لماذا تكون مقاومة السوائل للصمام الكروي صغيرة جدًا؟

صمام الكرة هي معدات التحكم في السوائل الشائعة والمستخدمة على نطاق واسع في المجالات الصناعية والمدنية. إنه يتميز بمزايا الهيكل البسيط والتشغيل المريح والختم الجيد ومقاومة السوائل المنخفضة. وتحتل مكانة هامة في صناعة البترول والصناعات الكيماوية وإمدادات المياه وغيرها من الصناعات. موقع. من السمات المميزة للصمام الكروي أن مقاومة السوائل صغيرة جدًا، مما يجعله يؤدي أداءً جيدًا في العديد من التطبيقات التي تتطلب تقليل استهلاك الطاقة والحفاظ على التدفق الفعال. فيما يلي تحليل لأسباب مقاومة السوائل الصغيرة للصمام الكروي، ويناقش التصميم الهيكلي وتشغيله. كيف يؤثر المبدأ على مقاومة السوائل.

1. تأثير التصميم الهيكلي للصمام الكروي على مقاومة السوائل
المكون الأساسي للصمام الكروي هو كرة ذات فتحة من خلال، متصلة بمقبض خارجي أو مشغل من خلال ساق الصمام. عندما تكون الفتحات الموجودة على الكرة موازية لاتجاه الأنبوب، يمكن للسائل أن يمر مباشرة عبر الفتحات الموجودة على الكرة دون المرور عبر مسارات معقدة أو عوائق التدفق. يعد هذا التصميم الهيكلي أحد الأسباب الرئيسية لانخفاض مقاومة السوائل للصمام الكروي.
بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الصمامات (مثل الصمامات الكروية أو صمامات البوابة)، فإن مرور السائل للصمام الكروي بسيط نسبيًا، ونادرًا ما يتأثر السائل بالمكونات الداخلية للصمام. يكون مسار تدفق السائل خطيًا تقريبًا، مما يقلل من الانحناءات والانعكاسات، وبالتالي الحفاظ على معدل تدفق مرتفع وتقليل فقد الاحتكاك بين السائل وسطح جسم الصمام.

2. التصميم ذو التجويف الكامل يقلل من مقاومة السوائل
ترجع مقاومة السوائل المنخفضة للصمام الكروي أيضًا إلى تصميمه ذو التجويف الكامل. قطر الثقب للصمام الكروي كامل التجويف يتوافق مع قطر الأنبوب، مما يعني أن السائل لا يواجه تغيرات كبيرة في مساحة المقطع العرضي عند المرور عبر الصمام الكروي، وبالتالي الحفاظ على التدفق السلس للسائل. يقلل هذا التصميم بشكل كبير من مقاومة السوائل، لأنه عندما يتدفق السائل في خط الأنابيب، فإن الانكماش والتوسع المفاجئ لمساحة المقطع العرضي للسائل سوف يسبب تغيرات في معدل التدفق، والذي بدوره سيؤدي إلى خسائر أكبر في الضغط ومقاومة السوائل.
في المقابل، تتمتع الصمامات غير ذات التجويف الكامل، مثل صمامات التوقف الجزئي أو صمامات الخانق، بمقاومة منخفضة نسبيًا للسوائل بسبب قلب الصمام وساق الصمام والهياكل الأخرى التي تتطلب سائلًا لتجاوز العوائق أو المرور عبر منطقة ضيقة عند المرور عبرها الصمام. كبير. يسمح الصمام الكروي ذو التجويف الكامل للسائل بالمرور بسلاسة دون أي عائق تقريبًا، مما يحافظ على فقدان منخفض للطاقة.

3. الشكل الكروي يقلل من تداخل السوائل
يلعب الشكل الكروي للصمام الكروي أيضًا دورًا رئيسيًا في تقليل مقاومة السوائل. تتميز الكرة بسطح أملس ومستدير، مما يساعد على تقليل الاحتكاك بين السائل والجدار الداخلي للصمام. عندما يمر السائل عبر الكرة، سيتم تقليل اضطراب السائل بشكل كبير بسبب السطح الأملس للكرة. ويعني انخفاض الاضطراب أن السائل يمكن أن يظل طبقيًا، وبالتالي تقليل مقاومة السائل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تناسق الشكل الكروي يمنع السائل من الانسداد والانزعاج بشكل كبير عند المرور عبر الصمام الكروي، ويكون مسار التدفق سلسًا نسبيًا. وهذا يختلف عن الأنواع الأخرى من الصمامات، حيث يميل شكل وترتيب الأجزاء الداخلية في الصمامات مثل الصمامات الكروية إلى الانحناء وتعقيد مسار السائل، وبالتالي زيادة مقاومة السوائل.

4. تصميم التدفق الكامل في حالة مفتوحة
عندما يكون الصمام الكروي في الحالة المفتوحة، فإن فتحة الكرة تتم محاذاتها تمامًا مع الأنبوب، وهو ما يعادل قسم الأنبوب المستقيم. عندما يمر السائل، لا يكون هناك انكماش أو تمدد واضح، وتبقى الخطوط الانسيابية سلسة، ولا يتشكل أي اضطراب أو دوامة كبيرة. نظرًا لعدم وجود قنوات تدفق معقدة وأجهزة خنق داخل الصمام الكروي مثل الصمامات الأخرى، لا يوجد أي عائق إضافي تقريبًا عندما يمر السائل عبر الصمام الكروي، وبالتالي فإن مقاومة السائل صغيرة جدًا.
ويختلف هذا عن الصمامات الخانقة أو صمامات الفراشة، والتي عادةً ما تحتوي على عناصر خنق أو أجهزة دوارة في قناة السائل، مما يتسبب في تدفق السائل حوله أو تعرضه للاحتكاك، وبالتالي زيادة المقاومة. تصميم التدفق الكامل للصمام الكروي يتجنب هذه المشاكل ويمنحه خصائص مقاومة منخفضة للسوائل.

5. عملية السكتة الدماغية القصيرة تقلل من تغيرات المقاومة
يتطلب الصمام الكروي ضربة قصيرة أثناء عملية الفتح والإغلاق. يحتاج فقط إلى تدويره بمقدار 90 درجة للتغيير من الفتح الكامل إلى الإغلاق الكامل. تعمل عملية السكتة الدماغية القصيرة هذه على تقليل تغير مقاومة السائل أثناء عملية الفتح والإغلاق. في الأنواع الأخرى من الصمامات، التي تتطلب شوطًا أطول للفتح والإغلاق، قد يواجه السائل مساحة مقطعية متناقصة تدريجيًا أو تدفقًا جانبيًا أثناء مروره، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة السائل. السكتة الدماغية القصيرة للصمام الكروي تسمح للسائل بالمرور بسرعة، مما يقلل بشكل كبير من تقلب مقاومة السوائل أثناء عملية فتح وإغلاق الصمام.