Wie groß ist der Druckabfall in der Strömungsdynamik von Absperrklappen?

Der Druckabfall im Fluiddynamikeffekt von a Absperrklappe bezieht sich auf den Druckverlust, der durch die Ventilstruktur und -bewegung verursacht wird, wenn die Flüssigkeit durch die Absperrklappe strömt. Der Druckabfall ist ein Schlüsselparameter bei der Leistungsbewertung von Absperrklappen, der sich direkt auf die Fluiddynamikeigenschaften, den Energieverbrauch und die Arbeitseffizienz des Systems auswirkt.

Quelle des Druckabfalls der Absperrklappe

Scheibenwiderstand:

Das Vorhandensein der Schmetterlingsplatte führt zu einem Widerstand gegen die Flüssigkeit, was zu einem Verlust an Flüssigkeitsgeschwindigkeit und kinetischer Energie führt. Die Form der Drosselklappe, die Oberflächenglätte und die Abdichtung zum Ventilsitz beeinflussen diesen Widerstand.

Änderung der Querschnittsfläche, durch die Flüssigkeit strömt:

Wenn sich die Absperrklappe öffnet und schließt, ändert sich die effektive Querschnittsfläche, durch die die Flüssigkeit strömt. Wenn das Ventil schließt, verkleinert sich die Querschnittsfläche und die Flüssigkeitsgeschwindigkeit erhöht sich, was zu einem Druckanstieg führt. Im Gegenteil, wenn das Ventil öffnet, vergrößert sich die Querschnittsfläche und die Flüssigkeitsgeschwindigkeit nimmt ab, was zu einem Druckabfall führt.

Flüssigkeitsturbulenzen und Reibung:

Im Inneren einer Absperrklappe können Flüssigkeiten aufgrund der sich schnell ändernden Querschnittsflächen und Durchflussraten in turbulente Bedingungen geraten. Durch Turbulenzen verursachte Reibung verursacht zusätzlichen Energieverlust und erhöht den Druckabfall.

Faktoren, die den Druckabfall beeinflussen

Ventilöffnung:

Das Öffnen der Absperrklappe wirkt sich direkt auf die Querschnittsfläche, durch die die Flüssigkeit strömt, und auf den durch die Klappe verursachten Widerstand aus. Typischerweise ist der Druckabfall über der Flüssigkeit umso geringer, je offener das Ventil ist. Dies wird jedoch gegen die Notwendigkeit einer präzisen Steuerung der Flüssigkeit abgewogen.

Flüssigkeitsgeschwindigkeit:

Flüssigkeiten, die mit hoher Geschwindigkeit strömen, erhöhen normalerweise den Widerstand und den Druckabfall, der durch das Ventil verursacht wird. Daher muss bei der Konstruktion von Absperrklappen zur Reduzierung des Druckabfalls der Einfluss der Flüssigkeitsgeschwindigkeit auf die Leistung berücksichtigt werden.

Design der Schmetterlingsplatte:

Form, Material und Oberflächenglätte der Drosselklappe wirken sich direkt auf den Widerstand und den Druckabfall aus. Das aerodynamisch optimierte Scheibendesign reduziert den Luftwiderstand und damit den Druckabfall.

Eigenschaften von Flüssigkeiten:

Auch Eigenschaften wie Dichte und Viskosität der Flüssigkeit beeinflussen den Druckabfall. Flüssigkeiten mit hoher Dichte und hoher Viskosität verursachen im Allgemeinen größere Druckverluste.

Berechnung und Auswertung des Druckabfalls

Simulation der Fluiddynamik:

Die Simulation der rechnergestützten Fluiddynamik (CFD) ist eine gängige Methode zur Vorhersage des Druckabfalls durch numerische Simulation des Verhaltens der Flüssigkeit in einer Absperrklappe. Dieser Ansatz ermöglicht ein detaillierteres Verständnis der Verteilung des Druckabfalls.

Empirische Formel:

Einige empirische Formeln und Standards (z. B. Handbücher zur Strömungsmechanik und Ventilnormen) bieten Methoden zur Schätzung des Druckabfalls auf der Grundlage von Absperrklappenparametern und Betriebsbedingungen. Diese Formeln basieren normalerweise auf experimentellen Daten und theoretischen Analysen.

Möglichkeiten zur Reduzierung des Druckabfalls

Optimieren Sie das Butterfly-Plattendesign:

Die aerodynamisch optimierte Schmetterlingsplattenform wird übernommen, um den Widerstand zu verringern und den Druckabfall zu verringern.

Optimierung der Fluiddynamik:

Durch Simulation der Strömungsmechanik und andere Methoden wird die innere Struktur der Absperrklappe optimiert, um Widerstand und Druckabfall zu reduzieren.

Wählen Sie die passende Flüssigkeit:

Wählen Sie bei bestimmten Anwendungen geeignete Flüssigkeitseigenschaften aus, z. B. Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität und geringer Dichte, um den Druckabfall zu reduzieren.