ลมหมุนและความปั่นป่วนในเอฟเฟกต์อุทกพลศาสตร์ของวาล์วผีเสื้อคืออะไร

กระแสน้ำวนและความปั่นป่วนที่เกิดจาก วาล์วผีเสื้อ ในระหว่างการดำเนินการเป็นปรากฏการณ์สำคัญสองประการในพลศาสตร์ของไหล ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของวาล์ว ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และเสถียรภาพในการสั่นสะเทือนของระบบ

กระแสน้ำวน

สาเหตุ:

Vortex หมายถึงโครงสร้างการไหลแบบหมุนที่เกิดขึ้นเมื่อของไหลไหลผ่านวาล์วผีเสื้อ กระแสน้ำวนนี้มักจะก่อตัวขึ้นทั้งสองด้านของแผ่นผีเสื้อ ทำให้เกิดกระแสน้ำวนหนึ่งวงหรือมากกว่านั้น การก่อตัวของกระแสน้ำวนส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากสนามการไหลรอบวาล์ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแผ่นผีเสื้อปิดหรือปิดบางส่วน

ปัจจัยที่มีอิทธิพล:

รูปร่างของแผ่นดิสก์: รูปร่างของแผ่นดิสก์ที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดกระแสน้ำวนในรูปแบบที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว ขอบและด้านหลังของแผ่นปีกผีเสื้อเป็นพื้นที่สำคัญสำหรับการก่อตัวของกระแสน้ำวน

ความเร็วการไหล: ของไหลความเร็วสูงมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นกระแสน้ำวนมากกว่า ดังนั้น ความเร็วการไหลจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างกระแสน้ำวน

การเปิดวาล์วปีกผีเสื้อ: เมื่อวาล์วปิดบางส่วน มักจะเกิดกระแสน้ำวนขึ้นได้ง่ายกว่า ในสถานะปิด การก่อตัวของกระแสน้ำวนอาจมีนัยสำคัญมากกว่า

ผลกระทบและประเด็นปัญหา:

การสูญเสียพลังงาน: กระแสน้ำวนอาจทำให้สูญเสียพลังงานในท้องถิ่น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง

การสั่นสะเทือน: การมีกระแสน้ำวนอาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในระบบ ส่งผลเสียต่อโครงสร้างของวาล์วและท่อ

ความปั่นป่วน

สาเหตุ:

ความปั่นป่วนหมายถึงสถานะการไหลที่วุ่นวาย หมุน และไม่สม่ำเสมอซึ่งเกิดขึ้นเมื่อของไหลผ่านวาล์วปีกผีเสื้อ ความปั่นป่วนมักเกิดขึ้นเมื่ออัตราการไหลสูง วาล์วปิดบางส่วน หรือพื้นผิวแผ่นดิสก์มีโครงสร้างทางเรขาคณิตที่ผิดปกติ

ปัจจัยที่มีอิทธิพล:

ความเร็วการไหล: ของไหลความเร็วสูงมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดความปั่นป่วน ความปั่นป่วนมักเกิดขึ้นภายในช่วงหนึ่งของเลขเรย์โนลด์ส ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเร็วการไหล

รูปร่างของแผ่นดิสก์: รูปทรงที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวของแผ่นดิสก์อาจทำให้เกิดความปั่นป่วนได้

การเปิดวาล์ว: วาล์วปีกผีเสื้อที่ปิดบางส่วนมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดความปั่นป่วน

ผลกระทบและประเด็นปัญหา:

ความต้านทานที่เพิ่มขึ้น: ความปั่นป่วนจะเพิ่มความต้านทานของระบบ ทำให้แรงดันตกคร่อมเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพของระบบลดลง

เสียงรบกวน: ความปั่นป่วนมักมาพร้อมกับเสียงรบกวน ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อมในการทำงาน

วิธีลดกระแสน้ำวนและความปั่นป่วน:

เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบแผ่นผีเสื้อ:

การออกแบบแผ่นปีกผีเสื้อที่ปรับให้เหมาะสมตามหลักอากาศพลศาสตร์สามารถลดปฏิสัมพันธ์ระหว่างแผ่นปีกผีเสื้อกับของไหล และลดการเกิดกระแสน้ำวน

ควบคุมอัตราการไหล:

การลดอัตราการไหลของของไหลสามารถลดการเกิดกระแสน้ำวนและความปั่นป่วนได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยการปรับการเปิดวาล์วหรือเพิ่มอุปกรณ์บัฟเฟอร์ที่เหมาะสมให้กับระบบ

การรักษาพื้นผิวเรียบ:

การรักษาความเรียบของพื้นผิวแผ่นผีเสื้อและการลดการปรากฏตัวของโครงสร้างทางเรขาคณิตที่ผิดปกติจะช่วยลดการเกิดความปั่นป่วนได้

ปรับการออกแบบระบบให้เหมาะสม:

คุณสามารถช่วยลดผลกระทบของความปั่นป่วนได้ด้วยการปรับโครงร่างท่อและวาล์วให้เหมาะสม และหลีกเลี่ยงเส้นทางการไหลที่โค้งมากเกินไป