай клапана хутка з'явяцца кавітацыйныя ямкі, што прывядзе да парушэння ўшчыльнення і патрабуе частай замены пласціны клапана або ўшчыльняльнага кольца.

4. Уплыў характарыстык асяроддзя і ўмоў эксплуатацыі

Асяроддзе, якое змяшчае часціцы: калі вадкасць змяшчае цвёрдыя часціцы, такія як асадак і аксіды металаў, мікрабруя, якая ствараецца кавітацыяй, будзе пераносіць часціцы, каб уздзейнічаць на ўшчыльняльную паверхню, утвараючы кампазітнае пашкоджанне «эрозійнай кавітацыі» і паскараючы адмову.

Высокая тэмпература або агрэсіўныя асяроддзя: высокая тэмпература можа паменшыць павярхоўнае нацяжэнне вадкасці і спрыяць адукацыі бурбалак; Каразійныя асяроддзя могуць аслабіць антыкавітацыйную здольнасць металічных матэрыялаў, а двайны эфект пагаршае няспраўнасць дросельнай засаўкі.

5. Абмежаванні тыпаў і канструкцый дросельных клапанаў

Адзіночны эксцэнтрычны/цэнтральны дросельны клапан: неабходна ўлічваць кірунак патоку вады (пласціна клапана зрушаная ўніз па плыні). Зваротная ўстаноўка пашкодзіць стабільнасці поля патоку і павялічыць рызыку кавітацыі.

Вертыкальная ўстаноўка трубаправода: уласны вага пласціны клапана можа выклікаць нераўнамернае напружанне на ўшчыльняльнай паверхні, што прывядзе да лакальнага зніжэння ціску і ўзнікнення кавітацыі.

Паваротны клапан з мяккім ушчыльненнем: гумовыя ўшчыльняльныя кольцы схільныя да адслойвання і пашкоджання пры кавітацыйным уздзеянні, у той час як яны ўшчыльняюцца з цвёрдым пакрыццём.дросельныя засаўкі, хоць і ўстойлівыя да эрозіі, маюць больш высокі кошт і абмежаваныя магчымасці прымянення.