Kāpēc droseļvārsts ir pakļauts kavitācijai?

Jutība pretdroseļvārstiKavitācija ir cieši saistīta ar to strukturālajām īpašībām, šķidruma dinamikas īpašībām un darbības apstākļiem. Konkrēti iemesli ir šādi:

1. Tauriņvārsta struktūra noved pie lokālu zema spiediena zonu veidošanās

Tauriņvārstu atvēršanas un aizvēršanas sastāvdaļas ir diska formas tauriņu plāksnes. Rotējot, lai atvērtu, šķidrumam jāplūst ap tauriņa plāksnes malu. Aiz tauriņa plāksnes (lejpus straumes) izveidosies lokāla zema spiediena zona. Kad šķidruma spiediens nokrītas zem piesātināta tvaika spiediena, šķidrumā izšķīdušās gāzes nogulsnēs un veidos burbuļus, kas ir kavitācijas sākuma stadija.

Tipisks scenārijs: Augstas spiediena starpības vai liela ātruma ūdens plūsmas apstākļos plūsmas ātrums tauriņa plāksnes malā strauji palielinās. Saskaņā ar Bernulli principu plūsmas ātruma palielināšanās noved pie spiediena samazināšanās, vēl vairāk pastiprinot zema spiediena zonu veidošanos un radot apstākļus kavitācijai.

2. Šķidruma turbulences un burbuļu sabrukšanas ietekme

Kad šķidrums ienes burbuļus augsta spiediena zonā (piemēram, pakārtotajos cauruļvadosdroseļvārsti), burbuļi ātri sabruks, radot mikrostrūklas, kas ietekmē metāla virsmu. Šī trieciena biežums ir ārkārtīgi augsts (līdz pat desmitiem tūkstošu reižu sekundē), izraisot pakāpenisku iedobumu veidošanos un lobīšanos uz metāla virsmas, galu galā sabojājot blīvējuma virsmu.

Datu atbalsts: Eksperimenti ir parādījuši, ka trieciena spēks, ko rada burbuļa sabrukšana, var sasniegt vairākus simtus megapaskālu, ievērojami pārsniedzot parasto metāla materiālu noguruma izturību, un tas ir kavitācijas bojājumu galvenais mehānisms.

3. Tauriņvārstu regulējošās īpašības pastiprina kavitācijas risku

Plūsmas regulēšanai parasti izmanto droseļvārstus, taču, ja atvērums ir mazs (<15 ° ~ 20 °), šķidrums iziet cauri šaurai spraugai starp tauriņa plāksni un vārsta ligzdu, izraisot strauju plūsmas ātruma palielināšanos, vēl vairāk samazinot spiedienu un ievērojami palielinot kavitācijas risku.

Inženiertehniskais gadījums: Hidroelektrostacijas ieplūdes vārstā vai notekūdeņu attīrīšanas sistēmā, ja droseļvārsts ilgstoši atrodas nelielā atvēruma regulēšanas stāvoklī, aiz vārsta plāksnes ātri parādīsies kavitācijas bedres, izraisot blīvējuma bojājumus un bieža vārsta plāksnes vai blīvgredzena nomaiņa.

4. Vides raksturlielumu un ekspluatācijas apstākļu ietekme

Daļiņu saturoša vide: ja šķidrums satur cietas daļiņas, piemēram, nogulsnes un metālu oksīdus, kavitācijas radītā mikrostrūkla nesīs daļiņas, lai ietriektos blīvējuma virsmā, veidojot "erozijas kavitācijas" kompozītmateriālu bojājumu un paātrinot bojājumu.

Augsta temperatūra vai kodīgs materiāls: augsta temperatūra var samazināt šķidrumu virsmas spraigumu un veicināt burbuļu veidošanos; Kodīgs materiāls var vājināt metāla materiālu pretkavitācijas spēju, un dubultais efekts saasina droseļvārstu bojājumus.

5. Tauriņvārstu veidu un konstrukciju ierobežojumi

Viens ekscentriskais/centrālais droseļvārsts: jāņem vērā ūdens plūsmas virziens (vārsta plāksne nobīdīta lejup pa straumi). Apgrieztā uzstādīšana sabojās plūsmas lauka stabilitāti un palielinās kavitācijas risku.

Vertikāla cauruļvada uzstādīšana: vārsta plāksnes pašsvars var radīt nevienmērīgu spriegumu uz blīvējuma virsmas, kā rezultātā samazinās lokāls spiediens un rodas kavitācija.

Mīksti noslēgts droseļvārsts: gumijas blīvgredzeni ir pakļauti lobīšanai un bojājumiem kavitācijas trieciena rezultātā, kamēr tie ir stingri noslēgtidroseļvārsti, lai gan tie ir izturīgi pret eroziju, tiem ir augstākas izmaksas un ierobežots pielietojums.