شیرهای بررسی پروانه‌ای تجهیزات کنترل مهم در سیستم‌های خطوط لوله صنعتی هستند و در زمینه‌های مختلفی از جمله نفت، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی به طور گسترده استفاده می‌شوند. به منظور بهبود عملکرد و دوام شیرهای بررسی پروانه‌ای، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 از تکنولوژی تجزیه و تحلیل میدان جریان و روش‌های بهینه‌سازی ساختاری برای انجام تحقیقات عمیق و بهبود در فرآیند طراحی و تولید استفاده می‌کند. این مقاله با استفاده از ابزار شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های میدان جریان داخلی شیرهای بررسی پروانه‌ای، مشخصات یک سری بهینه‌سازی را برای بهبود چسبندگی آن‌ها، کاهش افت فشار و افزایش عمر مفید آن‌ها پیشنهاد می‌دهد. از طریق تحقیق و توسعه و تولید با کیفیت بالا، عملکرد کاری شیرهای بررسی پروانه‌ای به طور قابل توجهی بهبود یافته است، اطمینان از قابلیت اعتماد و کارایی محصولات حاصل شده است.

کلمات کلیدی: شیر چک پروانه‌ای، تجزیه و تحلیل میدان جریان، بهینه‌سازی ساختاری، تحقیق و توسعه با کیفیت بالا، افت فشار، گیره‌بندی

شیرهای چک پروانه ای یکی از دستگاه‌های معمول کنترل سیالات در سیستم‌های کنترل سیالات صنعتی هستند. عمده وظیفه آن‌ها جلوگیری از جریان برگشتی محیط و حفظ پایداری سیستم لوله‌کشی است. به دلیل طراحی منحصر به فرد و سناریوهای کاربرد گسترده شیرهای چک پروانه ای، نیازمند عملکرد دینامیکی سیال خوب، عملکرد مهربانی کارآمد و دوام کافی هستند. با این حال، شیرهای چک پروانه ای سنتی با مشکلاتی مانند مقاومت اضافی سیال، عملکرد مهربانی ناکافی و محدودیت قدرت سازه در طول استفاده روبه‌رو هستند که محدوده کاربرد و عمر آن‌ها را محدود می‌کند.

با پیشرفت اتوماسیون صنعتی و توسعه فناوری، نیازهای بازار به شیوه تدریجی برای شیرهای چک گردابی افزایش می یابد. در این زمینه، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 تحقیقات و توسعه و تولید با کیفیت بالا برای شیرهای چک گردابی انجام داده است، با هدف بهبود جامع شاخص های عملکردی شیرهای چک گردابی از طریق روش های فنی تجزیه و تحلیل میدان جریان و بهینه سازی ساختاری. این مقاله ویژگی های میدان جریان شیرهای چک گردابی را از دیدگاه مکانیک سیالات بررسی می کند و استراتژی های خاص بهینه سازی ساختاری را پیشنهاد می دهد تا عملکرد کارآمد آن را در شرایط کاری پیچیده به دست آورد.

کلپ‌های چک پروانه‌ای، کلپ‌های یک طرفه هستند که بر روی جریان رسانه برای حرکت صفحه شیر به صورت خودکار باز و بسته شدن اعتماد می‌کنند. آن‌ها ساختار ساده‌ای دارند و اصلی‌ترین اجزای آن‌ها شامل بدنه شیر، صفحه شیر، ساقه شیر و سِیل هستند. هنگامی که محیط به جلو جریان دارد، محیط صفحه شیر را به باز کردن شیر فشار می‌دهد تا مایع بتواند عبور کند؛ هنگامی که محیط به سمت معکوس جریان دارد، صفحه شیر تحت نیروی واکنش بسته می‌شود تا جلوگیری از برگشت جریان شود.

پویایی سیالاتی شیرهای برفکی پروانه‌ای تأثیر حیاتی بر عملکرد آن‌ها دارد. در طول فرآیند باز و بسته شدن شیرهای برفکی پروانه‌ای، سیال یک مسیر جریان پیچیده در بدنه شیر ایجاد خواهد کرد، به ویژه نزدیک صفحه شیر، که به تشکیل جریان‌های گردابی، آشفتگی و عبور سیال منجر می‌شود. این پدیده‌های جریانی نه تنها فشار از دست رفته سیستم را افزایش می‌دهند، بلکه ممکن است باعث فرسایش و سایش سطح نه بسته شدن، و در نتیجه بر عمر و عملکرد نه بسته شدن تأثیر بگذارند.

با اینکه شیرهای چک پروانه‌ای در طراحی ساده هستند و هزینه کمی دارند، اما طرح‌های سنتی با چالش‌های اصلی زیر در کاربرد روبرو هستند:

فشار بالا: در حالت جزئی باز، مسیر جریان مایع که از صفحه شیر عبور می‌کند، نسبتاً پیچیده است که منجر به افزایش فشار و کاهش کارایی سیستم می‌شود.

کارایی محدود در نهادهای چکاوک پروانه‌ای: در شرایط فشار بالا یا دمای بالا، نهادهای چکاوک پروانه‌ای ممکن است پیر شده و تغییر شکل دهند که موجب تحت تأثیر قرار گرفتن اثر مهره‌گیری می‌شود.

مسائل قدرت سازه‌ای: نیرو بین صفحه شیر و بدنه شیر باعث سایش در طول استفاده بلند‌مدت می‌شود، که منجر به کاهش قدرت سازه‌ای و کوتاه شدن عمر محصول می‌شود.

بر اساس مشکلات فوق، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 از طریق تجزیه و تحلیل عمیق جریان در فرآیند طراحی و تولید شیرهای چک پروانه، یک طرح بهینه سازی پیشنهاد کرد تا توسعه و تولید محصول با کیفیت بالا را دستیابی کند.

تجزیه و تحلیل میدان جریان یکی از روش‌های مهم برای آشکارسازی رفتار سیال داخل شیرهای چک مارپیچی است. از طریق فناوری دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، جریان سیال داخل شیر به دقت شبیه‌سازی می‌شود و توزیع پارامترهایی مانند سرعت جریان، فشار و آشفتگی مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد تا مسائل کلیدی موثر بر عملکرد شیر شناسایی شوند.

در این مطالعه، نرم‌افزار شبیه‌سازی CFD پیشرفته برای انجام مدل‌سازی و شبیه‌سازی سه‌بعدی میدان جریان در شیرهای چک پروانه‌ای استفاده شد. فرایند خاص به شرح زیر است:

از طریق تجزیه و تحلیل CFD، متوجه شدیم که ویژگی‌های میدان جریانی دروازه چک پروانه‌ای تحت شرایط کاری مختلف بسیار متفاوت است. نتایج خاص به شرح زیر است:

هنگامی که شیر به طور کامل باز است، سرعت و توزیع فشار مایع نزدیک به پلیت شیر نسبتاً یکنواخت است، اما هنوز هم برخی از گرداب‌های کوچک در مناطق محلی وجود دارند.

هنگامی که شیر جزئیا باز است، مسیر جریان مایع که از جلوی صفحه شیر عبور می‌کند پیچیده‌تر است و شدت آشفتگی محلی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد که منجر به افت فشار بزرگ می‌شود.

هنگامی که شیر بسته است، مایع یک منطقه فشار منفی روی پشت صفحه شیر ایجاد می‌کند که ممکن است بر تنگی تأثیر منفی داشته باشد.

بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل، بهینه‌سازی میدان جریان یک مرحله کلیدی برای بهبود عملکرد شیرهای چک پروانه‌ای است.

تجزیه و تحلیل جریان از طریق میدان، نتیجه گیری می‌شود که بهینه‌سازی ساختار شیر چک پروانه‌ای باید به موارد زیر هدفمند باشد:

با ترکیب نتایج تجزیه و تحلیل جریان، این مقاله پیشنهادات طراحی بهینه زیر را برای شیرهای چک پروانه‌ای ارائه می‌دهد:

پس از تأیید آزمایشی و کاربرد عملی، عملکرد شیر چک پروانه بهینه‌سازی شده در جنبه‌های زیر به طور قابل توجهی بهبود یافته است:

کاهش فشار به طور قابل توجهی کاهش یافته است: تحت شرایط جریان یکسان، کاهش فشار در شیر بهینه‌سازی شده حدود 20٪ کاهش می‌یابد که بهبود چشمگیری در کارایی انرژی سیستم ایجاد می‌کند.

بهبود قابل توجه عملکرد سیل: ساختار سیل بهبود یافته نشان دهنده عملکرد بهتر سیل در محیط فشار بالا است و نشتی تقریباً 30٪ کاهش یافته است.

تقویت دوام محصول: طراحی بهینه‌سازی به طور قابل توجهی مقاومت ضربه و مقاومت به خوردگی شیر را افزایش می‌دهد و عمر مفید آن را افزایش می‌دهد.

CHNLGVF丨中國大乾洋貿 به استراتژی یکپارچه‌سازی طراحی و تولید در فرآیند تحقیق و توسعه شیرهای چک‌والو هلندی روی زنبوری روی زنبوری پرداخت. از طریق ترکیب فناوری شبیه‌سازی دیجیتال و فرآیند تولید دقیق، اطمینان حاصل شد که طراحی محصول با شرایط کاری واقعی همخوانی داشته باشد و بتواند محصولات با کیفیت بالا را به طور پایدار تولید کند.

برای اطمینان از اینکه طراحی بهینه‌سازی ساختاری شیر چک پروانه به دقت به واقعیت درآید، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 از فناوری ریخته‌گری دقیق و فرز CNC استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که هر قطعه از محصول دارای دقت بالا و یکنواختی بالا است. علاوه بر این، فرآیندهای سخت کنترل کیفیت اطمینان حاصل می‌کنند که هر گام در فرآیند تولید محصول با استانداردهای طراحی مورد انتظار همخوانی داشته باشد.

این مقاله به طور سیستماتیک استراتژی بهبود عملکرد شیرهای چک گردابی از طریق تجزیه و تحلیل میدان جریان و طراحی بهینه‌سازی ساختاری شیرهای چک گردابی را بررسی می‌کند و با استفاده از فرآیندهای تحقیق و توسعه و تولید با کیفیت بالا، چالش‌های شیرهای چک گردابی سنتی در افت فشار، عملکرد دربندی و استحکام ساختاری را با موفقیت حل می‌کند. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که تجزیه و تحلیل میدان جریان و بهینه‌سازی ساختار می‌تواند به طور قابل توجهی کارایی کاری و عمر مفید شیرهای چک گردابی را بهبود بخشد و پشتیبانی نظری و عملی مهمی برای ترویج محصولات آینده فراهم کند.