Hoe u rekening kunt houden met de vloeistofdynamica bij het ontwerp van gietstukken voor elleboogreductoren

Gietstukken voor elleboogreductoren , als sleutelcomponenten voor het aansluiten en veranderen van de richting van vloeistof in het pijpleidingsysteem, hebben rechtstreeks invloed op de efficiëntie, veiligheid en bedrijfskosten van het hele systeem. Professioneel ontwerp, vooral op het niveau van de vloeistofdynamica, is van fundamenteel belang om de uitstekende prestaties te garanderen. Dit is niet alleen een eenvoudige maatmatching, maar ook een wetenschap over vloeistofgedrag, energieconversie en structurele optimalisatie.

Minimaliseer drukverlies en energiedissipatie
In elk vloeistofafgiftesysteem is het effectieve gebruik van energie cruciaal. Een van de ontwerpdoelen van gietstukken voor elleboogreductoren is het minimaliseren van drukverliezen. Drukverlies bestaat voornamelijk uit twee delen: verlies over het hele bereik en lokaal verlies. Als typische lokale weerstandscomponent moet het ontwerp van een elleboogreductiemiddel vooral betrekking hebben op de manier waarop energieverlies kan worden verminderd als er vloeistof doorheen stroomt.
Het optimaliseren van de ontwerpkromming heeft de hoogste prioriteit. Wanneer de vloeistof in een gebogen pijp stroomt, zal een traagheidscentrifugaalkracht worden gegenereerd, wat resulteert in een ongelijkmatige verdeling van de stroomsnelheid. Een te kleine buigradius zal de impact en scheiding van vloeistof uit de pijpwand verergeren, waardoor een draaikolk ontstaat, waardoor het drukverlies dramatisch toeneemt. Het ideale ontwerp moet een voldoende grote, gladde kromtestraal zijn, zodat de vloeistof soepel kan draaien en scherpe veranderingen in de stroomrichting kan voorkomen.
Een soepele overgang is een ander belangrijk principe. Het ontwerp van de elleboogreductiebuis combineert twee functies: buigen en variabele diameter. Tijdens de overgang van grote diameter naar kleine diameter is het noodzakelijk om een soepele overgang van de binnenwand te garanderen om plotselinge dwarsdoorsneden te voorkomen. De plotselinge doorsnede zal een stilstaande en vortexzone vormen, die niet alleen het lokale drukverlies vergroot, maar ook cavitatie en geluid kan veroorzaken. Door gebruik te maken van een taps of progressief krimpontwerp kan de vloeistof worden geleid om soepel te versnellen, waardoor energieverlies wordt geminimaliseerd.

Onderdruk turbulentie en wervelstromen
Turbulentie is een onstabiele toestand van vloeistof die met hoge snelheden stroomt, waardoor de wrijvingsweerstand aanzienlijk toeneemt en trillingen en geluid kunnen ontstaan. Het ontwerp van elleboogreductiemiddel moet het ontstaan van turbulentie en wervelstromen effectief onderdrukken.
In het ellebooggedeelte kunnen onredelijke krommingen of oneffen binnenwanden secundaire stroming en scheidingsstroming veroorzaken. De secundaire stroom is de circulerende vloeistofstroom in de hoofdstroomrichting op de dwarsdoorsnede, die de vloeistof in beweging zal brengen en de energiedissipatie zal vergroten. De scheidingsstroom betekent dat de vloeistof niet goed op de buiswand kan passen, waardoor een lokaal refluxgebied ontstaat. Door de vorm van de binnenwand van de elleboog te optimaliseren, zoals het gebruik van een elliptische of niet-cirkelvormige dwarsdoorsnede, kan de stroomsnelheidsverdeling tot op zekere hoogte worden geregeld en kan de intensiteit van de secundaire stroming worden verminderd.
In het deel met variabele diameter is een redelijke kegelhoek cruciaal. Een te grote kegelhoek zal een ernstige scheiding van de stroomlijnen in het samentrekkingsgedeelte veroorzaken, waardoor een refluxvortex ontstaat. De refluxvortex verbruikt niet alleen energie, maar kan ook lokale lagedrukzones op de buiswand vormen, waardoor cavitatie ontstaat en erosie en schade aan het gietmateriaal ontstaat. Daarom moet het ontwerp uitgebreid rekening houden met het vloeistoftype, de stroomsnelheid en de druk, en een optimale kegelhoek kiezen om een soepele versnelling van de vloeistof te garanderen en scheiding van de stroomlijnen te voorkomen.

Voorkom cavitatie en materiaalcorrosie
Cavitatie is een ernstig probleem in de vloeistofdynamica, vooral in gebieden met hoge stroomsnelheden en lokaal lage drukken. Wanneer de vloeistofdruk lager is dan de verzadigde stoomdruk, zullen er stoombellen ontstaan. Nadat deze bellen met de vloeistof naar de hogedrukzone stromen, zullen ze onmiddellijk instorten, waardoor een krachtige schokgolf ontstaat, waardoor mechanische erosie van de pijpwand ontstaat.
Bij het ontwerp van gietstukken voor elleboogreductoren is het vermijden van lokale lagedrukzones de sleutel tot het voorkomen van cavitatie. Dit vereist dat ontwerpers ervoor zorgen dat de drukverdeling van de gehele loper stabiel is, vooral in de samentrekkings- en stuursecties van vloeistofversnelling. Door de geometrie van de binnenwand te optimaliseren en gebieden te elimineren die een abnormale toename van de stroomsnelheid of onregelmatige stroomlijnen kunnen veroorzaken, kan cavitatie effectief worden voorkomen. Daarnaast is het ook cruciaal om te kiezen voor gietmaterialen met een goede cavitatieweerstand, zoals bepaalde roestvaste staalsoorten of hoge chroomlegeringen.

Optimaliseer het mengen en scheiden van vloeistoffen
Bij bepaalde speciale toepassingen, zoals systemen waarbij twee vloeistoffen moeten worden gemengd of vaste-vloeistofmengsels moeten worden gescheiden, vereist het ontwerp van elleboogreductiebuizen dat rekening wordt gehouden met de meng- of scheidingseigenschappen van de vloeistof.
In de chemische industrie kan elleboogreductiemiddel bijvoorbeeld worden gebruikt om de twee vloeistoffen te geleiden voor het initiële mengen. In dit geval kan de ontwerper secundaire stroming gebruiken om het mengeffect te versterken. Door het introduceren van een specifieke stroomgeleidingsstructuur bij de elleboog of het veranderen van de vorm van de binnenwand kan de vloeistofturbulentie worden vergroot en kan voldoende contact tussen de componenten worden bevorderd.
In mijnen of moddertransportsystemen is slijtage van elleboogreductiebuizen een groot probleem. Wanneer vaste deeltjes in de vloeistof bewegen, worden ze door traagheidscentrifugale kracht naar de buitenwand geworpen, waardoor ernstige lokale slijtage ontstaat. Het ontwerp moet worden ontworpen met een gladde grote kromtestraal en de wanddikte van de buitenwand of het gebruik van materialen met een hoge slijtvastheid om de levensduur van de componenten te verlengen.

Denk aan vloeistoftrillingen en geluid
Wanneer vloeistof in onregelmatige stroomkanalen stroomt, kunnen trillingen en geluid optreden. Dit heeft niet alleen invloed op de systeemstabiliteit, maar kan ook structurele vermoeidheid veroorzaken. Bij het hydrodynamische ontwerp van gietstukken voor elleboogreductoren moet rekening worden gehouden met de manier waarop trillingen en geluid worden verminderd.
Een glad binnenwandoppervlak is een effectieve manier om vloeistofwrijving en wervelstroomgeluid te verminderen. Na het gieten kan fijn bewerken of polijsten de binnenwandafwerking aanzienlijk verbeteren. Bovendien kan het optimaliseren van het runnerontwerp om plotselinge veranderingen in de stroomlijning te voorkomen het impactgeluid verminderen dat wordt veroorzaakt door vloeistofinslag en scheiding. Via hulpmiddelen zoals eindige-elementenanalyse kan de structurele trilling veroorzaakt door vloeistof worden voorspeld in de ontwerpfase, en kan de structurele stijfheid van de gietstukken dienovereenkomstig worden aangepast of kunnen trillingsabsorberende ontwerpen worden aangenomen.