Por que a resistência ao fluido da válvula esférica é tão pequena?

Válvula de esfera é um equipamento de controle de fluidos comum e amplamente utilizado nos campos industrial e civil. Tem as vantagens de estrutura simples, operação conveniente, boa vedação e baixa resistência a fluidos. Ocupa uma posição importante no petróleo, na indústria química, no abastecimento de água e em outras indústrias. Localização. Uma característica distintiva da válvula esfera é que a resistência ao fluido é muito pequena, o que faz com que ela tenha um bom desempenho em muitas aplicações que exigem redução do consumo de energia e manutenção de um fluxo eficiente. A seguir está uma análise das razões para a pequena resistência ao fluido da válvula esfera e discute seu projeto estrutural e operação. Como o princípio afeta a resistência aos fluidos.

1. Efeito do projeto estrutural da válvula de esfera na resistência do fluido
O componente principal de uma válvula esférica é uma esfera com um orifício passante, que é conectada a uma alça ou atuador externo por meio de uma haste da válvula. Quando os furos passantes na esfera são paralelos à direção do tubo, o fluido pode passar diretamente pelos furos passantes na esfera sem passar por caminhos complicados ou obstáculos de fluxo. Este projeto estrutural é uma das principais razões para a baixa resistência aos fluidos da válvula esfera.
Em comparação com outros tipos de válvulas (como válvulas globo ou válvulas gaveta), a passagem do fluido de uma válvula esférica é relativamente simples e o fluido raramente é afetado pelos componentes internos da válvula. O caminho do fluxo do fluido é quase linear, reduzindo curvas e reflexões, mantendo assim uma alta taxa de fluxo e reduzindo as perdas por atrito entre o fluido e a superfície do corpo da válvula.

2. O design de passagem total reduz a resistência ao fluido
A baixa resistência a fluidos da válvula esfera também se deve ao seu design de passagem total. O diâmetro do furo de uma válvula esférica de passagem total é consistente com o diâmetro do tubo, o que significa que o fluido não sofre alterações significativas na área da seção transversal ao passar pela válvula esférica, mantendo assim o fluxo suave do fluido. Este projeto reduz significativamente a resistência do fluido, porque quando o fluido flui na tubulação, a contração e expansão repentinas da área da seção transversal do fluido causarão alterações na vazão, o que por sua vez produzirá maiores perdas de pressão e resistência do fluido.
Em contraste, válvulas sem passagem total, como válvulas de parada parcial ou válvulas de estrangulamento, têm resistência relativamente baixa ao fluido devido ao núcleo da válvula, haste da válvula e outras estruturas que exigem que o fluido contorne obstáculos ou passe por uma área estreita ao passar por a válvula. grande. A válvula esférica de passagem total permite que o fluido passe suavemente, quase sem obstrução, mantendo baixa perda de energia.

3. O formato esférico reduz a interferência de fluidos
O formato esférico da válvula esférica também desempenha um papel fundamental na redução da resistência ao fluido. A esfera possui superfície lisa e arredondada, o que ajuda a reduzir o atrito entre o fluido e a parede interna da válvula. Quando o fluido passa através da esfera, a turbulência do fluido será bastante reduzida devido à superfície lisa da esfera. A redução na turbulência significa que o fluido pode permanecer laminar, reduzindo assim a resistência do fluido.
Além disso, a simetria da forma esférica evita que o fluido seja significativamente bloqueado e perturbado ao passar pela válvula esférica, e o caminho do fluxo é relativamente suave. Isto é diferente de outros tipos de válvulas, onde a forma e a disposição das peças internas em válvulas como as válvulas globo tendem a dobrar e complicar o percurso do fluido, aumentando assim a resistência do fluido.

4. Projeto de fluxo completo em estado aberto
Quando a válvula esférica está aberta, o orifício passante da esfera fica completamente alinhado com o tubo, o que equivale a uma seção reta do tubo. Quando o fluido passa, não há contração ou expansão óbvia, as linhas de corrente permanecem suaves e nenhuma turbulência ou vórtice significativo é formado. Como não há canais de fluxo complexos e dispositivos de estrangulamento dentro da válvula esférica como outras válvulas, quase não há obstrução adicional quando o fluido passa pela válvula esférica, portanto a resistência do fluido é bastante pequena.
Isso é diferente das válvulas borboleta ou válvulas borboleta, que geralmente possuem elementos de estrangulamento ou dispositivos rotativos no canal do fluido, fazendo com que o fluido flua ou fique sujeito a atrito, aumentando assim a resistência. O projeto de fluxo completo da válvula esfera evita esses problemas e confere características de baixa resistência a fluidos.

5. A operação de curso curto reduz as alterações de resistência
A válvula esfera requer um curso curto durante o processo de abertura e fechamento. Ele só precisa ser girado 90 graus para mudar de totalmente aberto para totalmente fechado. Esta operação de curso curto reduz a mudança de resistência do fluido durante o processo de abertura e fechamento. Em outros tipos de válvulas, que requerem um curso mais longo para abrir e fechar, o fluido pode sofrer uma área de seção transversal gradualmente decrescente ou desviar o fluxo à medida que passa, resultando em aumento da resistência do fluido. O curso curto da válvula esférica permite que o fluido passe rapidamente, o que reduz bastante a flutuação da resistência do fluido durante o processo de abertura e fechamento da válvula.