Kelebek vana hidrodinamik etkilerinde girdaplar ve türbülans nedir?

Oluşan girdaplar ve türbülanslar kelebek vana Akışkanlar dinamiğinde çalışma sırasındaki iki önemli olaydır. Bunlar vananın performansını, sistemin enerji verimliliğini ve titreşim stabilitesini doğrudan etkiler.

Girdap

Nedenleri:

Vorteks, akışkanın kelebek vana içerisinden akması sırasında oluşan dönen akış yapısını ifade eder. Bu girdap genellikle kelebek plakasının her iki tarafında da oluşarak bir veya daha fazla girdap oluşturur. Girdap oluşumu, özellikle kelebek plaka kapalı veya kısmen kapalı olduğunda, esas olarak vana etrafındaki akış alanından etkilenir.

Etkileyen faktörler:

Disk şekli: Farklı disk şekilleri, farklı girdap biçimlerine neden olur. Tipik olarak kelebek plakasının kenarları ve arkası girdap oluşumu için kritik alanlardır.

Akış hızı: Yüksek hızlı akışkanların girdap oluşturma olasılığı daha yüksektir, dolayısıyla akış hızı girdap oluşumunda önemli bir faktördür.

Kelebek vana açıklığı: Vana kısmen kapalı olduğunda girdapların oluşması genellikle daha kolaydır. Kapalı durumda girdap oluşumu daha önemli olabilir.

Etki ve sorunlar:

Enerji kaybı: Girdap akımları yerel enerji kayıplarına neden olarak sistem verimliliğinde düşüşe neden olabilir.

Titreşim: Girdap akımlarının varlığı sistemde titreşimlere neden olarak vana ve boruların yapısını olumsuz yönde etkileyebilir.

Türbülans

Nedenleri:

Türbülans, akışkanın bir kelebek vanadan geçmesi sırasında oluşan kaotik, dönen ve düzensiz akış durumunu ifade eder. Türbülans genellikle akış hızının yüksek olduğu, vananın kısmen kapalı olduğu veya disk yüzeyinin düzensiz geometrik yapılara sahip olduğu durumlarda meydana gelir.

Etkileyen faktörler:

Akış hızı: Yüksek hızlı akışkanların türbülans oluşturma olasılığı daha yüksektir. Türbülans genellikle akış hızıyla doğrudan ilişkili olan belirli bir Reynolds sayısı aralığında meydana gelir.

Disk Şekli: Diskin yüzeyindeki düzensiz geometri türbülansın oluşmasına katkıda bulunabilir.

Vana açılması: Kısmen kapalı bir kelebek vananın türbülansa neden olma olasılığı daha yüksektir.

Etki ve sorunlar:

Direncin artması: Türbülans sistemin direncini artırarak basınç düşüşünün artmasına ve sistem veriminin düşmesine neden olur.

Gürültü: Türbülansa sıklıkla gürültü eşlik eder ve bu durum çalışma ortamını olumsuz yönde etkileyebilir.

Girdapları ve türbülansı azaltmanın yolları:

Kelebek plaka tasarımını optimize edin:

Aerodinamik olarak optimize edilmiş kelebek plaka tasarımı, kelebek plaka ile sıvı arasındaki etkileşimi azaltabilir ve girdap oluşumunu azaltabilir.

Kontrol akış hızı:

Sıvının akış hızının azaltılması girdapların ve türbülansın oluşumunu azaltabilir. Bu, vananın açıklığının ayarlanmasıyla veya sisteme uygun tamponlama cihazlarının eklenmesiyle sağlanabilir.

Pürüzsüz yüzey işlemi:

Kelebek plaka yüzeyinin düzgünlüğünün korunması ve düzensiz geometrik yapıların varlığının azaltılması, türbülans oluşumunun azaltılmasına yardımcı olur.

Sistem tasarımını optimize edin:

Boruların ve vanaların yerleşimini optimize ederek ve aşırı kavisli akış yollarından kaçınarak türbülansın etkilerinin azaltılmasına yardımcı olabilirsiniz.