Supapă cu bilă este un echipament comun și utilizat pe scară largă pentru controlul fluidelor în domeniile industrial și civil. Are avantajele structurii simple, funcționării convenabile, etanșării bune și rezistenței scăzute la fluide. Ocupă o poziție importantă în industria petrolului, industria chimică, alimentarea cu apă și alte industrii. Locaţie. O caracteristică distinctivă a supapei cu bilă este că rezistența fluidului este foarte mică, ceea ce o face să funcționeze bine în multe aplicații care necesită reducerea consumului de energie și menținerea debitului eficient. Următoarea este o analiză a motivelor rezistenței mici la fluid a supapei cu bilă și discută despre proiectarea și funcționarea sa structurală. Cum afectează principiul rezistența fluidelor.
1. Efectul proiectării structurale a supapei cu bilă asupra rezistenței fluidelor
Componenta centrală a unei supape cu bilă este o bilă cu un orificiu traversant, care este conectată la un mâner extern sau un dispozitiv de acţionare printr-o tijă a supapei. Când orificiile de trecere de pe sferă sunt paralele cu direcția țevii, fluidul poate trece direct prin orificiile de trecere de pe sferă fără a trece prin căi complicate sau obstacole de curgere. Acest design structural este unul dintre principalele motive pentru rezistența scăzută la fluide a supapei cu bilă.
În comparație cu alte tipuri de supape (cum ar fi supapele cu glob sau supapele cu poartă), trecerea fluidului dintr-o supapă cu bilă este relativ simplă, iar fluidul este rar afectat de componentele interne ale supapei. Calea de curgere a fluidului este aproape liniară, reducând îndoirile și reflexiile, menținând astfel un debit mare și reducând pierderile prin frecare între fluid și suprafața corpului supapei.
2. Designul full-hore reduce rezistența la fluid
Rezistența scăzută la fluid a supapei cu bilă se datorează, de asemenea, designului său cu pas complet. Diametrul găurii unui robinet cu bilă cu pas complet este în concordanță cu diametrul țevii, ceea ce înseamnă că fluidul nu suferă modificări semnificative ale zonei secțiunii transversale atunci când trece prin supapa cu bilă, menținând astfel curgerea lină a fluidului. Acest design reduce semnificativ rezistența fluidului, deoarece atunci când fluidul curge în conductă, contracția și extinderea bruscă a secțiunii transversale a fluidului va provoca modificări ale debitului, care la rândul lor vor produce pierderi de presiune mai mari și rezistență la fluid.
Spre deosebire de aceasta, supapele cu pas total, cum ar fi supapele de oprire parțială sau supapele de accelerație, au o rezistență relativ scăzută la fluid datorită miezului supapei, tijei supapei și altor structuri care necesită lichid pentru a ocoli obstacolele sau a trece printr-o zonă îngustă atunci când trec prin supapa. mare. Supapa cu bilă cu pas complet permite fluidului să treacă fără probleme, aproape fără obstacole, menținând o pierdere scăzută de energie.
3. Forma sferică reduce interferența fluidelor
Forma bilei a supapei cu bilă joacă, de asemenea, un rol cheie în reducerea rezistenței fluidelor. Bila are o suprafață netedă și rotunjită, ceea ce ajută la reducerea frecării dintre fluid și peretele interior al supapei. Când fluidul trece prin sferă, turbulența fluidului va fi mult redusă datorită suprafeței netede a sferei. Reducerea turbulenței înseamnă că fluidul poate rămâne laminar, reducând astfel rezistența fluidului.
În plus, simetria formei sferice previne blocarea și perturbarea semnificativă a fluidului la trecerea prin supapa cu bilă, iar calea de curgere este relativ netedă. Acest lucru este diferit de alte tipuri de supape, în care forma și aranjarea pieselor interne ale supapelor, cum ar fi supapele cu glob, tind să se îndoaie și să complice calea fluidului, crescând astfel rezistența fluidului.
4. Design cu flux complet în stare deschisă
Când supapa cu bilă este în stare deschisă, orificiul traversant al bilei este complet aliniat cu țeava, ceea ce este echivalent cu o secțiune dreaptă a țevii. Când fluidul trece, nu există contracție sau expansiune evidentă, liniile de curgere rămân netede și nu se formează turbulențe semnificative sau vortex. Deoarece nu există canale complexe de curgere și dispozitive de reglare în interiorul supapei cu bilă ca și alte supape, nu există aproape nicio obstrucție suplimentară atunci când fluidul trece prin supapa cu bilă, astfel încât rezistența fluidului este destul de mică.
Aceasta este diferită de supapele de accelerație sau supapele fluture, care au, de obicei, elemente de reglare sau dispozitive rotative în canalul de fluid, determinând fluidul să curgă sau să fie supus frecării, crescând astfel rezistența. Designul complet al debitului robinetului cu bilă evită aceste probleme și îi conferă caracteristici de rezistență scăzută la fluid.
5. Funcționarea cu cursă scurtă reduce schimbările de rezistență
Supapa cu bilă necesită o cursă scurtă în timpul procesului de deschidere și închidere. Trebuie doar rotit cu 90 de grade pentru a trece de la complet deschis la complet închis. Această operațiune cu cursă scurtă reduce schimbarea rezistenței fluidului în timpul procesului de deschidere și închidere. În alte tipuri de supape, care necesită o cursă mai lungă pentru a se deschide și închide, fluidul poate experimenta o scădere treptată a ariei secțiunii transversale sau a fluxului de bypass pe măsură ce trece, rezultând o rezistență crescută a fluidului. Cursa scurtă a supapei cu bilă permite fluidului să treacă rapid, ceea ce reduce foarte mult fluctuația rezistenței fluidului în timpul procesului de deschidere și închidere a supapei.