Summary: I vortici e le turbolenze generate da valvole a farfalla durante il funzionamento sono due fenomeni importanti...
I vortici e le turbolenze generate da
valvole a farfalla durante il funzionamento sono due fenomeni importanti nella fluidodinamica. Influiscono direttamente sulle prestazioni della valvola, sull'efficienza energetica e sulla stabilità delle vibrazioni del sistema.
Vortice
Cause:
Il vortice si riferisce alla struttura del flusso rotante formata quando il fluido scorre attraverso la valvola a farfalla. Questo vortice si forma solitamente su entrambi i lati della piastra a farfalla, formando uno o più vortici. La formazione di vortici è influenzata principalmente dal campo di flusso attorno alla valvola, soprattutto quando la piastra a farfalla è chiusa o parzialmente chiusa.
Fattori influenzanti:
Forma del disco: diverse forme di dischi causeranno diverse forme di vortici. In genere, i bordi e il retro della piastra a farfalla sono aree critiche per la formazione di vortici.
Velocità del flusso: i fluidi ad alta velocità hanno maggiori probabilità di formare vortici, quindi la velocità del flusso è un fattore chiave nella generazione dei vortici.
Apertura della valvola a farfalla: Quando la valvola è parzialmente chiusa, di solito è più facile che si formino dei vortici. Nello stato chiuso la formazione di vortici può essere più significativa.
Impatto e problemi:
Perdita di energia: le correnti parassite possono causare perdite locali di energia, con conseguente diminuzione dell'efficienza del sistema.
Vibrazioni: La presenza di correnti parassite può causare vibrazioni nel sistema, influenzando negativamente la struttura di valvole e tubi.
Turbolenza
Cause:
La turbolenza si riferisce allo stato di flusso caotico, rotante e irregolare che si verifica quando il fluido passa attraverso una valvola a farfalla. Solitamente la turbolenza si verifica quando la portata è elevata, la valvola è parzialmente chiusa o la superficie del disco presenta strutture geometriche irregolari.
Fattori influenzanti:
Velocità del flusso: i fluidi ad alta velocità hanno maggiori probabilità di formare turbolenze. La turbolenza di solito si verifica entro un certo intervallo di numeri di Reynolds, che sono direttamente correlati alla velocità del flusso.
Forma del disco: la geometria irregolare sulla superficie del disco può contribuire alla comparsa di turbolenze.
Apertura della valvola: una valvola a farfalla parzialmente chiusa ha maggiori probabilità di causare turbolenze.
Impatto e problemi:
Maggiore resistenza: la turbolenza aumenta la resistenza del sistema, provocando un aumento della caduta di pressione e una diminuzione dell'efficienza del sistema.
Rumore: la turbolenza è spesso accompagnata da rumore, che può influire negativamente sull'ambiente di lavoro.
Modi per ridurre i vortici e le turbolenze:
Ottimizza il design della piastra a farfalla:
Il design della piastra a farfalla ottimizzato dal punto di vista aerodinamico può ridurre l'interazione tra la piastra a farfalla e il fluido e ridurre la comparsa di vortici.
Portata di controllo:
Riducendo la portata del fluido è possibile ridurre la generazione di vortici e turbolenze. Ciò può essere ottenuto regolando l'apertura della valvola o aggiungendo opportuni dispositivi di tamponamento al sistema.
Trattamento superficiale liscio:
Mantenere la levigatezza della superficie della piastra a farfalla e ridurre la presenza di strutture geometriche irregolari aiuta a ridurre il verificarsi di turbolenze.
Ottimizza la progettazione del sistema:
Ottimizzando la disposizione di tubi e valvole ed evitando percorsi di flusso eccessivamente curvi, puoi contribuire a ridurre gli effetti della turbolenza.
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