Miks on liblikventiil kalduvus kavitatsioonile?

Vastuvõtlikkusliblikklapidkavitatsiooniga on tihedalt seotud nende struktuursed omadused, vedeliku dünaamika omadused ja töötingimused. Konkreetsed põhjused on järgmised:

1. Libliklapi struktuur viib kohalike madalrõhualade moodustumiseni

Libliklappide avamis- ja sulgemiskomponendid on kettakujulised liblikplaadid. Avamiseks pööramisel peab vedelik voolama ümber liblikplaadi serva. Liblikaplaadi taha (allavoolu pool) tekib lokaalne madalrõhuvöönd. Kui vedeliku rõhk langeb alla küllastunud auru rõhu, sadestuvad vedelikus lahustunud gaasid ja moodustuvad mullid, mis on kavitatsiooni algstaadium.

Tüüpiline stsenaarium: suure rõhu erinevuse või kiire veevoolu tingimustes suureneb voolukiirus liblikplaadi servas järsult. Vastavalt Bernoulli printsiibile toob voolukiiruse suurenemine kaasa rõhu languse, süvendades veelgi madalrõhualade teket ja luues tingimused kavitatsiooniks.

2. Vedeliku turbulentsi ja mullide kokkuvarisemise mõju

Kui vedelik kannab mullid kõrgrõhualasse (nt allavoolu torujuhtmetesseliblikklapid), mullid varisevad kiiresti kokku, tekitades mikrodüüsid, mis mõjutavad metalli pinda. Selle löögi sagedus on äärmiselt kõrge (kuni kümneid tuhandeid kordi sekundis), põhjustades metalli pinnal järkjärgulist täppide tekkimist ja koorumist, mis lõpuks kahjustab tihenduspinda.

Andmete tugi: katsed on näidanud, et mullide kokkuvarisemisel tekkiv löögijõud võib ulatuda mitmesaja megapaskalini, ületades tunduvalt tavaliste metallmaterjalide väsimustugevust ja on kavitatsioonikahjustuste põhimehhanism.

3. Libliklappide reguleerivad omadused suurendavad kavitatsiooni ohtu

Tavaliselt kasutatakse voolu reguleerimiseks liblikventiile, kuid kui ava on väike (<15 ° ~ 20 °), läbib vedelik liblikplaadi ja klapipesa vahelise kitsa pilu, põhjustades voolukiiruse järsu tõusu, vähendades veelgi rõhku ja suurendades oluliselt kavitatsiooni ohtu.

Tehniline juhtum: Hüdroelektrijaama sisselaskeklapis või reoveepuhastussüsteemis, kui liblikklapp on pikka aega väikese avanemise reguleerimisasendis, tekivad klapiplaadi taha kiiresti kavitatsioonisüvendid, mis põhjustavad tihendusrikke ja nõuavad sagedast klapiplaadi või tihendusrõnga vahetamist.

4. Söötme omaduste ja töötingimuste mõju

Osakesi sisaldav keskkond: kui vedelik sisaldab kõvasid osakesi, nagu sete ja metallioksiidid, kannab kavitatsiooni tekitatud mikrojuga osakesed, et põrgata tihenduspinda, moodustades erosioonikavitatsiooni komposiitkahjustuse ja kiirendades riket.

Kõrge temperatuur või söövitav aine: kõrge temperatuur võib vähendada vedelike pindpinevust ja soodustada mullide teket; Söövitav aine võib nõrgendada metallmaterjalide kavitatsioonivastast võimet ja kahekordne toime süvendab liblikklappide rikkeid.

5. Libliklappide tüüpide ja konstruktsioonide piirangud

Üks ekstsentriline/keskmine liblikklapp: tuleb arvestada veevoolu suunda (klapiplaat on allavoolu kallutatud). Vastupidine paigaldamine kahjustab vooluvälja stabiilsust ja suurendab kavitatsiooni ohtu.

Vertikaalne torujuhtme paigaldamine: klapiplaadi omakaal võib põhjustada tihenduspinnale ebaühtlast pinget, mille tulemuseks on kohaliku rõhu vähenemine ja kavitatsiooni esilekutsumine.

Pehme tihendiga liblikklapp: kummist tihendusrõngad võivad kavitatsiooni mõjul kooruda ja kahjustada, samas kui need on kõvasti suletudliblikklapid, kuigi need on erosioonikindlad, on kõrgemate kulude ja piiratud kasutusega.