Katup periksa kupu-kupu adalah peralatan kontrol penting dalam sistem pipa industri dan banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti minyak bumi, industri kimia, dan makanan. Untuk meningkatkan kinerja dan daya tahan katup periksa kupu-kupu, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 menggunakan teknologi analisis medan aliran dan metode optimisasi struktural untuk melakukan penelitian mendalam dan perbaikan dalam proses desain dan manufaktur. Makalah ini menggabungkan alat simulasi dinamika fluida komputasional (CFD) untuk menganalisis karakteristik medan aliran internal katup periksa kupu-kupu, dan mengusulkan serangkaian skema optimisasi untuk meningkatkan penyegelan, mengurangi kerugian tekanan, dan memperpanjang umur pakainya. Melalui penelitian dan manufaktur R&D berkualitas tinggi, kinerja kerja katup periksa kupu-kupu telah signifikan ditingkatkan, memastikan keandalan dan efisiensi produk.

Kata kunci: katup pemeriksa kupu-kupu, analisis medan aliran, optimisasi struktural, R&D berkualitas tinggi, kehilangan tekanan, penyegelan

Katup periksa kupu-kupu adalah perangkat pengendalian fluida umum dalam sistem pengendalian fluida industri. Fungsinya utama adalah mencegah aliran balik medium dan menjaga stabilitas sistem pipa. Karena desain unik dan beragam skenario aplikasi katup periksa kupu-kupu, mereka diharuskan memiliki kinerja dinamis fluida yang baik, kinerja penutupan yang efisien, dan daya tahan yang cukup. Namun, katup periksa kupu-kupu tradisional menghadapi masalah seperti resistensi fluida berlebihan, kinerja penutupan yang tidak memadai, dan kekuatan struktural terbatas selama penggunaan, yang membatasi cakupan aplikasinya dan umur.

Dengan kemajuan otomatisasi industri dan perkembangan teknologi, persyaratan pasar untuk katup pemeriksa kupu-kupu secara bertahap meningkat. Di bawah latar belakang ini, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 telah melakukan penelitian dan pengembangan berkualitas tinggi serta pembuatan katup pemeriksa kupu-kupu, dengan tujuan untuk secara komprehensif meningkatkan indikator kinerja katup pemeriksa kupu-kupu melalui analisis medan aliran dan optimisasi struktural. Paper ini akan mengeksplorasi karakteristik medan aliran katup pemeriksa kupu-kupu dari sudut pandang mekanika fluida, dan mengusulkan strategi optimisasi struktural spesifik untuk mencapai operasinya yang efisien di bawah kondisi kerja yang kompleks.

Katup periksa kupu-kupu adalah katup satu arah yang bergantung pada aliran media untuk mendorong pelat katup untuk secara otomatis membuka dan menutup. Mereka memiliki struktur sederhana dan terutama terdiri dari badan katup, pelat katup, batang katup, dan segel. Ketika media mengalir ke depan, media mendorong pelat katup untuk membuka katup untuk memungkinkan cairan melewati; ketika media mengalir ke arah sebaliknya, pelat katup menutup di bawah gaya reaksi untuk mencegah aliran balik.

Dinamika fluida katup kupu-kupu memiliki dampak penting pada kinerja mereka. Selama proses pembukaan dan penutupan katup kupu-kupu, fluida akan membentuk jalur aliran kompleks di dalam tubuh katup, terutama di dekat pelat katup, yang rentan terhadap arus eddy, turbulensi, dan aliran fluida. Fenomena aliran ini tidak hanya meningkatkan kerugian tekanan sistem, tetapi juga dapat menyebabkan erosi dan keausan permukaan pengepakan, sehingga memengaruhi umur dan kinerja pengepakan katup.

Meskipun katup kupu-kupu memiliki desain yang sederhana dan biaya rendah, desain tradisional menghadapi tantangan utama berikut dalam aplikasinya:

Kehilangan tekanan tinggi: Dalam keadaan terbuka sebagian, alur aliran fluida yang melewati pelat katup relatif kompleks, mengakibatkan kehilangan tekanan yang lebih tinggi dan efisiensi sistem yang berkurang.

Kinerja penyegelan terbatas: Di bawah tekanan tinggi atau kondisi suhu tinggi, segel katup periksa kupu-kupu dapat menua dan berubah bentuk, memengaruhi efek penyegelan.

Masalah kekuatan struktural: Gaya antara pelat katup dan badan katup akan menyebabkan keausan dalam penggunaan jangka panjang, mengakibatkan penurunan kekuatan struktural dan mempersingkat umur produk.

Berdasarkan masalah di atas, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 mengusulkan skema desain yang dioptimalkan melalui analisis mendalam dari medan aliran dalam proses desain dan manufaktur katup periksa kupu-kupu untuk mencapai pengembangan dan manufaktur produk berkualitas tinggi.

Analisis medan aliran adalah sarana penting untuk mengungkap perilaku fluida internal katup pemeriksa kupu-kupu. Melalui teknologi dinamika fluida komputasional (CFD), aliran fluida di dalam katup dapat disimulasikan secara akurat, dan distribusi parameter seperti kecepatan aliran, tekanan, dan turbulensi dapat dianalisis untuk menemukan isu-isu kunci yang memengaruhi kinerja katup.

Dalam studi ini, perangkat lunak simulasi CFD canggih digunakan untuk melakukan pemodelan dan simulasi tiga dimensi dari medan aliran katup pemeriksa kupu-kupu. Proses spesifiknya adalah sebagai berikut:

Melalui analisis CFD, kami menemukan bahwa karakteristik medan aliran katup pemeriksa kupu-kupu di bawah kondisi kerja yang berbeda sangat berbeda. Hasil spesifiknya adalah sebagai berikut:

Ketika katup terbuka sepenuhnya, kecepatan dan distribusi tekanan dari fluida di dekat pelat katup relatif seragam, tetapi masih ada beberapa pusaran skala kecil di daerah lokal.

Ketika katup dibuka sebagian, jalur aliran fluida yang melewati pelat katup menjadi lebih rumit, dan intensitas turbulensi lokal meningkat secara signifikan, mengakibatkan kerugian tekanan yang besar.

Ketika katup ditutup, cairan membentuk area tekanan negatif di bagian belakang pelat katup, yang mungkin berdampak buruk pada segel.

Berdasarkan hasil analisis ini, optimisasi medan aliran menjadi langkah kunci untuk meningkatkan kinerja katup pemeriksa kupu-kupu.

Melalui analisis aliran medan, disimpulkan bahwa optimisasi struktur katup pemeriksa kupu-kupu harus ditujukan pada aspek-aspek berikut:

Bersama dengan hasil analisis medan aliran, makalah ini mengusulkan skema desain optimisasi berikut untuk katup pemeriksa kupu-kupu:

Setelah verifikasi eksperimental dan aplikasi praktis, kinerja katup periksa kupu-kupu yang dioptimalkan telah signifikan ditingkatkan dalam beberapa aspek berikut:

Kehilangan tekanan sangat berkurang: Di bawah kondisi aliran yang sama, kehilangan tekanan katup yang dioptimalkan berkurang sekitar 20%, yang sangat meningkatkan efisiensi energi sistem.

Kinerja penyegelan yang signifikan ditingkatkan: Struktur penyegelan yang ditingkatkan menunjukkan kinerja penyegelan yang lebih baik di lingkungan tekanan tinggi, dan kebocoran berkurang hingga hampir 30%.

Peningkatan daya tahan produk: Desain yang dioptimalkan secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap benturan dan korosi dari katup dan memperpanjang umur pakainya.

CHNLGVF丨中國大乾洋貿 mengadopsi strategi integrasi desain dan manufaktur dalam proses R&D katup periksa kupu-kupu. Melalui kombinasi teknologi simulasi digital dan proses manufaktur presisi, memastikan desain produk memenuhi kondisi kerja aktual dan dapat menghasilkan produk berkualitas tinggi secara stabil.

Untuk memastikan bahwa desain optimasi struktural katup pemeriksa kupu-kupu dapat terealisasi dengan akurat, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 mengadopsi teknologi pengecoran presisi dan mesin CNC untuk memastikan bahwa setiap komponen produk memiliki presisi tinggi dan konsistensi tinggi. Selain itu, proses kontrol kualitas yang ketat memastikan bahwa setiap tautan dalam proses manufaktur produk memenuhi standar desain yang diharapkan.

Kertas ini secara sistematis mengeksplorasi strategi peningkatan kinerja katup pemeriksa kupu-kupu melalui analisis medan aliran dan desain optimasi struktural katup pemeriksa kupu-kupu, dan berhasil menyelesaikan tantangan katup pemeriksa kupu-kupu tradisional dalam kehilangan tekanan, kinerja penyegelan, dan kekuatan struktural melalui proses R&D dan manufaktur berkualitas tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa analisis medan aliran dan optimasi struktural dapat signifikan meningkatkan efisiensi kerja dan umur pakai katup pemeriksa kupu-kupu, memberikan dukungan teoritis dan praktis penting untuk promosi produk di masa depan.