რატომ არის პეპლის სარქველი მიდრეკილი კავიტაციისკენ?

მგრძნობელობაპეპლის სარქველებიკავიტაციასთან მჭიდრო კავშირშია მათი სტრუქტურული მახასიათებლები, სითხის დინამიკის მახასიათებლები და მუშაობის პირობები. კონკრეტული მიზეზები შემდეგია:

1. პეპლის სარქვლის სტრუქტურა იწვევს ადგილობრივი დაბალი წნევის უბნების ფორმირებას

პეპლის სარქველების გახსნისა და დახურვის კომპონენტები არის დისკის ფორმის პეპლის ფირფიტები. როდესაც ტრიალებს გასახსნელად, სითხე უნდა შემოვიდეს პეპლის ფირფიტის კიდეზე. ადგილობრივი დაბალი წნევის ზონა წარმოიქმნება პეპლის ფირფიტის მიღმა (ქვემო მხარეს). როდესაც სითხის წნევა ეცემა გაჯერებული ორთქლის წნევის ქვემოთ, სითხეში გახსნილი აირები წარმოიქმნება ნალექი და წარმოქმნის ბუშტებს, რაც არის კავიტაციის საწყისი ეტაპი.

ტიპიური სცენარი: მაღალი წნევის სხვაობის ან მაღალი სიჩქარის წყლის ნაკადის პირობებში, დინების სიჩქარე პეპლის ფირფიტის კიდეზე მკვეთრად იზრდება. ბერნულის პრინციპის მიხედვით, დინების სიჩქარის ზრდა იწვევს წნევის შემცირებას, რაც კიდევ უფრო ამწვავებს დაბალი წნევის უბნების წარმოქმნას და ქმნის პირობებს კავიტაციისთვის.

2. სითხის ტურბულენტობის და ბუშტების კოლაფსის ზემოქმედება

როდესაც სითხე ატარებს ბუშტებს მაღალი წნევის ზონაში (როგორიცაა ქვედა დინების მილსადენებიპეპლის სარქველები), ბუშტები სწრაფად იშლება და წარმოქმნის მიკრო ჭავლებს, რომლებიც ზემოქმედებენ ლითონის ზედაპირზე. ამ ზემოქმედების სიხშირე უკიდურესად მაღალია (წამში ათეულ ათასობით ჯერ), რაც იწვევს ლითონის ზედაპირზე თანდათანობით გაჩენას და აქერცვლას, რაც საბოლოოდ აზიანებს დალუქვის ზედაპირს.

მონაცემთა მხარდაჭერა: ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ბუშტების ჩამონგრევის შედეგად წარმოქმნილმა დარტყმის ძალამ შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე ასეულ მეგაპასკალს, რაც ბევრად აღემატება ჩვეულებრივი ლითონის მასალების დაღლილობის სიძლიერეს და წარმოადგენს კავიტაციის დაზიანების ძირითად მექანიზმს.

3. პეპლის სარქველების მარეგულირებელი მახასიათებლები ამძაფრებს კავიტაციის რისკს

პეპლის სარქველები ჩვეულებრივ გამოიყენება ნაკადის რეგულირებისთვის, მაგრამ როდესაც გახსნა მცირეა (<15 °~20 °), სითხე გადის ვიწრო უფსკრულის ფირფიტასა და სარქვლის ადგილს შორის, რაც იწვევს ნაკადის სიჩქარის მკვეთრ ზრდას, კიდევ უფრო ამცირებს წნევას და მნიშვნელოვნად ზრდის კავიტაციის რისკს.

საინჟინრო შემთხვევა: ჰიდროელექტროსადგურის შესასვლელ სარქველში ან კანალიზაციის გამწმენდ სისტემაში, თუ პეპლის სარქველი დიდი ხნის განმავლობაში მცირე გახსნის რეგულირების მდგომარეობაშია, კავიტაციის ორმოები სწრაფად გამოჩნდება სარქვლის ფირფიტის უკან, რაც იწვევს დალუქვის უკმარისობას და საჭიროებს სარქვლის ფირფიტის ან დალუქვის რგოლის ხშირ შეცვლას.

4. საშუალო მახასიათებლებისა და მუშაობის პირობების გავლენა

ნაწილაკების შემცველი გარემო: თუ სითხე შეიცავს მძიმე ნაწილაკებს, როგორიცაა ნალექი და ლითონის ოქსიდები, კავიტაციის შედეგად წარმოქმნილი მიკრო ჭავლი გადაიტანს ნაწილაკებს დალუქვის ზედაპირზე ზემოქმედებას, წარმოქმნის "ეროზიის კავიტაციის" კომპოზიტურ დაზიანებას და აჩქარებს უკმარისობას.

მაღალი ტემპერატურა ან კოროზიული მედია: მაღალ ტემპერატურას შეუძლია შეამციროს სითხეების ზედაპირული დაძაბულობა და ხელი შეუწყოს ბუშტების წარმოქმნას; კოროზიულ მედიას შეუძლია შეასუსტოს ლითონის მასალების საწინააღმდეგო კავიტაციის უნარი, ხოლო ორმაგი ეფექტი აძლიერებს პეპლის სარქველების უკმარისობას.

5. პეპლის სარქველების ტიპებისა და დიზაინის შეზღუდვები

ერთჯერადი ექსცენტრიული/ცენტრალური პეპლის სარქველი: აუცილებელია წყლის ნაკადის მიმართულების გათვალისწინება (სარქვლის ფირფიტა მიკერძოებული დინების ქვემოთ). საპირისპირო ინსტალაცია დააზიანებს ნაკადის ველის სტაბილურობას და გაზრდის კავიტაციის რისკს.

მილსადენის ვერტიკალური მონტაჟი: სარქვლის ფირფიტის წონამ შეიძლება გამოიწვიოს არათანაბარი სტრესი დალუქვის ზედაპირზე, რაც გამოიწვევს ადგილობრივი წნევის შემცირებას და იწვევს კავიტაციას.

რბილი დალუქული პეპლის სარქველი: რეზინის დალუქვის რგოლები მიდრეკილია აქერცლისა და დაზიანებისკენ კავიტაციის ზემოქმედების დროს, ხოლო მყარი დალუქულიპეპლის სარქველებიმიუხედავად იმისა, რომ ეროზიის მიმართ მდგრადია, აქვს უფრო მაღალი ღირებულება და შეზღუდული გამოყენება.