Optimización del coeficiente de resistencia al flujo de la válvula de retención de Qinggang y la mejora de la capacidad de flujo de la válvula de bola fija basada en la simulación del campo de flujo de CFD

I.
Las válvulas de introducción son componentes indispensables en los sistemas de transporte de fluidos, y sus funciones principales son controlar la dirección del flujo, la presión y la velocidad de flujo de los fluidos. Sin embargo, las válvulas generarán cierta resistencia al flujo durante el proceso de trabajo, lo que no solo reducirá la velocidad de flujo del sistema sino que también aumentará el consumo de energía. Por lo tanto, optimizar el coeficiente de resistencia al flujo de las válvulas y mejorar su capacidad de flujo tiene un significado práctico importante. Como una herramienta de análisis numérico avanzado, la tecnología de simulación de campo de flujo CFD puede simular con precisión la situación de flujo de los fluidos dentro de las válvulas y proporciona un fuerte soporte para el diseño óptimo de las válvulas.

II. Optimización del coeficiente de resistencia al flujo de la válvula de retención de Qinggang

(A) Estructura y principio de funcionamiento de la válvula de retención de Qinggang La
válvula de retención de Qinggang es un tipo de válvula que se abre y cierra automáticamente la presión de los fluidos, y su función principal es evitar el fluido de fluido. Su estructura incluye componentes como el cuerpo de la válvula, el disco de la válvula y el asiento de la válvula. Los fluidos ingresan a la válvula desde la entrada. Cuando la presión del fluido es mayor que la gravedad y la fuerza de resorte del disco de la válvula, el disco de la válvula se abre y el fluido pasa. Cuando la presión del fluido disminuye o fluye en la dirección inversa, el disco de la válvula se cierra automáticamente para evitar el fluido de fluido.

(B) Simulación de CFD y esquema de optimización

• Análisis de simulación de campo de flujo: establezca un modelo tridimensional de la válvula de retención de Qinggang a través del software CFD, establezca la velocidad de entrada, la presión y las condiciones límite del fluido, y simule la situación de flujo del fluido dentro de la válvula. Los resultados del análisis muestran que hay vórtices obvios y áreas de pérdida de alta presión en el área de sellado entre el disco de la válvula y el asiento de la válvula.

• Medidas de optimización:

• Optimización de la forma del disco de la válvula: cambie la forma del disco de la válvula de la forma circular tradicional a una forma simplificada para reducir la separación del fluido en la superficie del disco de la válvula y la formación de vórtices.

• Mejora de la estructura del asiento de la válvula: agregue ranuras de desvío en el lado interno del asiento de la válvula para guiar el fluido para que pase suavemente y reduzca la pérdida de colisión entre el fluido y el asiento de la válvula.

• Ajuste de la rigidez del resorte: reduzca adecuadamente la rigidez del resorte para que el disco de la válvula se pueda abrir bajo una presión de fluido más baja y reduzca la pérdida de presión inicial del fluido.

• Evaluación del efecto de optimización: a través de la simulación CFD, compare las situaciones de campo de flujo antes y después de la optimización. El coeficiente de resistencia al flujo de la válvula de retención de Qinggang optimizada se reduce en un 20%, el flujo de fluido es más suave y la pérdida de presión se reduce significativamente.

Iii. Esquema de mejora para la capacidad de flujo de la válvula de bola fija

(A) Estructura y principio de funcionamiento de la válvula de bola de miernion
Las válvulas de bola de mierda es un tipo de válvula que realiza la apertura y el cierre girando la bola alrededor del eje del vástago de la válvula. Su estructura incluye componentes como el cuerpo de la válvula, la bola, el asiento de la válvula y el vástago de la válvula. Cuando la bola gira 90 grados, el canal de la pelota es perpendicular al canal del cuerpo de la válvula y la válvula está cerrada. Cuando la bola gira hasta que su canal está paralelo al canal del cuerpo de la válvula, se abre la válvula.

(B) Simulación de CFD y esquema de mejora

• Análisis de simulación de campo de flujo: establezca un modelo CFD de las válvulas de bola de Trunnion y simule la situación de flujo del fluido en el canal de la pelota. Los resultados del análisis muestran que hay pérdidas de presión relativamente grandes y fenómenos de vórtice en el área de contacto entre la pelota y el asiento de la válvula, así como en el área de borde de la pelota.

• Medidas de mejora:

• Tratamiento superficial de la pelota: pule la superficie de la pelota para reducir la rugosidad de la superficie y reducir la pérdida de fricción entre el fluido y la superficie de la pelota.

• Mejora de la estructura de sellado del asiento de la válvula: adopte una estructura de asiento de válvula elástica para que el asiento de la válvula pueda ajustar mejor la superficie de la bola, reduciendo la fuga y las pérdidas de vórtice del fluido en el área de sellado.

• Optimización del tamaño del canal: aumente adecuadamente el diámetro del canal de la pelota para mejorar la capacidad de pasar del fluido y, al mismo tiempo, optimice la forma del canal para que sea más simplificado y reducir la resistencia del fluido.

• Evaluación del efecto de mejora: a través de la simulación CFD, compare las capacidades de flujo antes y después de la optimización. La capacidad de flujo de las válvulas de bola de mocos optimizadas aumenta en un 30%, la velocidad de flujo del fluido aumenta significativamente y la pérdida de presión se reduce.

IV. Análisis comparativo de la optimización de la válvula de retención de Qinggang y la válvula de bola fija

Se puede ver en la tabla anterior que después de la optimización basada en la simulación del campo de flujo de CFD, los coeficientes de resistencia al flujo de la válvula de retención Qinggang y las válvulas de la bola de mierda se reducen, y sus capacidades de flujo se mejoran. Entre ellos, el efecto de optimización de las válvulas de la bola del muelle es más significativo, con el coeficiente de resistencia al flujo reducido en un 25% y la capacidad de flujo aumentó en un 30%. Esto se debe principalmente a que la estructura de las válvulas de bola de Trunnion es relativamente simple, las medidas de optimización son más fáciles de implementar y su impacto en el flujo de fluido es más directo.

V. Conclusión
Mediante el uso de la tecnología de simulación de campo de flujo CFD para optimizar el diseño de la válvula de retención de Qinggang y las válvulas de bola de Trunnion , el coeficiente de resistencia al flujo puede reducirse significativamente y la capacidad de flujo se puede mejorar. La válvula de retención de Qinggang optimizada y las válvulas de bola de muescas pueden funcionar de manera más eficiente en el sistema de transporte de fluidos, reducir el consumo de energía y mejorar el rendimiento general del sistema. En el futuro, con el desarrollo continuo y la aplicación de la tecnología CFD, el diseño óptimo de las válvulas será más refinado e inteligente, proporcionando un apoyo más fuerte para la operación eficiente de los sistemas de transporte de fluidos industriales.