Perché la resistenza ai fluidi della valvola a sfera è così piccola?

Valvola a sfera è un'apparecchiatura di controllo dei fluidi comune e ampiamente utilizzata in ambito industriale e civile. Presenta i vantaggi di una struttura semplice, un funzionamento conveniente, una buona tenuta e una bassa resistenza ai fluidi. Occupa una posizione importante nel petrolio, nell'industria chimica, nell'approvvigionamento idrico e in altri settori. Posizione. Una caratteristica distintiva della valvola a sfera è che la resistenza al fluido è molto ridotta, il che la rende ottimale in molte applicazioni che richiedono la riduzione del consumo energetico e il mantenimento di un flusso efficiente. Quella che segue è un'analisi delle ragioni della piccola resistenza ai fluidi della valvola a sfera e ne discute la progettazione strutturale e il funzionamento. Come il principio influisce sulla resistenza ai fluidi.

1. Effetto della progettazione strutturale della valvola a sfera sulla resistenza ai fluidi
Il componente principale di una valvola a sfera è una sfera con un foro passante, collegata a una maniglia o attuatore esterno tramite uno stelo della valvola. Quando i fori passanti sulla sfera sono paralleli alla direzione del tubo, il fluido può passare direttamente attraverso i fori passanti della sfera senza attraversare percorsi complicati o ostacoli al flusso. Questo design strutturale è uno dei motivi principali della bassa resistenza ai fluidi della valvola a sfera.
Rispetto ad altri tipi di valvole (come le valvole a globo o le valvole a saracinesca), il passaggio del fluido di una valvola a sfera è relativamente semplice e il fluido è raramente influenzato dai componenti interni della valvola. Il percorso del flusso del fluido è quasi lineare, riducendo curve e riflessioni, mantenendo così un'elevata portata e riducendo le perdite per attrito tra il fluido e la superficie del corpo valvola.

2. Il design a passaggio totale riduce la resistenza ai fluidi
La bassa resistenza ai fluidi della valvola a sfera è dovuta anche al suo design a passaggio totale. Il diametro del foro di una valvola a sfera a passaggio totale è coerente con il diametro del tubo, il che significa che il fluido non subisce cambiamenti significativi nell'area della sezione trasversale quando passa attraverso la valvola a sfera, mantenendo così un flusso regolare del fluido. Questo design riduce significativamente la resistenza del fluido, perché quando il fluido scorre nella tubazione, l'improvvisa contrazione ed espansione della sezione trasversale del fluido causerà cambiamenti nella portata, che a loro volta produrranno maggiori perdite di pressione e resistenza del fluido.
Al contrario, le valvole non a passaggio totale, come le valvole di arresto parziale o le valvole a farfalla, hanno una resistenza al fluido relativamente bassa a causa del nucleo della valvola, dello stelo della valvola e di altre strutture che richiedono il fluido per aggirare gli ostacoli o passare attraverso un'area ristretta durante il passaggio. la valvola. grande. La valvola a sfera a passaggio totale consente al fluido di passare agevolmente senza quasi ostruzioni, mantenendo una bassa perdita di energia.

3. La forma sferica riduce l'interferenza del fluido
Anche la forma sferica della valvola a sfera gioca un ruolo chiave nel ridurre la resistenza del fluido. La sfera ha una superficie liscia e arrotondata, che aiuta a ridurre l'attrito tra il fluido e la parete interna della valvola. Quando il fluido passa attraverso la sfera, la turbolenza del fluido sarà notevolmente ridotta grazie alla superficie liscia della sfera. La riduzione della turbolenza fa sì che il fluido possa rimanere laminare, riducendo così la resistenza del fluido.
Inoltre, la simmetria della forma sferica impedisce che il fluido venga bloccato e disturbato in modo significativo durante il passaggio attraverso la valvola a sfera e il percorso del flusso è relativamente regolare. Ciò è diverso da altri tipi di valvole, dove la forma e la disposizione delle parti interne in valvole come le valvole a globo tendono a piegare e complicare il percorso del fluido, aumentando così la resistenza del fluido.

4. Progettazione a flusso completo in stato aperto
Quando la valvola a sfera è nello stato aperto, il foro passante della sfera è completamente allineato con il tubo, il che equivale a una sezione di tubo diritta. Quando il fluido passa attraverso, non vi è alcuna contrazione o espansione evidente, le linee di flusso rimangono lisce e non si formano turbolenze o vortici significativi. Poiché all'interno della valvola a sfera non sono presenti canali di flusso complessi e dispositivi di strozzamento come le altre valvole, non vi è quasi alcuna ostruzione aggiuntiva quando il fluido passa attraverso la valvola a sfera, quindi la resistenza del fluido è piuttosto ridotta.
Questo è diverso dalle valvole a farfalla o valvole a farfalla, che di solito hanno elementi di strozzamento o dispositivi rotanti nel canale del fluido, facendo sì che il fluido scorra o sia soggetto ad attrito, aumentando così la resistenza. Il design del flusso completo della valvola a sfera evita questi problemi e le conferisce caratteristiche di bassa resistenza ai fluidi.

5. Il funzionamento a corsa breve riduce le variazioni di resistenza
La valvola a sfera richiede una breve corsa durante il processo di apertura e chiusura. È sufficiente ruotarlo di 90 gradi per passare da completamente aperto a completamente chiuso. Questa operazione di corsa breve riduce la variazione di resistenza del fluido durante il processo di apertura e chiusura. In altri tipi di valvole, che richiedono una corsa più lunga per l'apertura e la chiusura, il fluido può subire un'area della sezione trasversale che diminuisce gradualmente o bypassare il flusso mentre passa, con conseguente aumento della resistenza del fluido. La breve corsa della valvola a sfera consente al fluido di passare rapidamente, riducendo notevolmente la fluttuazione della resistenza del fluido durante il processo di apertura e chiusura della valvola.