شیرهای چک پروانه‌ای تجهیزات کنترل مهمی در سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی هستند و در زمینه‌های مختلفی از جمله نفت، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی به طور گسترده استفاده می‌شوند. به منظور بهبود عملکرد و دوام شیرهای چک پروانه‌ای، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 از تکنولوژی تجزیه و تحلیل میدان جریان و روش‌های بهینه‌سازی ساختاری برای انجام تحقیقات عمیق و بهبود در فرآیند طراحی و تولید استفاده می‌کند. این مقاله از ابزار شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های میدان جریان داخلی شیرهای چک پروانه‌ای استفاده می‌کند و مجموعه‌ای از طرح‌های بهینه‌سازی را برای بهبود تنگی، کاهش افت فشار و افزایش عمر مفید آن‌ها پیشنهاد می‌دهد. از طریق تحقیق و توسعه و تولید با کیفیت بالا، عملکرد کاری شیرهای چک پروانه‌ای به طور قابل توجهی بهبود یافته است، که اطمینان از قابلیت اعتماد و کارایی محصولات را فراهم می‌کند.

کلیدواژه‌ها: شیر چک پروانه‌ای، تجزیه و تحلیل میدان جریان، بهینه‌سازی ساختاری، تحقیق و توسعه با کیفیت بالا، افت فشار، درزگیری

کلپ چک مارپیچی، دستگاه‌های معمول کنترل سیال در سیستم‌های کنترل سیال صنعتی هستند. عمده وظیفه آن‌ها جلوگیری از جریان برگشتی محیط و حفظ پایداری سیستم لوله‌کشی است. به دلیل طراحی منحصر به فرد و سناریوهای کاربرد گسترده کلپ چک، نیازمند به عملکرد دینامیکی سیال خوب، عملکرد سربندی کارآمد و دوام کافی هستند. با این حال، کلپ چک مارپیچی سنتی با مشکلاتی مانند مقاومت اضافی سیال، عملکرد سربندی ناکافی و محدودیت قدرت سازه در طول استفاده روبه‌رو هستند که محدوده کاربرد و عمر آن‌ها را محدود می‌کند.

با پیشرفت اتوماسیون صنعتی و توسعه فناوری، نیازهای بازار به شیوه تدریجی برای شیرهای چک گردابی افزایش می یابد. در این زمینه، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 تحقیقات و توسعه و تولید با کیفیت بالا برای شیرهای چک گردابی انجام داده است، با هدف بهبود جامع شاخص های عملکردی شیرهای چک گردابی از طریق روش های فنی تجزیه و تحلیل میدان جریان و بهینه سازی ساختاری. این مقاله ویژگی های میدان جریان شیرهای چک گردابی را از دیدگاه مکانیک سیالات بررسی می کند و استراتژی های خاص بهینه سازی ساختاری را پیشنهاد می دهد تا عملکرد کارآمد آن را در شرایط کاری پیچیده به دست آورد.

کلپ‌های چک پروانه‌ای، کلپ‌های یک طرفه هستند که بر روی جریان رسانه برای حرکت صفحه شیر به صورت خودکار باز و بسته شدن وابسته هستند. ساختار ساده‌ای دارند و اصلی‌ترین اجزای آن‌ها شامل بدنه شیر، صفحه شیر، ستون شیر و سِل می‌باشد. هنگامی که محیط به جلو جریان دارد، محیط صفحه شیر را به باز کردن شیر فشار می‌دهد تا مایع بتواند عبور کند؛ هنگامی که محیط به سمت معکوس جریان دارد، صفحه شیر تحت نیروی واکنشی بسته می‌شود تا جلوگیری از برگشت جریان انجام شود.

پویایی سیالاتی شیرهای برفکی پروانه‌ای تأثیر حیاتی بر عملکرد آن‌ها دارد. در طول فرآیند باز و بسته شدن شیرهای برفکی پروانه‌ای، سیال یک مسیر جریان پیچیده در بدنه شیر ایجاد خواهد کرد، به ویژه نزدیک صفحه شیر، که به تشکیل جریان‌های گردابی، آشفتگی و عبور سیال منجر می‌شود. این پدیده‌های جریان نه تنها فشار از دست رفته سیستم را افزایش می‌دهند، بلکه ممکن است باعث فرسایش و ساییدگی سطح نه بسته‌ای شوند و در نتیجه بیشتر عمر و عملکرد نه بسته‌ای را تحت تأثیر قرار دهند.

با اینکه شیرهای چک مانند پروانه در طراحی ساده هستند و هزینه کمی دارند، اما طرح‌های سنتی با چالش‌های اصلی زیر در کاربرد روبه‌رو هستند:

فشار بالا: در حالت جزئی باز، مسیر جریان مایع که از صفحه شیر عبور می‌کند، نسبتاً پیچیده است که منجر به افزایش فشار و کاهش کارایی سیستم می‌شود.

کارایی محدود در نهادهای چکاوک پروانه‌ای: در شرایط فشار یا دمای بالا، نهادهای چکاوک پروانه‌ای ممکن است پیر شده و تغییر شکل دهند که بر تأثیر گذاری از نظر نه بند کردن تأثیرگذار است.

مسائل قدرت سازه‌ای: نیروی بین صفحه شیر و بدنه شیر باعث سایش در طول استفاده بلند مدت می‌شود، که منجر به کاهش قدرت سازه‌ای و کوتاه شدن عمر محصول می‌شود.

بر اساس مشکلات فوق، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 از طریق تجزیه و تحلیل عمیق جریان در فرآیند طراحی و تولید شیرهای چک پروانه، یک طرح بهینه سازی پیشنهاد کرد تا توسعه و تولید محصول با کیفیت بالا را دستیابی کند.

تجزیه و تحلیل میدان جریان یکی از روش‌های مهم برای آشکارسازی رفتار سیال داخل شیرهای چک گردان پروانه‌ای است. از طریق فناوری دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، جریان سیال داخل شیر به صورت دقیق شبیه‌سازی می‌شود و توزیع پارامترهایی مانند سرعت جریان، فشار و آشفتگی مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد تا مسائل کلیدی موثر بر عملکرد شیر شناسایی شود.

در این مطالعه، نرم‌افزار شبیه‌سازی CFD پیشرفته برای انجام مدل‌سازی و شبیه‌سازی سه‌بعدی میدان جریان در شیرهای چک پروانه‌ای استفاده شد. فرایند خاص به شرح زیر است:

تحلیل CFD نشان داد که ویژگی‌های میدان جریان دروازه چک پروانه‌ای تحت شرایط کاری مختلف بسیار متفاوت است. نتایج خاص به شرح زیر است:

هنگامی که شیر به طور کامل باز است، سرعت و توزیع فشار مایع نزدیک به پلیت شیر نسبتاً یکنواخت است، اما هنوز هم برخی از گرداب‌های کوچک در مناطق محلی وجود دارند.

هنگامی که شیر جزئیا باز است، مسیر جریان مایع که از جلوی صفحه شیر عبور می‌کند پیچیده‌تر است و شدت آشفتگی محلی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد که منجر به افت فشار بزرگ می‌شود.

هنگامی که شیر بسته است، مایع یک منطقه فشار منفی روی پشت صفحه شیر ایجاد می‌کند که ممکن است بر تنگی تأثیر منفی داشته باشد.

بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل، بهینه‌سازی میدان جریان یک مرحله کلیدی برای بهبود عملکرد شیرهای چک پروانه‌ای است.

تجزیه و تحلیل جریان نشان داد که بهینه‌سازی ساختار شیر چک پروانه‌ای باید به جوانب زیر هدفمند شود:

با ترکیب نتایج تجزیه و تحلیل جریان، این مقاله طرح‌های بهینه‌سازی زیر را برای شیرهای چک پروانه‌ای پیشنهاد می‌دهد:

پس از تأیید آزمایشی و کاربرد عملی، عملکرد شیر چک پروانه بهینه‌سازی شده در جنبه‌های زیر به طور قابل توجهی بهبود یافته است:

کاهش فشار به طور قابل توجهی کاهش یافته است: تحت شرایط جریان یکسان، کاهش فشار در شیر بهینه‌سازی شده حدود 20٪ کاهش می‌یابد، که بهبود چشمگیری در کارایی انرژی سیستم ایجاد می‌کند.

بهبود قابل توجه عملکرد دربندی: ساختار دربندی بهبود یافته نشان دهنده عملکرد بهتر دربندی در محیط فشار بالا است، و نشتی تقریباً 30٪ کاهش می‌یابد.

تقویت دوام محصول: طراحی بهینه‌سازی به طور قابل توجهی مقاومت ضربه و مقاومت به خوردگی شیر را افزایش می‌دهد و عمر مفید آن را افزایش می‌دهد.

CHNLGVF丨中國大乾洋貿 در فرآیند تحقیق و توسعه شیرهای چک چک یک استراتژی یکپارچه سازی طراحی و تولید را اتخاذ کرد. از طریق ترکیب فناوری شبیه سازی دیجیتال و فرآیند تولید دقیق، اطمینان حاصل شد که طراحی محصول با شرایط کاری واقعی هماهنگ بوده و محصولات با کیفیت بالا به ثبات تولید شوند.

برای اطمینان از اینکه طراحی بهینه‌سازی ساختاری شیر چک پروانه به دقت به واقعیت درآید، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 از فناوری ریخته‌گری دقیق و فرز CNC استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که هر قطعه از محصول دارای دقت بالا و همسانی بالا است. علاوه بر این، فرآیندهای سخت کنترل کیفیت اطمینان حاصل می‌کنند که هر گام در فرآیند تولید محصول با استانداردهای طراحی مورد انتظار همخوانی داشته باشد.

این مقاله به طور سیستماتیک استراتژی بهبود عملکرد شیرهای چک گردابی را از طریق تجزیه و تحلیل میدان جریان و طراحی بهینه‌سازی ساختاری شیرهای چک گردابی بررسی می‌کند و با فرآیندهای تحقیق و توسعه با کیفیت بالا و تولید موفقیت‌آمیز چالش‌های شیرهای چک گردابی سنتی در افت فشار، عملکرد دربندی و استحکام ساختاری را حل می‌کند. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که تجزیه و تحلیل میدان جریان و بهینه‌سازی ساختار می‌تواند به طور قابل توجهی کارایی کاری و عمر مفید شیرهای چک گردابی را بهبود بخشد و پشتیبانی نظری و عملی مهمی برای ترویج محصولات آینده ارائه دهد.