Почему гидравлическое сопротивление шарового крана настолько мало?

Шаровой кран является распространенным и широко используемым оборудованием для контроля жидкости в промышленной и гражданской сферах. Его преимущества заключаются в простой конструкции, удобном использовании, хорошей герметизации и низком гидравлическом сопротивлении. Он занимает важное положение в нефтяной, химической промышленности, водоснабжении и других отраслях. Расположение. Отличительной особенностью шарового крана является то, что сопротивление жидкости очень мало, что позволяет ему хорошо работать во многих приложениях, требующих снижения энергопотребления и поддержания эффективного потока. Ниже приводится анализ причин малого гидравлического сопротивления шарового крана, а также обсуждается его конструктивное исполнение и работа. Как этот принцип влияет на сопротивление жидкости.

1. Влияние конструкции шарового крана на сопротивление жидкости.
Основным компонентом шарового крана является шар со сквозным отверстием, который соединяется с внешней ручкой или приводом через шток клапана. Когда сквозные отверстия на сфере параллельны направлению трубы, жидкость может проходить непосредственно через сквозные отверстия на сфере, не проходя сложных путей или препятствий для потока. Такая конструктивная конструкция является одной из основных причин низкого гидравлического сопротивления шарового крана.
По сравнению с другими типами клапанов (такими как шаровые клапаны или задвижки), проход жидкости в шаровом клапане относительно прост, и внутренние компоненты клапана редко влияют на жидкость. Путь потока жидкости практически линейный, что уменьшает изгибы и отражения, тем самым поддерживая высокую скорость потока и уменьшая потери на трение между жидкостью и поверхностью корпуса клапана.

2. Полнопроходная конструкция снижает сопротивление жидкости.
Низкое гидравлическое сопротивление шарового крана также обусловлено его полнопроходной конструкцией. Диаметр отверстия полнопроходного шарового крана соответствует диаметру трубы, а это означает, что жидкость не испытывает значительных изменений площади поперечного сечения при прохождении через шаровой кран, что обеспечивает плавный поток жидкости. Такая конструкция значительно снижает сопротивление жидкости, поскольку, когда жидкость течет в трубопроводе, внезапное сжатие и расширение площади поперечного сечения жидкости приведет к изменению скорости потока, что, в свою очередь, приведет к большим потерям давления и сопротивлению жидкости.
Напротив, неполнопроходные клапаны, такие как частично запорные клапаны или дроссельные клапаны, имеют относительно низкое сопротивление жидкости из-за их сердечника клапана, штока клапана и других конструкций, которые требуют, чтобы жидкость обходила препятствия или проходила через узкую область при прохождении через клапан. большой. Полнопроходной шаровой клапан позволяет жидкости проходить плавно, практически без препятствий, сохраняя низкие потери энергии.

3. Сферическая форма уменьшает влияние жидкости.
Форма шара шарового крана также играет ключевую роль в снижении сопротивления жидкости. Шар имеет гладкую и закругленную поверхность, что помогает уменьшить трение между жидкостью и внутренней стенкой клапана. Когда жидкость проходит через сферу, турбулентность жидкости значительно снижается благодаря гладкой поверхности сферы. Уменьшение турбулентности означает, что жидкость может оставаться ламинарной, что снижает сопротивление жидкости.
Кроме того, симметрия сферической формы предотвращает значительное блокирование и возмущение жидкости при прохождении через шаровой клапан, а путь потока является относительно гладким. Это отличается от клапанов других типов, в которых форма и расположение внутренних частей клапанов, таких как шаровые клапаны, имеют тенденцию изгибаться и усложнять путь жидкости, тем самым увеличивая сопротивление жидкости.

4. Полнопроточная конструкция в открытом состоянии.
Когда шаровой кран находится в открытом состоянии, сквозное отверстие шара полностью совмещено с трубой, что эквивалентно прямому участку трубы. Когда жидкость проходит через него, не происходит явного сжатия или расширения, линии тока остаются гладкими, и не образуется значительной турбулентности или вихря. Поскольку внутри шарового крана нет сложных проточных каналов и дросселирующих устройств, как в других клапанах, при прохождении жидкости через шаровой клапан почти нет дополнительных препятствий, поэтому сопротивление жидкости довольно мало.
Это отличается от дроссельных клапанов или дроссельных клапанов, которые обычно имеют дросселирующие элементы или вращающиеся устройства в канале для жидкости, заставляя жидкость течь или подвергаться трению, тем самым увеличивая сопротивление. Полнопроходная конструкция шарового крана позволяет избежать этих проблем и обеспечивает низкое сопротивление жидкости.

5. Короткий ход уменьшает изменения сопротивления.
Шаровой кран требует короткого хода в процессе открытия и закрытия. Его нужно всего лишь повернуть на 90 градусов, чтобы перейти из полностью открытого положения в полностью закрытое. Эта операция с коротким ходом уменьшает изменение сопротивления жидкости в процессе открытия и закрытия. В клапанах других типов, которым для открытия и закрытия требуется более длинный ход, жидкость может испытывать постепенное уменьшение площади поперечного сечения или обходного потока по мере прохождения, что приводит к увеличению сопротивления жидкости. Короткий ход шарового клапана позволяет жидкости проходить быстро, что значительно снижает колебания сопротивления жидкости во время процесса открытия и закрытия клапана.