کاویتاسیون چیست؟ علل چیست؟

کاویتاسیون یک علم کاربردی است که به سطح بسیار پیشرفته ای که از محاسبات کنترل اندازه شیر.

اما، کاربران و سازندگان به اطلاعات عملی در این زمینه نیاز زیادی دارند.

تعریف حفره

به عنوان یک فرآیند دو مرحله ای مرتبط با جریان مایعات ارائه شده است.

مرحله اول شامل تشکیل حفره های بخار یا حباب ها در جریان جریان است که در نتیجه فشار ساکن موضعی در جریان به زیر فشار بخار مایع می رسد.

مرحله دوم فرآیند، فروپاشی یا انفجار بعدی حفره های بخار به حالت مایع است که فشار استاتیک دوباره از فشار بخار سیال بیشتر می شود.

این پدیده ای است که می تواند جریان مایعات را از طریق دریچه های کنترلی همراهی کند. عدم توجه به حفره می تواند منجر به مشکلات عملکرد پرهزینه شود.

برای جلوگیری از این وضعیت، مهم است که پرسنل مسئول مشخصات شیر ​​کنترل ماهیت کاویتاسیون و فناوری کاهش اساسی را درک کنند.

آشنایی با این مطالب توصیه می شود. راه‌حل‌های موفقیت‌آمیز برای مشکلات کاویتاسیون همچنان به شدت به قضاوت‌های مهندسی ناشی از بینش مبانی کاویتاسیون بستگی دارد.

در نگاه ساده، کاویتاسیون شامل تشکیل، رشد و فروپاشی سریع حفره ها در یک مایع است. این حفره‌های بخار (حباب‌ها) زمانی ایجاد می‌شوند که فشار سیال غالب کمتر از فشار بخار مایع باشد. اگر فشار دوباره از فشار بخار بیشتر شود، متعاقباً فرو می‌ریزند.

علل کاویتاسیون

منابع خاص تغییر فشار باعث ایجاد کاویتاسیون می شوند، اما همه آنها از جریان مایع از طریق شیر کنترل ناشی می شوند. کاویتاسیون معمولاً در مناطق کم فشار مرتبط با جداسازی لایه مرزی شروع می شود.

این ممکن است حتی اگر فشار متوسط ​​بیشتر از فشار بخار باشد، رخ دهد. فشار متوسط ​​(میانگین فشار ساکن در صفحه عمود بر مسیر جریان) با عبور مایع از محدودیت‌های مختلف در روی سوپاپ. درجه و وسعت کاویتاسیون زمانی تشدید می‌شود که فشار متوسط ​​به زیر فشار بخار در این مناطق می‌رسد.

میزان نویز غیرقابل قبول، ارتعاشات بیش از حد، و آسیب فیزیکی به دریچه و سخت افزار مجاور اصلی ترین مشکلات مرتبط با کاویتاسیون هستند. این مشکلات همه از فروپاشی حفره های بخار ناشی می شوند. آسیب مادی ناشی از امواج ضربه ای و ریز جت هایی است که در هنگام فروپاشی حفره ایجاد می شوند و به سطوح مرزی برخورد می کنند.

خوردگی این مکانیسم های حمله مکانیکی را تشدید می کند. ظاهر فیزیکی آسیب کاویتاسیون از ظاهر “شیشه مات” تا بافت سطحی خشن و خاکستر مانند متفاوت است.

یکی دیگر از “عوارض جانبی” کاویتاسیون کاهش آشکار کارایی دریچه است. تراکم‌پذیری که هنگام تبخیر بخشی از مایع به سیال وارد می‌شود، در نهایت می‌تواند منجر به شرایط جریان خفه‌ای شبیه به سیال چشمک زن شود.

در حالی که در این بخش به سادگی درمان می شود، کاویتاسیون یک توالی بسیار پیچیده از رویدادها است. همه کاویتاسیون ها لزوماً منجر به مشکلات ذکر شده در بالا نمی شوند. با این حال، تلاش‌ها برای مدل‌سازی رفتار مایع حفره‌دار با موفقیت جهانی مواجه نشده است. تشخیص کاویتاسیون “مشکل ایجاد کننده” از رفتار قابل قبول، چالش های بسیار واقعی را به همراه دارد.

.

از لحاظ تاریخی، صنعت شیر ​​کنترل روشی را اتخاذ کرده است که کاربردهای کاویتاسیون را بر اساس یک پارامتر منفرد و تنظیم نشده توصیف می کند. در این رویکرد، مناسب بودن یک شیر کنترل معین با مقایسه مقدار این پارامتر ارزیابی شده در شرایط عملیاتی با یک “محدودیت عملیاتی” برای آن شیر کنترل تعیین می شود.

رویکردی که در بالا توضیح داده شد، در حالی که از دیدگاه کاربر جذاب است، از برخی اشکالات عمده رنج می برد. اول، تعریف پارامتر و نحوه استفاده از آن به طور قابل توجهی از سازنده ای به سازنده دیگر متفاوت است. در حالی که اصل زیربنای روش اساساً یکسان است، تفاوت‌های ظاهری منجر به سردرگمی زیادی می‌شود.

علاوه بر این، پیچیدگی کاویتاسیون، پیش بینی رفتار دقیق در هر سرویس معین را بر اساس یک پارامتر واحد و تنظیم نشده دشوار می کند. بسیاری از عوامل خدماتی می توانند بر سطح ظاهری کاویتاسیون تأثیر بگذارند. متأسفانه، هیچ مدل شناخته‌شده‌ای در حال حاضر شدت یا وسعت کاویتاسیون را تحت شرایط جهانی متفاوت بدون توجه به تعداد پارامترهای به کار گرفته شده به طور کامل توصیف نمی‌کند.

محدودیت عملیاتی که به عنوان مبنای مقایسه استفاده می شود، در بسیاری از موارد برابر با مقدار ضریب بازیابی فشار، FL است. اگر یک شیر در حد تعیین شده توسط ضریب بازیابی فشار کار می کند، شیر در شرایط جریان خفه یا نزدیک به آن است. بخار قابل توجهی در جریان جریان تشکیل شده است و سطوح قابل توجهی از کاویتاسیون می تواند وجود داشته باشد.

همانطور که در جاهای دیگر بحث شد، استفاده از FL در این روش یک راه حل جهانی صحیح نیست و به طور کلی فقط برای تریم های سوپاپ طراحی شده خاص معتبر است. اکثریت قریب به اتفاق شیرها تحت این شرایط نمی توانند بدون مشکل کار کنند.

سطوح کاویتاسیون

سطوح مختلف به شرح زیر است:

1. کاویتاسیون اولیه
2. کاویتاسیون مداوم
3. آسیب اولیه
4. خفه کردن حفره. و
5. حداکثر ارتعاش.

این سطوح مختلف تابعی قوی از هندسه داخلی شیر کنترل.

می توان انتظار داشت که مقادیر مختلف هر ضریب کاویتاسیون معین با سبک های مختلف دریچه یا حتی دهانه های مختلف یک دریچه مرتبط باشد.

بعدی را بخوانید:

• دوره دریچه های کنترل
• سوالات آزمون Valve
• لوازم جانبی شیر کنترل

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.