Le valvole a farfalla sono importanti apparecchi di controllo nei sistemi di condotte industriali e sono ampiamente utilizzate in molti settori come il petrolio, l'industria chimica e alimentare. Per migliorare le prestazioni e la durata delle valvole a farfalla, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 utilizza la tecnologia di analisi del campo di flusso e metodi di ottimizzazione strutturale per condurre una ricerca approfondita e migliorare il processo di progettazione e produzione. Questo articolo combina strumenti di simulazione della dinamica dei fluidi computazionale (CFD) per analizzare le caratteristiche del campo di flusso interno delle valvole a farfalla e propone una serie di schemi di ottimizzazione per migliorare la tenuta, ridurre le perdite di pressione ed estendere la loro durata. Attraverso una ricerca e produzione di alta qualità, le prestazioni lavorative delle valvole a farfalla sono state significativamente migliorate, garantendo l'affidabilità e l'efficienza dei prodotti.

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Le valvole a farfalla sono dispositivi comuni di controllo dei fluidi nei sistemi industriali di controllo dei fluidi. La loro funzione principale è prevenire il reflusso del mezzo e mantenere la stabilità del sistema di condotte. A causa del design unico e delle ampie applicazioni delle valvole a farfalla, è necessario che abbiano buone prestazioni dinamiche dei fluidi, efficiente tenuta e sufficiente durata. Tuttavia, le valvole a farfalla tradizionali affrontano problemi come eccessiva resistenza del fluido, insufficiente tenuta e limitata resistenza strutturale durante l'uso, il che ne limita l'ambito di applicazione e la durata.

Con l'avanzamento dell'automazione industriale e dello sviluppo tecnologico, i requisiti di mercato per le valvole di ritegno a farfalla stanno gradualmente aumentando. In questo contesto, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 ha effettuato una ricerca e sviluppo di alta qualità e la produzione di valvole di ritegno a farfalla, mirando a migliorare in modo completo gli indicatori di prestazione delle valvole di ritegno a farfalla attraverso mezzi tecnici di analisi del campo di flusso e ottimizzazione strutturale. Questo articolo esplorerà le caratteristiche del campo di flusso delle valvole di ritegno a farfalla dal punto di vista della meccanica dei fluidi e proporrà specifiche strategie di ottimizzazione strutturale per raggiungere un funzionamento efficiente in condizioni di lavoro complesse.

Valvole a farfalla sono valvole unidirezionali che si basano sul flusso del mezzo per spingere la piastra della valvola ad aprire e chiudere automaticamente. Hanno una struttura semplice e sono principalmente composte da un corpo valvola, una piastra valvola, un'asta valvola e una guarnizione. Quando il mezzo fluisce in avanti, il mezzo spinge la piastra della valvola ad aprire la valvola per consentire il passaggio del fluido; quando il mezzo fluisce in direzione opposta, la piastra della valvola si chiude sotto la forza di reazione per impedire il reflusso.

La dinamica dei fluidi delle valvole a farfalla ha un impatto cruciale sulle loro prestazioni. Durante il processo di apertura e chiusura delle valvole a farfalla, il fluido formerà un percorso di flusso complesso nel corpo valvola, specialmente vicino alla piastra valvola, che è incline a correnti vorticose, turbolenze e bypass del fluido. Questi fenomeni di flusso non solo aumentano la perdita di pressione del sistema, ma possono anche causare erosione e usura della superficie di tenuta, influenzando così la durata e le prestazioni di tenuta della valvola.

Sebbene le valvole a farfalla siano semplici nel design e a basso costo, i design tradizionali affrontano le seguenti sfide principali nell'applicazione:

Perdita di pressione elevata: In stato parzialmente aperto, il percorso del flusso del fluido che bypassa la piastra della valvola è relativamente complesso, risultando in una perdita di pressione più elevata e una riduzione dell'efficienza del sistema.

Prestazioni di tenuta limitate: In condizioni di alta pressione o alta temperatura, le guarnizioni delle valvole a farfalla possono invecchiare e deformarsi, influenzando l'effetto di tenuta.

Problemi di resistenza strutturale: La forza tra la piastra della valvola e il corpo della valvola causerà usura nell'uso a lungo termine, con conseguente diminuzione della resistenza strutturale e accorciamento della vita del prodotto.

Sulla base dei problemi sopra esposti, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 ha proposto un piano di progettazione ottimizzato attraverso un'analisi approfondita del campo di flusso nel processo di progettazione e produzione delle valvole di ritegno a farfalla per raggiungere lo sviluppo e la produzione di prodotti di alta qualità.

L'analisi del campo di flusso è un mezzo importante per rivelare il comportamento interno del fluido delle valvole a farfalla di controllo. Attraverso la tecnologia della dinamica dei fluidi computazionale (CFD), il flusso del fluido all'interno della valvola può essere accuratamente simulato, e la distribuzione di parametri come la velocità del flusso, la pressione e la turbolenza possono essere analizzati per trovare le questioni chiave che influenzano le prestazioni della valvola.

In questo studio è stato utilizzato un software avanzato di simulazione CFD per eseguire la modellazione e la simulazione tridimensionale del campo di flusso delle valvole a farfalla. Il processo specifico è il seguente:

Attraverso l'analisi CFD, abbiamo scoperto che le caratteristiche del campo di flusso della valvola a farfalla in diverse condizioni di lavoro sono molto diverse. I risultati specifici sono i seguenti:

Quando la valvola è completamente aperta, la velocità e la distribuzione della pressione del fluido vicino alla piastra della valvola sono relativamente uniformi, ma ci sono comunque alcuni vortici di piccola scala in aree locali.

Quando la valvola è parzialmente aperta, il percorso del flusso del fluido che bypassa la piastra della valvola è più complicato, e l'intensità della turbolenza locale aumenta significativamente, causando una grande perdita di pressione.

Quando la valvola è chiusa, il fluido forma un'area di pressione negativa sul retro della piastra della valvola, il che potrebbe avere un effetto negativo sulla tenuta.

Sulla base di questi risultati di analisi, l'ottimizzazione del campo di flusso diventa un passaggio chiave per migliorare le prestazioni delle valvole di ritegno a farfalla.

Attraverso l'analisi del campo di flusso, si conclude che l'ottimizzazione della struttura della valvola di ritegno a farfalla dovrebbe essere mirata ai seguenti aspetti:

In combinazione con i risultati dell'analisi del campo di flusso, questo articolo propone i seguenti schemi di progettazione ottimale per le valvole di ritegno a farfalla:

Dopo la verifica sperimentale e l'applicazione pratica, le prestazioni della valvola a farfalla ottimizzata sono state significativamente migliorate nei seguenti aspetti:

La perdita di pressione è notevolmente ridotta: Nelle stesse condizioni di flusso, la perdita di pressione della valvola ottimizzata è ridotta del 20%, migliorando notevolmente l'efficienza energetica del sistema.

Miglioramento significativo delle prestazioni di tenuta: La struttura di tenuta migliorata mostra una migliore tenuta in un ambiente ad alta pressione, e le perdite sono ridotte di quasi il 30%.

Durata del prodotto migliorata: Il design ottimizzato aumenta significativamente la resistenza agli urti e alla corrosione della valvola e prolunga la sua vita utile.

CHNLGVF丨中國大乾洋貿 ha adottato una strategia di integrazione tra progettazione e produzione nel processo di R&S delle valvole a farfalla di controllo. Attraverso la combinazione di tecnologia di simulazione digitale e processo di produzione di precisione, ha garantito che il design del prodotto soddisfacesse le condizioni di lavoro effettive e potesse produrre in modo stabile prodotti di alta qualità.

Per garantire che il design di ottimizzazione strutturale della valvola a farfalla possa essere realizzato con precisione, CHNLGVF ha adottato la tecnologia di fusione di precisione e lavorazione CNC per garantire che ogni componente del prodotto abbia un'alta precisione e una grande coerenza. Inoltre, rigorosi processi di controllo qualità garantiscono che ogni passaggio nel processo di produzione del prodotto soddisfi gli standard di progettazione previsti.

Questo articolo esplora sistematicamente la strategia di miglioramento delle prestazioni delle valvole a farfalla attraverso l'analisi del campo di flusso e la progettazione di ottimizzazione strutturale delle valvole a farfalla, risolvendo con successo le sfide delle valvole a farfalla tradizionali in termini di perdita di pressione, prestazioni di tenuta e resistenza strutturale attraverso processi di R&S e produzione di alta qualità. I risultati della ricerca mostrano che l'analisi del campo di flusso e l'ottimizzazione strutturale possono migliorare significativamente l'efficienza lavorativa e la durata delle valvole a farfalla, fornendo un importante supporto teorico e pratico per la promozione futura del prodotto.