Os vórtices e turbulências gerados por
válvulas borboleta durante a operação são dois fenômenos importantes na dinâmica dos fluidos. Eles afetam diretamente o desempenho da válvula, a eficiência energética e a estabilidade vibratória do sistema.
Vórtice
Causas:
Vórtice refers to the rotating flow structure formed when the fluid flows through the butterfly valve. This vortex usually forms on both sides of the butterfly plate, forming one or more vortices. The formation of vortex is mainly affected by the flow field around the valve, especially when the butterfly plate is closed or partially closed.
Fatores de influência:
Formato do disco: Diferentes formatos de discos causarão diferentes formas de vórtices. Normalmente, as bordas e a parte traseira da placa borboleta são áreas críticas para a formação de vórtices.
Velocidade de fluxo: Fluidos de alta velocidade têm maior probabilidade de formar vórtices, portanto a velocidade do fluxo é um fator chave na geração de vórtices.
Abertura da válvula borboleta: Quando a válvula está parcialmente fechada, geralmente é mais fácil a formação de vórtices. No estado fechado, a formação de vórtices pode ser mais significativa.
Impacto e problemas:
Perda de energia: As correntes parasitas podem causar perdas locais de energia, resultando em uma diminuição na eficiência do sistema.
Vibração: A presença de correntes parasitas pode causar vibrações no sistema, afetando negativamente a estrutura de válvulas e tubulações.
Turbulência
Causas:
Turbulência refers to the chaotic, rotating and irregular flow state that occurs when fluid passes through a butterfly valve. Turbulence usually occurs when the flow rate is high, the valve is partially closed, or the disc surface has irregular geometric structures.
Fatores de influência:
Velocidade de fluxo: Fluidos de alta velocidade têm maior probabilidade de formar turbulência. A turbulência geralmente ocorre dentro de uma certa faixa de números de Reynolds, que estão diretamente relacionados à velocidade do fluxo.
Formato do disco: A geometria irregular na superfície do disco pode contribuir para a ocorrência de turbulência.
Abertura da válvula: Uma válvula borboleta parcialmente fechada tem maior probabilidade de causar turbulência.
Impacto e problemas:
Aumento da resistência: A turbulência aumenta a resistência do sistema, fazendo com que a queda de pressão aumente e a eficiência do sistema diminua.
Ruído: A turbulência é frequentemente acompanhada de ruído, o que pode afetar negativamente o ambiente de trabalho.
Maneiras de reduzir redemoinhos e turbulências:
Otimize o design da placa borboleta:
O design da placa borboleta aerodinamicamente otimizado pode reduzir a interação entre a placa borboleta e o fluido e reduzir a ocorrência de vórtices.
Taxa de fluxo de controle:
A redução da taxa de fluxo do fluido pode reduzir a geração de redemoinhos e turbulência. Isto pode ser conseguido ajustando a abertura da válvula ou adicionando dispositivos de amortecimento apropriados ao sistema.
Tratamento de superfície lisa:
Manter a suavidade da superfície da placa borboleta e reduzir a presença de estruturas geométricas irregulares ajuda a reduzir a ocorrência de turbulência.
Otimize o design do sistema:
Ao otimizar o layout de tubos e válvulas e evitar caminhos de fluxo excessivamente curvos, você pode ajudar a reduzir os efeitos da turbulência.
