Perchè a valvola a farfalla hè propensa à a cavitazione?

A suscettibilità divalvole a farfallaa cavitation hè strettamente ligata à e so caratteristiche strutturale, caratteristiche dinamica di fluidu, è e cundizioni di u funziunamentu. I mutivi specifichi sò i seguenti:

1. A struttura di a valvula di farfalla porta à a furmazione di zoni lucali di bassa pressione

I cumpunenti di apertura è chjusu di e valve di farfalla sò piatti di farfalla in forma di discu. Quandu si rote per apre, u fluidu hà bisognu à scorri intornu à u bordu di a farfalla. Una zona lucale di bassa pressione si formarà daretu à a piastra di farfalla (laterale aval). Quandu a pressione di u fluidu scende sottu à a pressione di vapore saturatu, i gasi dissoluti in u liquidu precipitanu è formanu bolle, chì hè u stadiu iniziale di a cavitazione.

Scenariu tipicu: Sottu à una differenza di pressione alta o cundizioni di flussu d'acqua à alta velocità, a velocità di flussu à u bordu di a piastra di farfalla aumenta drasticamente. Sicondu u principiu di Bernoulli, l'aumentu di a velocità di u flussu porta à una diminuzione di a pressione, aggravendu ancu a furmazione di zoni di bassa pressione è creanu cundizioni per a cavitation.

2. Impattu di a turbulenza di u fluidu è u colapsu di a bolla

Quandu u fluidu porta bolle in a zona d'alta pressione (cum'è pipeline downstream divalvole a farfalla), e bolle colapsanu rapidamente, producendu micro jet chì impactanu a superficia metallica. A freccia di questu impattu hè estremamente alta (finu à decine di millaie di volte per seconda), chì causanu pitting graduali è sbucciatura nantu à a superficia di metallu, dannendu infine a superficia di sigillatura.

Supportu di dati: Esperimenti anu dimustratu chì a forza d'impattu generata da u colapsu di a bolla pò ghjunghje à parechji centinaie di megapascals, superendu assai a forza di fatigue di i materiali metallichi ordinali, è hè u mecanismu core di danni di cavitation.

3. E caratteristiche regulatori di e valve di farfalla aggravanu u risicu di cavitation

I valvole a farfalla sò comunmente aduprate per a regulazione di u flussu, ma quandu l'apertura hè chjuca (<15 ° ~ 20 °), u fluidu passa per u spaziu strettu trà a piastra di farfalla è u sediu di a valvula, causendu un forte aumentu di a velocità di flussu, riducendu ancu più a pressione, è aumentendu significativamente u risicu di cavitazione.

Casu di l'ingegneria: In a valvula d'ingressu o in u sistema di trattamentu di l'acqua di una stazione idroelettrica, se a valvola a farfalla hè in un statu di regulazione di l'apertura per un bellu pezzu, i pozzi di cavitazione appariscenu rapidamente daretu à a piastra di a valvola, causendu un fallimentu di sigillatura è esigendu a sostituzione frequente di a piastra di valvola o di l'anellu di sigillatura.

4. Influenza di e caratteristiche mediu è e cundizioni di u funziunamentu

Partícula chì cuntene un mediu: Se u fluidu cuntene particeddi duri, cum'è sedimentu è ossidi di metalli, u micro jet generatu da a cavitazione purterà e particelle per impactà a superficia di sigillatura, furmendu un dannu compositu "cavitation d'erosione" è accelerà u fallimentu.

Temperature alta o media corrosive: L'alta temperatura pò riduce a tensione superficiale di i liquidi è prumove a furmazione di bolle; I media corrosivi ponu indebolisce a capacità anti-cavitazione di i materiali metallici, è l'effettu duale aggrava u fallimentu di e valve di farfalla.

5. Limitazioni di tippi è disinni di valve farfalla

Valvula a farfalla eccentrica/centrale unica: Hè necessariu di cunsiderà a direzzione di u flussu di l'acqua (placa di valvola biased downstream). A stallazione inversa dannu a stabilità di u campu di flussu è aumenta u risicu di cavitation.

Installazione di a pipeline verticale: U pesu stessu di a piastra di a valvula pò causà stress irregolare nantu à a superficia di sigillatura, risultatu in una riduzione di pressione locale è induce a cavitazione.

Valvula a farfalla sigillata morbida: l'anelli di sigillatura di gomma sò propensi à sbucciate è dannu sottu à l'impattu di cavitazione, mentre sò sigillati duru.valvole a farfalla, anche resistenti à l'erosione, anu costu più altu è applicazioni limitate.