Зашто је лептир вентил склон кавитацији?

Подложност залептир вентиликавитација је уско повезана са њиховим структурним карактеристикама, карактеристикама динамике флуида и условима рада. Конкретни разлози су следећи:

1. Структура лептир вентила доводи до формирања локалних подручја ниског притиска

Компоненте за отварање и затварање лептир вентила су лептир плоче у облику диска. Када се ротира да би се отворила, течност треба да тече око ивице лептир плоче. Локална зона ниског притиска ће се формирати иза лептир плоче (низводна страна). Када притисак течности падне испод притиска засићене паре, растворени гасови у течности ће се таложити и формирати мехуриће, што је почетна фаза кавитације.

Типичан сценарио: У условима велике разлике притиска или велике брзине протока воде, брзина протока на ивици лептирасте плоче нагло се повећава. Према Бернулијевом принципу, повећање брзине протока доводи до смањења притиска, додатно погоршавајући формирање области ниског притиска и стварајући услове за кавитацију.

2. Утицај турбуленције флуида и колапса мехурића

Када течност носи мехуриће у зону високог притиска (као што су низводни цевоводи одлептир вентили), мехурићи ће се брзо срушити, стварајући микро млазове који утичу на металну површину. Учесталост овог удара је изузетно висока (до десетина хиљада пута у секунди), што доводи до постепеног ломљења и љуштења на површини метала, што на крају оштећује заптивну површину.

Подршка подацима: Експерименти су показали да сила удара настала колапсом мехурића може да достигне неколико стотина мегапаскала, што далеко превазилази заморну чврстоћу обичних металних материјала, и представља основни механизам оштећења кавитације.

3. Регулационе карактеристике лептир вентила повећавају ризик од кавитације

Лептир вентили се обично користе за регулацију протока, али када је отвор мали (<15 °~20 °), течност пролази кроз уски размак између лептир плоче и седишта вентила, изазивајући нагло повећање брзине протока, даље смањење притиска и значајно повећање ризика од кавитације.

Инжењерски случај: У улазном вентилу или систему за пречишћавање отпадних вода хидроелектране, ако је лептир вентил у стању подешавања малог отварања дуго времена, иза плоче вентила ће се брзо појавити кавитационе јаме, узрокујући квар заптивања и захтевајући честу замену плоче вентила или заптивног прстена.

4. Утицај карактеристика медија и услова рада

Медијум који садржи честице: Ако течност садржи тврде честице као што су седимент и метални оксиди, микромлаз који се ствара кавитацијом ће носити честице да ударе на површину заптивања, формирајући композитно оштећење „ерозионе кавитације“ и убрзавајући квар.

Висока температура или корозивни медији: Висока температура може смањити површински напон течности и подстаћи стварање мехурића; Корозивни медији могу ослабити способност металних материјала против кавитације, а двоструки ефекат погоршава квар лептир вентила.

5. Ограничења типова и дизајна лептир вентила

Једноструки ексцентрични/централни лептир вентил: Потребно је узети у обзир смер протока воде (плоча вентила је нагнута низводно). Реверзна инсталација ће оштетити стабилност поља протока и повећати ризик од кавитације.

Вертикална инсталација цевовода: сопствена тежина плоче вентила може проузроковати неуједначен напон на површини заптивања, што резултира локалним смањењем притиска и изазивањем кавитације.

Меко заптивни лептир вентил: Гумени заптивни прстенови су склони љуштењу и оштећењу под утицајем кавитације, док су чврсто заптивнилептир вентили, иако отпорни на ерозију, имају веће трошкове и ограничену примену.