Las válvulas de retención de mariposa son equipos de control importantes en sistemas de tuberías industriales y se utilizan ampliamente en muchos campos como el petróleo, la industria química y la alimentaria. Para mejorar el rendimiento y la durabilidad de las válvulas de retención de mariposa, CHNLGVF utiliza tecnología de análisis de campo de flujo y métodos de optimización estructural para llevar a cabo una investigación en profundidad y mejoras en el proceso de diseño y fabricación. Este documento combina herramientas de simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) para analizar las características del campo de flujo interno de las válvulas de retención de mariposa y propone una serie de esquemas de optimización para mejorar su sellado, reducir la pérdida de presión y extender su vida útil. A través de I+D y fabricación de alta calidad, el rendimiento de trabajo de las válvulas de retención de mariposa ha mejorado significativamente, asegurando la fiabilidad y eficiencia de los productos.

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Las válvulas de retención de mariposa son dispositivos comunes de control de fluidos en sistemas industriales de control de fluidos. Su función principal es prevenir el retroceso del medio y mantener la estabilidad del sistema de tuberías. Debido al diseño único y a las amplias aplicaciones de las válvulas de retención de mariposa, se requiere que tengan un buen rendimiento dinámico de fluidos, un rendimiento de sellado eficiente y una durabilidad suficiente. Sin embargo, las válvulas de retención de mariposa tradicionales enfrentan problemas como una resistencia excesiva al fluido, un rendimiento de sellado insuficiente y una resistencia estructural limitada durante el uso, lo que restringe su alcance de aplicación y vida útil.

Con el avance de la automatización industrial y el desarrollo tecnológico, los requisitos del mercado para las válvulas de retención de mariposa están aumentando gradualmente. En este contexto, CHNLGVF丨中國大乾閥門 ha llevado a cabo una investigación y desarrollo de alta calidad y fabricación de válvulas de retención de mariposa, con el objetivo de mejorar de manera integral los indicadores de rendimiento de las válvulas de retención de mariposa a través de medios técnicos de análisis del campo de flujo y optimización estructural. Este documento explorará las características del campo de flujo de las válvulas de retención de mariposa desde la perspectiva de la mecánica de fluidos, y propondrá estrategias específicas de optimización estructural para lograr su funcionamiento eficiente en condiciones de trabajo complejas.

Las válvulas de retención de mariposa son válvulas unidireccionales que dependen del flujo de medios para impulsar la placa de la válvula para abrir y cerrar automáticamente. Tienen una estructura simple y están compuestas principalmente por un cuerpo de válvula, una placa de válvula, un vástago de válvula y un sello. Cuando el medio fluye hacia adelante, el medio empuja la placa de la válvula para abrir la válvula y permitir que pase el fluido; cuando el medio fluye en dirección contraria, la placa de la válvula se cierra bajo la fuerza de reacción para evitar el retroceso.

La dinámica de fluidos de las válvulas de retención de mariposa tiene un impacto crucial en su rendimiento. Durante el proceso de apertura y cierre de las válvulas de retención de mariposa, el fluido formará un camino de flujo complejo en el cuerpo de la válvula, especialmente cerca de la placa de la válvula, lo que es propenso a corrientes de remolino, turbulencia y derivación de fluidos. Estos fenómenos de flujo no solo aumentan la pérdida de presión del sistema, sino que también pueden causar erosión y desgaste de la superficie de sellado, afectando así la vida útil y el rendimiento de sellado de la válvula.

Aunque las válvulas de retención de mariposa son simples en diseño y de bajo costo, los diseños tradicionales enfrentan los siguientes desafíos principales en la aplicación:

Pérdida de presión alta: En estado parcialmente abierto, el camino de flujo del fluido que pasa por alto la placa de la válvula es relativamente complejo, lo que resulta en una pérdida de presión más alta y una eficiencia del sistema reducida.

Rendimiento de sellado limitado: Bajo condiciones de alta presión o alta temperatura, los sellos de las válvulas de retención de mariposa pueden envejecerse y deformarse, afectando el efecto de sellado.

Problemas de resistencia estructural: La fuerza entre la placa de la válvula y el cuerpo de la válvula causará desgaste en el uso a largo plazo, lo que resultará en una disminución de la resistencia estructural y acortará la vida útil del producto.

Basándose en los problemas anteriores, CHNLGVF propuso un esquema de diseño optimizado a través de un análisis profundo del campo de flujo en el proceso de diseño y fabricación de válvulas de retención de mariposa para lograr un desarrollo y fabricación de productos de alta calidad.

El análisis del campo de flujo es un medio importante para revelar el comportamiento interno del fluido de las válvulas de retención de mariposa. A través de la tecnología de dinámica de fluidos computacional (CFD), se puede simular con precisión el flujo de fluido dentro de la válvula, y se pueden analizar la distribución de parámetros como la velocidad del flujo, la presión y la turbulencia para encontrar los problemas clave que afectan al rendimiento de la válvula.

En este estudio, se utilizó un software avanzado de simulación CFD para realizar modelado y simulación tridimensional del campo de flujo de válvulas de retención de mariposa. El proceso específico es el siguiente:

A través del análisis de CFD, encontramos que las características del campo de flujo de la válvula de retención de mariposa bajo diferentes condiciones de trabajo son bastante diferentes. Los resultados específicos son los siguientes:

Cuando la válvula está completamente abierta, la velocidad y la distribución de presión del fluido cerca de la placa de la válvula son relativamente uniformes, pero todavía hay algunos pequeños vórtices a pequeña escala en áreas locales.

Cuando la válvula está parcialmente abierta, el camino de flujo del fluido que pasa por alto la placa de la válvula es más complicado, y la intensidad de la turbulencia local aumenta significativamente, lo que resulta en una gran pérdida de presión.

Cuando la válvula está cerrada, el fluido forma un área de presión negativa en la parte trasera de la placa de la válvula, lo cual puede tener un efecto adverso en el sellado.

Basándose en estos resultados de análisis, la optimización del campo de flujo se convierte en un paso clave para mejorar el rendimiento de las válvulas de retención de mariposa.

A través del análisis del campo de flujo, se concluye que la optimización de la estructura de la válvula de retención de mariposa debe centrarse en los siguientes aspectos:

En combinación con los resultados del análisis del campo de flujo, este documento propone los siguientes esquemas de diseño de optimización para las válvulas de retención de mariposa:

Después de la verificación experimental y la aplicación práctica, el rendimiento de la válvula de retención de mariposa optimizada ha mejorado significativamente en los siguientes aspectos:

La pérdida de presión se reduce considerablemente: Bajo las mismas condiciones de flujo, la pérdida de presión de la válvula optimizada se reduce en aproximadamente un 20%, lo que mejora en gran medida la eficiencia energética del sistema.

Mejora significativa del rendimiento de sellado: La estructura de sellado mejorada muestra un mejor rendimiento de sellado en entornos de alta presión, y la fuga se reduce en casi un 30%.

Durabilidad del producto mejorada: El diseño optimizado mejora significativamente la resistencia al impacto y a la corrosión de la válvula y prolonga su vida útil.

CHNLGVF丨中國大乾閥門 adoptó una estrategia de integración de diseño y fabricación en el proceso de I+D de válvulas de retención de mariposa. A través de la combinación de tecnología de simulación digital y proceso de fabricación de precisión, se aseguró de que el diseño del producto cumpliera con las condiciones de trabajo reales y pudiera producir de manera estable productos de alta calidad.

Para garantizar que el diseño de optimización estructural de la válvula de retención de mariposa se pueda realizar con precisión, CHNLGVF adoptó la tecnología de fundición de precisión y mecanizado CNC para garantizar que cada componente del producto tenga una alta precisión y alta consistencia. Además, procesos estrictos de control de calidad aseguran que cada eslabón en el proceso de fabricación del producto cumpla con los estándares de diseño esperados.

Este documento explora sistemáticamente la estrategia de mejora del rendimiento de las válvulas de retención de mariposa a través del análisis del campo de flujo y el diseño de optimización estructural de las válvulas de retención de mariposa, y resuelve con éxito los desafíos de las válvulas de retención de mariposa tradicionales en pérdida de presión, rendimiento de sellado y resistencia estructural a través de procesos de I+D y fabricación de alta calidad. Los resultados de la investigación muestran que el análisis del campo de flujo y la optimización estructural pueden mejorar significativamente la eficiencia de trabajo y la vida útil de las válvulas de retención de mariposa, proporcionando un importante apoyo teórico y práctico para la promoción futura del producto.