Бабочковые обратные клапаны являются важным контрольным оборудованием в промышленных трубопроводных системах и широко используются во многих областях, таких как нефтяная, химическая промышленность и пищевая промышленность. Для улучшения характеристик и долговечности бабочковых обратных клапанов CHNLGVF丨中國大乾閥門 использует технологию анализа потокового поля и методы структурной оптимизации для проведения глубоких исследований и улучшений в процессе проектирования и производства. В данной статье используются инструменты компьютерной гидродинамики (CFD) для анализа внутренних характеристик потокового поля бабочковых обратных клапанов и предлагаются ряд оптимизационных схем для улучшения их герметичности, снижения потерь давления и увеличения срока службы. Благодаря высококачественным исследованиям и производству рабочие характеристики бабочковых обратных клапанов значительно улучшены, обеспечивая надежность и эффективность продуктов.

Ключевые слова: заслонка-бабочка, анализ поля потока, структурная оптимизация, качественные исследования и разработки, потери давления, уплотнение.

Бабочковые обратные клапаны являются распространенными устройствами управления жидкостью в промышленных системах управления жидкостью. Их основная функция - предотвращение обратного потока среды и поддержание стабильности трубопроводной системы. В связи с уникальным дизайном и широкими сценариями применения бабочковые обратные клапаны должны обладать хорошей гидродинамической производительностью, эффективной герметичностью и достаточной долговечностью. Однако традиционные бабочковые обратные клапаны сталкиваются с проблемами, такими как избыточное гидравлическое сопротивление, недостаточная герметичность и ограниченная прочность конструкции в процессе использования, что ограничивает их область применения и срок службы.

С развитием промышленной автоматизации и технологического развития требования рынка к дроссельным клапанам-клапанам постепенно увеличиваются. В этой связи CHNLGVF丨中國大乾閥門 провела качественные исследования и разработку и производство дроссельных клапанов-клапанов с целью комплексного улучшения показателей эффективности дроссельных клапанов-клапанов с помощью технических средств анализа потоков и структурной оптимизации. В данной статье будет исследованы характеристики потока в дроссельных клапанах-клапанах с точки зрения гидромеханики и предложены конкретные стратегии структурной оптимизации для достижения их эффективной работы в сложных рабочих условиях.

Бабочковые обратные клапаны - это односторонние клапаны, которые зависят от потока среды для привода клапанной пластины к автоматическому открытию и закрытию. Они имеют простую конструкцию и в основном состоят из корпуса клапана, клапанной пластины, клапанного штока и уплотнения. Когда среда движется вперед, среда толкает клапанную пластину, чтобы открыть клапан и пропустить жидкость; когда среда движется в обратном направлении, клапанная пластина закрывается под действием реакционной силы, чтобы предотвратить обратный поток.

Гидродинамика бабочки клапанов имеет решающее значение для их производительности. Во время процесса открытия и закрытия бабочки клапанов, жидкость образует сложный путь потока в корпусе клапана, особенно около клапанной пластины, что способствует образованию вихрей, турбулентности и обходу жидкости. Эти явления потока не только увеличивают потери давления в системе, но также могут вызвать эрозию и износ уплотнительной поверхности, что в свою очередь влияет на срок службы и уплотнительные характеристики клапана.

Хотя дроссельные клапаны с затвором бабочки просты в конструкции и недороги, традиционные конструкции сталкиваются с следующими основными проблемами в применении:

Высокие потери давления: В частично открытом состоянии путь потока жидкости, обходящий клапанную пластину, относительно сложен, что приводит к более высоким потерям давления и снижению эффективности системы.

Ограниченная герметичность: При высоком давлении или высокой температуре уплотнения дроссельных клапанов-проверочных клапанов могут стареть и деформироваться, что влияет на герметичность.

Проблемы прочности конструкции: Сила между клапанным диском и корпусом клапана вызовет износ при длительном использовании, что приведет к уменьшению прочности конструкции и сокращению срока службы продукта.

На основе вышеуказанных проблем CHNLGVF丨中國大乾閥門 предложила оптимизированную схему дизайна через глубокий анализ потокового поля в процессе проектирования и производства заслоновых клапанов для достижения разработки и производства продуктов высокого качества.

Анализ поля потока является важным средством для выявления внутреннего поведения жидкости в заслонках-клапанах бабочки. С помощью технологии вычислительной гидродинамики (CFD) жидкостный поток внутри клапана может быть точно смоделирован, и распределение параметров, таких как скорость потока, давление и турбулентность, может быть проанализировано для выявления ключевых проблем, влияющих на производительность клапана.

В этом исследовании было использовано специализированное программное обеспечение для проведения трехмерного моделирования и симуляции поля потока заслонок-бабочек. Конкретный процесс следующий:

Через анализ CFD мы обнаружили, что характеристики поля потока заслонки-бабочки при различных рабочих условиях существенно различаются. Конкретные результаты следующие:

Когда клапан полностью открыт, скорость и распределение давления жидкости около пластины клапана относительно равномерны, но все же есть некоторые мелкомасштабные вихри в отдельных областях.

При частичном открытии клапана путь потока жидкости, обходящий пластину клапана, становится более сложным, и местная интенсивность турбулентности значительно увеличивается, что приводит к большим потерям давления.

Когда клапан закрыт, жидкость образует область отрицательного давления на задней стороне клапанной пластины, что может негативно сказаться на герметичности.

На основе этих результатов анализа оптимизация поля потока становится ключевым шагом для улучшения производительности заслонок-клапанов.

Через анализ поля потока пришли к выводу, что оптимизация структуры заслонки-клапана бабочки должна быть направлена на следующие аспекты:

Совместно с результатами анализа потока данная статья предлагает следующие схемы оптимизации для дроссельных клапанов-бабочек:

После экспериментальной проверки и практического применения производительность оптимизированного заслонового клапана "бабочка" значительно улучшилась в следующих аспектах:

Потери давления значительно снижаются: При одинаковых условиях потока потери давления оптимизированного клапана снижаются примерно на 20%, что значительно повышает энергоэффективность системы.

Значительно улучшенная герметичность: Улучшенная герметичная структура обеспечивает лучшую герметичность в условиях высокого давления, и утечка снижается почти на 30%.

Улучшенная долговечность продукта: Оптимизированный дизайн значительно повышает устойчивость к ударам и коррозии клапана, продлевая его срок службы.

Компания CHNLGVF采用ла стратегию интеграции дизайна и производства в процессе исследования и разработки дроссельных клапанов-проверочных заслонок. Благодаря сочетанию технологии цифрового моделирования и точного производственного процесса было обеспечено, что дизайн продукта соответствует реальным рабочим условиям и может стабильно производить высококачественную продукцию.

Для того чтобы обеспечить точное выполнение структурной оптимизации дизайна заслонки-бабочки, CHNLGVF丨中國大乾閥門 применяет технологию точного литья и обработки на станках с ЧПУ для обеспечения высокой точности и однородности каждого компонента продукта. Кроме того, строгие процессы контроля качества гарантируют, что каждое звено в процессе производства продукта соответствует ожидаемым стандартам дизайна.

Эта статья систематически исследует стратегию улучшения производительности заслонки бабочки через анализ потокового поля и оптимизацию конструкции заслонки бабочки, успешно решая проблемы традиционных заслонок бабочки с потерей давления, герметичностью и прочностью конструкции через высококачественные исследования и производственные процессы. Результаты исследования показывают, что анализ потокового поля и структурная оптимизация могут значительно улучшить рабочую эффективность и срок службы заслонок бабочки, обеспечивая важную теоретическую и практическую поддержку для будущего продвижения продукции.