اثر ضربان جریان بر روی شیرهای کنترل چیست؟
به عنوان یک تامین کننده شیر کنترل، من از نزدیک شاهد این بوده ام که چگونه ظرافت های دینامیک سیالات می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد شیر کنترل تأثیر بگذارد. تپش جریان، پدیده ای که اغلب در زیر رادار پرواز می کند، می تواند پیامدهای بسیار گسترده ای داشته باشد. بیایید به این بپردازیم که ضربان جریان چیست و چگونه بر دریچه های کنترل تأثیر می گذارد.
تپش جریان به تغییر دوره ای در سرعت و فشار سیال در یک خط لوله اشاره دارد. این می تواند به دلایل مختلف رخ دهد. یکی از دلایل رایج عملکرد پمپ های رفت و برگشتی است. این پمپ ها به صورت چرخه ای کار می کنند و سیال را در مراحل مجزا به داخل می کشند و خارج می کنند. در نتیجه، جریانی که تولید میکنند صاف نیست، بلکه ضرباندار است. یکی دیگر از منابع تپش جریان می تواند باز و بسته شدن شیرها در یک سیستم باشد، به ویژه در سیستم هایی که به تحریک سریع شیر نیاز است.
هنگامی که صحبت از شیرهای کنترل می شود، ضربان جریان می تواند چندین اثر مضر داشته باشد. اولاً، می تواند منجر به کنترل نادرست جریان شود. شیرهای کنترل برای تنظیم جریان سیال بر اساس نقطه تنظیم طراحی شده اند. با این حال، هنگامی که جریان ضربان دار است، مکانیسم حسگر شیر ممکن است میزان جریان واقعی را به اشتباه تفسیر کند. برای مثال، اگر شیر از سنسور فشار تفاضلی برای اندازهگیری جریان استفاده میکند، فشار ضرباندار میتواند باعث شود که سنسور خوانشهای نادرستی بدهد. این به نوبه خود می تواند منجر به باز یا بسته شدن شیر بیش از حد لازم شود و در نتیجه کنترل جریان بیش از حد یا تحت کنترل باشد.
ثانیاً، ضربان جریان می تواند باعث ایجاد فشار مکانیکی بر روی شیر کنترل شود. تغییرات سریع و مکرر فشار و دبی می تواند اجزای شیر را در معرض نیروهای بیش از حد قرار دهد. به عنوان مثال، میل سوپاپ ممکن است افزایش تنش های خمشی و پیچشی را تجربه کند. با گذشت زمان، این می تواند منجر به شکست خستگی ساقه یا سایر اجزای حیاتی شود. نشیمنگاه سوپاپ نیز می تواند تحت تأثیر قرار گیرد، زیرا جریان ضربانی می تواند باعث لرزش پلاگین سوپاپ در برابر صندلی شود. این لرزش می تواند مواد صندلی را فرسوده کند و منجر به نشتی و کاهش عملکرد سوپاپ شود.
علاوه بر تنش مکانیکی، ضربان جریان همچنین می تواند نویز و ارتعاش ایجاد کند. جریان ضربانی امواج فشاری را ایجاد می کند که از طریق خط لوله عبور می کند و با شیر تعامل می کند. این فعل و انفعال می تواند نویز با فرکانس بالا ایجاد کند که نه تنها یک محیط کاری ناخوشایند ایجاد می کند، بلکه می تواند نشانه ای از آسیب احتمالی به شیر و سیستم خط لوله باشد. لرزش ناشی از ضربان جریان همچنین می تواند اتصالات لوله و سایر اجزا را شل کند و منجر به نشت و خطرات ایمنی شود.
بیایید نگاهی دقیق تر به نحوه تأثیر انواع مختلف شیرهای کنترل تحت تأثیر ضربان جریان بیندازیم. را در نظر بگیریدشیر کنترلی تک صندلی دیافراگم پنوماتیک. این شیر معمولاً در کاربردهایی استفاده می شود که کنترل دقیق جریان مورد نیاز است. با این حال، محرک دیافراگمی این شیر به تغییرات فشار حساس است. ضربان جریان می تواند باعث نوسان دیافراگم شود که می تواند عملکرد طبیعی دریچه را مختل کند. طراحی نشیمنگاه زاویه نیز ممکن است به دلیل جریان ضربانی، سایش بیشتری را تجربه کند، زیرا الگوی جریان سیال در مقایسه با شیر مستقیم پیچیدهتر است.
اینشیر تنظیم سه طرفه دیافراگمی پنوماتیکنوع دیگری از شیر است که می تواند تحت تأثیر ضربان جریان قرار گیرد. این شیر برای انحراف یا مخلوط کردن جریان سیال استفاده می شود. جریان ضربانی می تواند کنترل دقیق تقسیم جریان بین پورت های مختلف را برای شیر دشوار کند. سوپاپ همچنین ممکن است ساییدگی ناهمواری را روی شاخهها و نشیمنگاههای سوپاپ تجربه کند، بهخصوص اگر فرکانس ضربان با فرکانس طبیعی اجزای سوپاپ همسو باشد و منجر به تشدید و افزایش تنش شود.
ایندیافراگم پنوماتیک 3 - شیر کنترل اختلاط راهبرای مخلوط کردن دو یا چند جریان سیال در یک نسبت دقیق طراحی شده است. تپش جریان می تواند این فرآیند اختلاط را با ایجاد نوسانات در نرخ جریان تک تک جریان ها مختل کند. این می تواند منجر به کیفیت محصول ناسازگار در کاربردهایی مانند پردازش شیمیایی و تصفیه آب شود.
برای کاهش اثرات ضربان جریان بر روی دریچه های کنترل، چندین استراتژی را می توان به کار گرفت. یکی از روش ها استفاده از دمپنرهای ضربان است. این دستگاه ها در خط لوله بالادست شیر کنترل نصب می شوند و برای جذب امواج فشار تولید شده توسط جریان ضربانی طراحی شده اند. با کاهش دامنه نوسانات فشار، میراگرها می توانند به عملکرد روانتر شیر کنترل کمک کنند. روش دیگر انتخاب شیر کنترلی با فرکانس طبیعی بالاتر است. شیرهایی با فرکانس های طبیعی بالاتر کمتر با جریان ضربان دار طنین انداز می شوند و خطر آسیب مکانیکی را کاهش می دهند.
به عنوان یک تامین کننده شیر کنترل، ما اهمیت ارائه دریچه هایی را درک می کنیم که بتوانند در برابر چالش های ناشی از ضربان جریان مقاومت کنند. تیم کارشناسان ما می توانند به شما در انتخاب شیر کنترل مناسب برای کاربرد خاص خود با در نظر گرفتن عواملی مانند ماهیت سیال، سرعت جریان و شدت ضربان جریان کمک کنند. ما همچنین خدمات مشاوره ای ارائه می دهیم تا به شما در طراحی سیستمی کمک کنیم که اثرات ضربان جریان را به حداقل برساند.
اگر در بازار شیرهای کنترلی هستید و می خواهید اطمینان حاصل کنید که سیستم شما در برابر اثرات ضربان جریان مقاوم است، از شما دعوت می کنیم برای بحث در مورد خرید با ما تماس بگیرید. طیف گسترده ای از شیرهای کنترل ما می تواند نیازهای مختلف صنعتی را برآورده کند و ما متعهد به ارائه محصولات با کیفیت بالا و خدمات عالی به مشتریان هستیم.
مراجع
- Streeter، VL، و Wylie، EB (1985). مکانیک سیالات مک گراو - هیل.
- میلر، دی اس (1990). سیستم های جریان داخلی مهندسی سیالات BHRA.
