چکیده
با افزایش تقاضا برای حمل و نقل لوله های صنعتی، دریچه های دروازه ای به عنوان تجهیزات کنترل مهم، در صنایع شیمیایی، نفت، گاز طبیعی و سایر حوزه ها به طور فزاینده ای استفاده می شوند. با این حال، جریان دو فاز گاز-جامد درون دریچه دروازه ای مشکلات جدی سایش را ایجاد می کند که بر عملکرد پایدار بلند مدت و عمر خدماتی آن تأثیر می گذارد. این مقاله جریان دو فاز گاز-جامد و پدیده سایش درون دریچه دروازه ای را مورد مطالعه قرار داده، علل و عوامل موثر آن را تجزیه و تحلیل کرده و با ترکیب وضعیت واقعی محصولات دروازه CHNLGVF丨中國大乾洋貿، یک سری راه حل های فنی برای بهبود کیفیت و عمر محصولات دروازه ای ارائه می دهد و به توسعه صنعت تولید پیشرفته کمک می کند.
Keywords: دروازه شیر، جریان دو فاز گاز-جامد، فرسایش، استراتژی فنی، CHNLGVF | چین داقان یانگ ترید
معرفی
در تولید صنعتی مدرن، در کنترل باز و بسته کردن سیستمهای لولهای، شیرهای دروازهای به طور گسترده استفاده میشوند. آنها ساختارهای ساده و چسبندگی خوبی دارند. با این حال، بسیاری از شیرهای دروازهای مشکلات قابل توجهی در طول استفاده بلند مدت دارند، به ویژه زمانی که با سیالات دوفازی گاز-جامد که حاوی ذرات جامد هستند، سر و کار دارند، که میتواند به کارایی عملیاتی و عمر خدمات آنها آسیب بزند. با توجه به این مشکلات، به ویژه چالشهایی که CHNLGVF | چین دقیان یانگمائو در تحقیق و توسعه محصولات شیرهای دروازهای صنعتی پیشرفته با آن روبرو است، ضرورت دارد تا تحقیقات عمیقی درباره جریان دوفاز گاز-جامد و مکانیزم فرسایش درون شیر دروازهای انجام شود و راهحلهای عملی پیشنهاد شود.
این مقاله به تجزیه و تحلیل تأثیر جریان دو فاز گاز-جامد بر فرسایش دروازهای میپردازد و استراتژیهای فنی مؤثر را به همراه تحقیقات تجربی و شبیهسازی عددی خاص پیشنهاد میدهد، به منظور ارائه پایه نظری و پشتیبانی فنی برای تحقیق و توسعه و تولید دروازههای با کیفیت بالا CHNLGVF | چین داقیان یانگمائو.
جریان دوفاز گاز-جامد و مکانیزم فرسایش درون شیرهای دروازهای
بررسی کلی جریان دو فاز گاز-جامد
جریان دو فاز گاز-جامد به پدیده اشاره دارد که ذرات گاز و جامد با هم در خطوط یا تجهیزات سیالات پس از مخلوط شدن حرکت میکنند. این شکل جریان به طور گسترده در برنامههای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد، مانند انتقال ذغال سنگ، شکست کاتالیتیک و فرآیند فلوئیدی سازی ذرات جامد. وقتی گاز از سوییچ دروازه عبور میکند، اگر ذرات جامد در محیط وجود داشته باشند، ذرات جامد با جریان هوا حرکت خواهند کرد و با دیوار داخلی و سطح نه بسته بدنه شیر برخورد و سایش خواهند داشت، بنابراین باعث فرسایش میشوند.
عوامل سایش 2.2
پوشیدن اصولا به اشکال زیر تقسیم میشود:
- سایش فرسایش: ذرات جامد به طور مکرر بر سطح داخلی شیر در جریان هوای با سرعت بالا تأثیر می گذارند، باعث پوسته سطح مواد کم کم جدا می شود.
- سایش سایش: هنگامی که ذرات جامد نسبت به داخل حفره و سطح شیر حرکت می کنند، ذرات سخت خطوط روی سطح مواد را ترک می زنند و به تدریج مواد را فرسایش می دهند.
- فرسایش فسادآور: در یک محیط خاص گاز-مایع جامد، فرسایش شیمیایی و فرسایش با هم همکاری میکنند تا فرسایش مواد شیر را بیشتر کنند.
اشکالهای مختلف فرسایش با یکدیگر همپوشانی خواهند داشت، به ویژه در محیط گاز-جامد دوفازی با سرعت و فشار بالا، نرخ فرسایش به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت.
عوامل موثر بر فرسایش جریان دو فاز گاز-جامد 2.3
- ویژگیهای ذرات جامد: سختی، اندازه، شکل و غلظت ذرات جامد تأثیر مهمی بر سایش دارند. ذرات با سختی بالا، مانند شن کوارتز، باعث افزایش سایش مواد میشوند، در حالی که ذرات بزرگ و ذرات با شکل نامنظم بیشتر احتمال آبخوردگی را افزایش میدهند.
- افزایش سرعت هوا: افزایش سرعت گاز باعث افزایش ضربه ذرات به دیوار داخلی شیر میشود و در نتیجه درجه سایش نیز به طور قابل توجهی افزایش مییابد.
- الگوی جریان: جریان دو فاز گاز-جامد در حالت آشفته احتمالاً باعث سایش بیشتری میشود نسبت به جریان لامینار، زیرا انرژی آشفتگی باعث حرکت نامنظمتر ذرات میشود و آنها به طور مکرر به دیوار داخلی شیر برخورد میکنند.
- پیچیدگی ساختاری دروازههای شیر و انتخاب مواد بر سایش در جریان دو فاز گاز-جامد تأثیر میگذارد. به عنوان مثال، در برخی از شیرهای طراحی نامناسب، ذرات در مناطق خاص تمرکز مییابند و باعث سایش محلی شدید میشوند.
راه حل استراتژی فنی
برای حل مشکل فرسایش ناشی از جریان دو فاز گاز-جامد و افزایش مقاومت فرسایشی محصولات دروازه یانگمائو CHNLGVF چین داقیان، این مقاله استراتژیهای فنی زیر را پیشنهاد میدهد:
بهینهسازی طراحی ساختار شیر
بهینهسازی طراحی ساختار دروازهای یکی از روشهای مهم برای کاهش سایش است. با بهبود شکل کانال جریان شیر، تجمع ذرات در مناطق خاص میتواند به طور موثر کاهش یابد و احتمال سایش محلی را کاهش دهد. به عنوان مثال:
کانال جریان روانسازی: از طریق شبیهسازی CFD (تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی)، شکل کانال جریان شیر را بهینهسازی کنید تا جریان دو فاز گاز-جامد را یکنواختتر کنید و تجمع و برخورد ذرات در نقطه پیچش کانال جریان کاهش یابد.
اضافه کردن منطقه بافر: یک دستگاه بافر قبل از ورود جریان هوا به دروازه شیر را تنظیم کنید تا ذرات با سرعت بالا قبل از ورود به شیر را کند کند، و به این ترتیب نیروی ضربه را کاهش دهد.
بهینهسازی مواد صندلی شیر: از مواد مقاوم در برابر سایش برای صندلیهای شیر استفاده کنید، مانند کاربیدها، سرامیکها یا مواد ترکیبی برای افزایش مقاومت در برابر سایش شیر.
بهبود انتخاب مواد و فناوری پردازش سطحی 3.2
انتخاب مواد و فناوری پردازش سطح برای بهبود مقاومت به سایش در دروازههای شیری بسیار حیاتی است. بر اساس شکل خاص سایش، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 میتواند از فناوریهای مواد زیر استفاده کند:
مواد با سختی بالا: موادی با مقاومت خوب به سایش را انتخاب کنید، مانند کاربید تنگستن، نیترید سیلیکون و غیره، برای تولید اجزای کلیدی شیرها. این مواد دارای سختی بالا و مقاومت بالا به سایش هستند که میتوانند به طور موثر فرسایش را کاهش دهند.
تکنولوژی پوشش سطح: از تکنولوژی پوشش سطح پیشرفته مانند پاشش پلاسما، پوشش لیزر و غیره استفاده کنید تا یک پوشش مقاوم در برابر سایش بر روی سطح شیر ایجاد شود و از این طریق عملکرد مقاومت در برابر فرسایش شیر را بهبود بخشید.
مواد خودروغ کننده: از موادی با ویژگیهای خودروغ کننده استفاده کنید تا اصطکاک بین ذرات و سطح شیر را کاهش دهید.
کاربرد فناوری شبیهسازی جریان دو فاز گاز-جامد 3.3
با کمک فناوری کامپیوتر مدرن، جریان دو فاز گاز-جامد درون شیر تنظیم قابل شبیهسازی عددی است. از طریق تجزیه و تحلیل دقیق دینامیک سیالات، قطعاتی که به سایش حساس هستند در جریان گاز-جامد شناسایی شده و بهبودهای هدفمند انجام میشود. به عنوان مثال، نرمافزار CFD برای شبیهسازی و تجزیه و تحلیل قطرهای ذرات مختلف، سرعتهای جریان هوا و پارامترهای ساختاری شیر استفاده میشود، تاثیرات آنها بر سایش را ارزیابی کرده و طراحی را بهینهسازی کرده تا خطر سایش کاهش یابد.
نرخ جریان ذرات 3.4 و فناوری کنترل و فیلتراسیون
نرخ جریان ذرات موثر و کنترل فیلتراسیون میتواند به طور قابل توجهی فرسایش داخلی دروازهای را کاهش دهد. یک دستگاه فیلتراسیون مناسب در ورودی سیستم دروازهای قرار داده شده است تا ذرات بزرگ یا ذرات با سختی بالا را قبل از ورود به شیر تعطیل کند و از فرسایش مستقیم این ذرات بر روی شیر جلوگیری کند. در عین حال، کنترل نرخ جریان مایع برای کاهش سرعت آن قبل از ورود به شیر دروازهای میتواند اثر ذرات بر روی دیوار داخلی بدنه شیر را کاهش دهد و فرسایش را کاهش دهد.
نظارت آنلاین و نگهداری هوشمند
برای بهتر مقابله با مشکل فرسایش تحت جریان دوفاز گاز-جامد، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 میتواند از فناوری نظارت آنلاین استفاده کند تا وضعیت فرسایش دروازهای را به صورت زمان واقعی نظارت کند. از طریق سنسورها و سیستمهای جمعآوری داده، شرایط فرسایش و پارامترهای عملیاتی دروازه قابل شناسایی است و از پیش از وقوع خرابیهای فرسایشی هشدار داده میشود تا از خرابیهای ناگهانی جلوگیری شود.
علاوه بر این، سیستم نگهداری هوشمند بر اساس تجزیه و تحلیل دادههای بزرگ میتواند عمر باقیمانده شیر را پیشبینی کرده و از طریق دادههای تاریخی و وضعیت عملیاتی فعلی، پیشنهادات نگهداری ارائه دهد، این امر باعث کاهش زمان توقف ناشی از فرسایش و تضمین ادامه عملکرد تجهیزات میشود.
نتیجه
مشکل فرسایش دروازهای که به وسیله جریان دوفاز گاز-جامد ایجاد میشود، یک عامل مهم است که بر عملکرد و عمر مفید آن تأثیر میگذارد. از طریق تحقیقات انجام شده در این مقاله، مشخص شده است که علت فرسایش اصلی به طور اساسی با خواص ذرات جامد، سرعت جریان هوا، الگوی جریان و طراحی ساختاری دروازهای مرتبط است. با توجه به این عوامل، CHNLGVF丨中國大乾洋貿 میتواند با بهینهسازی طراحی ساختاری دروازهای، استفاده از مواد با عملکرد بالا و فناوری پردازش سطح پیشرفته، استفاده از شبیهسازی عددی، کنترل نرخ جریان و فیلتراسیون، و نظارت آنلاین و نگهداری هوشمند، کیفیت و دوام محصولات دروازهای را بهبود بخشد.
در آینده، با ادامه مطالعه عمیقتر جریان دو فاز گاز-جامد و پیشرفت مداوم فناوریهای جدید و تولید هوشمند، انتظار میرود که CHNLGVF丨中國大乾洋貿 در زمینه تحقیق و توسعه و تولید با کیفیت بالا در زمینه دروازههای شیری، تازهترین پیشرفتها را داشته باشد و فرآیند بهروزرسانی فناوری و توسعه صنعت را ترویج کند.