Apakah vorteks dan pergolakan dalam kesan hidrodinamik injap rama-rama

Pusaran dan pergolakan yang dihasilkan oleh injap rama-rama semasa operasi adalah dua fenomena penting dalam dinamik bendalir. Mereka secara langsung menjejaskan prestasi injap, kecekapan tenaga dan kestabilan getaran sistem.

Pusaran

Punca:

Vortex merujuk kepada struktur aliran berputar yang terbentuk apabila bendalir mengalir melalui injap rama-rama. Pusaran ini biasanya terbentuk pada kedua-dua belah plat rama-rama, membentuk satu atau lebih vorteks. Pembentukan vorteks terutamanya dipengaruhi oleh medan aliran di sekeliling injap, terutamanya apabila plat rama-rama ditutup atau sebahagiannya ditutup.

Faktor yang mempengaruhi:

Bentuk cakera: Bentuk cakera yang berbeza akan menyebabkan bentuk vorteks yang berbeza. Biasanya, tepi dan belakang plat rama-rama adalah kawasan kritikal untuk pembentukan pusaran.

Kelajuan aliran: Cecair berkelajuan tinggi lebih berkemungkinan membentuk vorteks, jadi kelajuan aliran merupakan faktor utama dalam penjanaan vorteks.

Pembukaan injap rama-rama: Apabila injap ditutup sebahagian, ia biasanya lebih mudah untuk vorteks terbentuk. Dalam keadaan tertutup, pembentukan vorteks mungkin lebih ketara.

Kesan dan isu:

Kehilangan tenaga: Arus pusar boleh menyebabkan kehilangan tenaga tempatan, mengakibatkan penurunan kecekapan sistem.

Getaran: Kehadiran arus pusar boleh menyebabkan getaran dalam sistem, menjejaskan struktur injap dan paip secara negatif.

Pergolakan

Punca:

Turbulensi merujuk kepada keadaan aliran huru-hara, berputar dan tidak teratur yang berlaku apabila bendalir melalui injap rama-rama. Pergolakan biasanya berlaku apabila kadar aliran tinggi, injap ditutup sebahagian, atau permukaan cakera mempunyai struktur geometri yang tidak teratur.

Faktor yang mempengaruhi:

Kelajuan aliran: Cecair berkelajuan tinggi lebih berkemungkinan membentuk pergolakan. Pergolakan biasanya berlaku dalam julat tertentu nombor Reynolds, yang berkaitan secara langsung dengan halaju aliran.

Bentuk Cakera: Geometri tidak sekata pada permukaan cakera boleh menyumbang kepada berlakunya pergolakan.

Pembukaan injap: Injap rama-rama yang tertutup separa berkemungkinan besar menyebabkan pergolakan.

Kesan dan isu:

Rintangan yang meningkat: Turbulensi meningkatkan rintangan sistem, menyebabkan penurunan tekanan meningkat dan kecekapan sistem berkurangan.

Kebisingan: Pergolakan sering disertai dengan bunyi bising, yang boleh menjejaskan persekitaran kerja.

Cara untuk mengurangkan pusaran dan pergolakan:

Optimumkan reka bentuk plat rama-rama:

Reka bentuk plat rama-rama yang dioptimumkan secara aerodinamik boleh mengurangkan interaksi antara plat rama-rama dan bendalir dan mengurangkan kejadian vorteks.

Kadar aliran kawalan:

Mengurangkan kadar aliran bendalir boleh mengurangkan penjanaan pusaran dan pergolakan. Ini boleh dicapai dengan melaraskan pembukaan injap atau menambah peranti penimbal yang sesuai pada sistem.

Rawatan permukaan licin:

Mengekalkan kelicinan permukaan plat rama-rama dan mengurangkan kehadiran struktur geometri yang tidak teratur membantu mengurangkan berlakunya pergolakan.

Optimumkan reka bentuk sistem:

Dengan mengoptimumkan susun atur paip dan injap serta mengelakkan laluan aliran yang terlalu melengkung, anda boleh membantu mengurangkan kesan pergolakan.