As válvulas de retenção de borboleta são equipamentos de controle importantes em sistemas de tubulação industrial e são amplamente utilizadas em muitos campos, como petróleo, indústria química e alimentos. Para melhorar o desempenho e durabilidade das válvulas de retenção de borboleta, a CHNLGVF丨中國大乾閥門 utiliza tecnologia de análise de campo de fluxo e métodos de otimização estrutural para realizar pesquisas aprofundadas e melhorias no processo de design e fabricação. Este artigo combina ferramentas de simulação de dinâmica de fluidos computacional (CFD) para analisar as características do campo de fluxo interno das válvulas de retenção de borboleta e propõe uma série de esquemas de otimização para melhorar sua vedação, reduzir a perda de pressão e estender sua vida útil. Através de P&D e fabricação de alta qualidade, o desempenho de trabalho das válvulas de retenção de borboleta foi significativamente melhorado, garantindo a confiabilidade e eficiência dos produtos.

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Válvulas de retenção de borboleta são dispositivos comuns de controle de fluidos em sistemas industriais de controle de fluidos. Sua principal função é evitar o refluxo do meio e manter a estabilidade do sistema de tubulação. Devido ao design único e aos amplos cenários de aplicação das válvulas de retenção de borboleta, é necessário que elas tenham um bom desempenho dinâmico de fluidos, desempenho de vedação eficiente e durabilidade suficiente. No entanto, as válvulas de retenção de borboleta tradicionais enfrentam problemas como resistência excessiva do fluido, desempenho de vedação insuficiente e resistência estrutural limitada durante o uso, o que restringe seu escopo de aplicação e vida útil.

Com o avanço da automação industrial e do desenvolvimento tecnológico, as exigências do mercado por válvulas de retenção de borboleta estão aumentando gradualmente. Nesse contexto, a CHNLGVF | 中國大乾閥門 realizou pesquisas e desenvolvimento de alta qualidade e fabricação de válvulas de retenção de borboleta, com o objetivo de melhorar de forma abrangente os indicadores de desempenho das válvulas de retenção de borboleta por meio de análises de campo de fluxo e otimização estrutural. Este artigo explorará as características do campo de fluxo das válvulas de retenção de borboleta do ponto de vista da mecânica dos fluidos e proporá estratégias específicas de otimização estrutural para alcançar sua operação eficiente em condições de trabalho complexas.

Válvulas de retenção de borboleta são válvulas unidirecionais que dependem do fluxo de mídia para acionar a placa da válvula para abrir e fechar automaticamente. Eles têm uma estrutura simples e são compostos principalmente por um corpo de válvula, uma placa de válvula, um haste de válvula e uma vedação. Quando o meio flui para a frente, o meio empurra a placa da válvula para abrir a válvula e permitir a passagem do fluido; quando o meio flui na direção contrária, a placa da válvula fecha sob a força de reação para evitar o refluxo.

A dinâmica dos fluidos das válvulas de retenção de borboleta tem um impacto crucial no seu desempenho. Durante o processo de abertura e fecho das válvulas de retenção de borboleta, o fluido formará um caminho de fluxo complexo no corpo da válvula, especialmente perto da placa da válvula, que é propenso a correntes de turbilhão, turbulência e desvio de fluido. Esses fenômenos de fluxo não só aumentam a perda de pressão do sistema, mas também podem causar erosão e desgaste da superfície de vedação, afetando assim a vida útil e o desempenho de vedação da válvula.

Embora as válvulas de retenção de borboleta sejam simples em design e de baixo custo, os designs tradicionais enfrentam os seguintes desafios principais na aplicação:

Alta perda de pressão: No estado parcialmente aberto, o caminho do fluxo do fluido que contorna a placa da válvula é relativamente complexo, resultando em maior perda de pressão e redução da eficiência do sistema.

Desempenho de vedação limitado: Em condições de alta pressão ou alta temperatura, os selos das válvulas de retenção borboleta podem envelhecer e deformar, afetando o efeito de vedação.

Problemas de resistência estrutural: A força entre a placa da válvula e o corpo da válvula causará desgaste em uso a longo prazo, resultando em uma diminuição da resistência estrutural e encurtando a vida útil do produto.

Com base nos problemas acima, a CHNLGVF propôs um esquema de design otimizado por meio de uma análise aprofundada do campo de fluxo no processo de design e fabricação de válvulas de retenção de borboleta para alcançar o desenvolvimento e fabricação de produtos de alta qualidade.

A análise do campo de fluxo é um meio importante para revelar o comportamento interno do fluido das válvulas de retenção de borboleta. Através da tecnologia de dinâmica dos fluidos computacional (CFD), o fluxo de fluido dentro da válvula pode ser simulado com precisão, e a distribuição de parâmetros como velocidade do fluxo, pressão e turbulência pode ser analisada para encontrar os problemas-chave que afetam o desempenho da válvula.

Neste estudo, foi utilizado software avançado de simulação CFD para realizar modelagem tridimensional e simulação do campo de fluxo de válvulas de retenção de borboleta. O processo específico é o seguinte:

Através da análise de CFD, descobrimos que as características do campo de fluxo da válvula de retenção borboleta sob diferentes condições de trabalho são bastante diferentes. Os resultados específicos são os seguintes:

Quando a válvula está totalmente aberta, a velocidade e a distribuição de pressão do fluido perto da placa da válvula são relativamente uniformes, mas ainda existem alguns redemoinhos em pequenas áreas locais.

Quando a válvula está parcialmente aberta, o caminho do fluxo do fluido contornando a placa da válvula é mais complicado e a intensidade da turbulência local aumenta significativamente, resultando em uma grande perda de pressão.

Quando a válvula está fechada, o fluido forma uma área de pressão negativa na parte de trás da placa da válvula, o que pode ter um efeito adverso na vedação.

Com base nestes resultados de análise, a otimização do campo de fluxo torna-se um passo chave para melhorar o desempenho das válvulas de retenção de borboleta.

Através da análise do campo de fluxo, conclui-se que a otimização da estrutura da válvula de retenção borboleta deve ser direcionada para os seguintes aspectos:

Combinado com os resultados da análise do campo de fluxo, este artigo propõe os seguintes esquemas de design de otimização para válvulas de retenção de borboleta:

Após verificação experimental e aplicação prática, o desempenho da válvula de retenção de borboleta otimizada foi significativamente melhorado nos seguintes aspectos:

A perda de pressão é muito reduzida: Sob as mesmas condições de fluxo, a perda de pressão da válvula otimizada é reduzida em cerca de 20%, o que melhora significativamente a eficiência energética do sistema.

Melhoria significativa no desempenho de vedação: A estrutura de vedação aprimorada apresenta melhor desempenho de vedação em ambientes de alta pressão, e o vazamento é reduzido em quase 30%.

Durabilidade do produto aprimorada: O design otimizado aumenta significativamente a resistência ao impacto e à corrosão da válvula e prolonga sua vida útil.

A CHNLGVF adotou uma estratégia de integração de design e fabricação no processo de P&D de válvulas de retenção de borboleta. Através da combinação de tecnologia de simulação digital e processo de fabricação de precisão, garantiu que o design do produto atendesse às condições de trabalho reais e pudesse produzir produtos de alta qualidade de forma estável.

Para garantir que o design de otimização estrutural da válvula de retenção de borboleta possa ser realizado com precisão, a CHNLGVF adotou a tecnologia de fundição de precisão e usinagem CNC para garantir que cada componente do produto tenha alta precisão e alta consistência. Além disso, processos rigorosos de controle de qualidade garantem que cada etapa no processo de fabricação do produto atenda aos padrões de design esperados.

Este artigo explora sistematicamente a estratégia de melhoria de desempenho das válvulas de retenção de borboleta por meio da análise do campo de fluxo e do design de otimização estrutural das válvulas de retenção de borboleta, e resolve com sucesso os desafios das válvulas de retenção de borboleta tradicionais em perda de pressão, desempenho de vedação e resistência estrutural por meio de processos de P&D e fabricação de alta qualidade. Os resultados da pesquisa mostram que a análise do campo de fluxo e a otimização estrutural podem melhorar significativamente a eficiência de trabalho e a vida útil das válvulas de retenção de borboleta, fornecendo suporte teórico e prático importante para a futura promoção do produto.