Abstrakt
Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na przemysłowy transport rurociągowy, zawory bramowe, jako ważne urządzenia kontrolne, są coraz częściej stosowane w przemyśle chemicznym, naftowym, gazowym i innych dziedzinach. Jednak dwufazowy przepływ gaz-ciało stałe wewnątrz zaworu bramowego spowoduje poważne problemy z zużyciem, wpływając na jego długoterminową stabilną pracę i żywotność. Niniejsza praca bada dwufazowy przepływ gaz-ciało stałe i zjawisko zużycia wewnątrz zaworu bramowego, analizuje jego przyczyny i czynniki wpływające, oraz łączy rzeczywistą sytuację produktów zaworów bramowych CHNLGVF丨中國大乾洋貿, aby zaproponować serię rozwiązań technicznych mających na celu poprawę jakości i żywotności produktów zaworów bramowych oraz pomoc w rozwoju przemysłu wysokich technologii.
Zawór bramowy, przepływ dwufazowy gaz-ciało stałe, zużycie, strategia techniczna, CHNLGVF丨中国大乾洋贸.
Wprowadzenie
W nowoczesnej produkcji przemysłowej zawory bramowe są szeroko stosowane do kontroli otwierania i zamykania systemów rurociągowych. Mają proste konstrukcje i dobrą szczelność. Jednak wiele zaworów bramowych będzie miało znaczne problemy z zużyciem podczas długotrwałego użytkowania, zwłaszcza przy pracy z dwufazowymi płynami gazowo-stałymi zawierającymi cząstki stałe, co wpłynie na ich efektywność pracy i żywotność. W związku z tymi problemami, zwłaszcza wyzwaniami, przed którymi stoi CHNLGVF丨China Daqian Yangmao w zakresie badań i rozwoju wysokiej klasy produktów zaworów przemysłowych, konieczne jest przeprowadzenie dogłębnych badań nad przepływem dwufazowym gaz-stała i mechanizmem zużycia wewnątrz zaworu bramowego oraz zaproponowanie praktycznych rozwiązań.
Ten artykuł ma na celu analizę wpływu przepływu dwufazowego gaz-ciało stałe na zużycie zaworu bramkowego oraz zaproponowanie skutecznych strategii technicznych w połączeniu z konkretnymi badaniami eksperymentalnymi i symulacjami numerycznymi, aby dostarczyć podstaw teoretycznych i wsparcie techniczne dla badań i rozwoju oraz produkcji wysokiej jakości zaworów bramkowych CHNLGVF | China Daqian Yangmao.
2. Dwufazowy przepływ gaz-ciało stałe i mechanizm zużycia wewnątrz zaworów bramowych
Przegląd dwufazowego przepływu gazu-ciało stałego.
Przepływ dwufazowy gaz-ciało stałe odnosi się do zjawiska, w którym gaz i cząstki stałe poruszają się razem w rurociągach lub urządzeniach po zmieszaniu. Ten rodzaj przepływu jest szeroko stosowany w zastosowaniach przemysłowych, takich jak transport węgla palonego, kraking katalityczny i proces fluidyzacji cząstek stałych. Gdy gaz przechodzi przez zawór śluzowy, jeśli w medium znajdują się cząstki stałe, cząstki stałe będą poruszać się wraz z przepływem powietrza i zderzać się oraz tarcie z wewnętrzną ścianą i powierzchnią uszczelniającą korpusu zaworu, co powoduje zużycie.
2.2 Przyczyny zużycia
Nosić jest głównie podzielony na następujące formy:
- Ścieranie erozyjne: Cząsteczki stałe często uderzają w wewnętrzną powierzchnię zaworu w wysokim przepływie powietrza, powodując stopniowe złuszczanie warstwy powierzchniowej materiału.
- Ścierne zużycie: Gdy ciała stałe przesuwają się względem wewnętrznej przestrzeni i powierzchni zaworu, twarde cząstki pozostawią rysy na powierzchni materiału i stopniowo zużyją materiał.
- Korozja ścieranie: W określonym środowisku gaz-ciało stałe, korozja chemiczna i zużycie współpracują, aby zwiększyć zużycie materiału zaworu.
Różne formy zużycia będą na siebie nachodzić, zwłaszcza w środowisku dwufazowym gaz-ciało stałe o wysokiej prędkości i wysokim ciśnieniu, wskaźnik zużycia wzrośnie znacząco.
Czynniki wpływające na zużycie w przepływie dwufazowym gaz-ciało stałe:
- Właściwości cząstek stałych: Twardość, rozmiar, kształt i stężenie cząstek stałych mają istotny wpływ na zużycie. Cząstki o dużej twardości, takie jak piasek kwarcowy, przyspieszą zużycie materiału, podczas gdy duże cząstki i cząstki o nieregularnym kształcie łatwiej spowodują erozję.
- Prędkość powietrza: Wzrost prędkości gazu spowoduje zwiększenie wpływu cząstek na wewnętrzną ścianę zaworu, a stopień zużycia również znacząco wzrośnie.
- Schemat przepływu: Dwufazowy przepływ gaz-ciało stałe w stanie turbulentnym bardziej prawdopodobnie powoduje zużycie niż przepływ laminarny, ponieważ energia turbulencji powoduje, że cząsteczki poruszają się bardziej nieregularnie i często uderzają w wewnętrzną ścianę zaworu.
- Złożoność konstrukcji zaworu bramkowego oraz wybór materiału będą miały wpływ na zużycie w przepływie dwufazowym gaz-ciało stałe. Na przykład, w niektórych źle zaprojektowanych zaworach cząstki będą się skupiać w określonych obszarach, powodując lokalne poważne zużycie.
3. Strategia rozwiązania technicznego
W celu rozwiązania problemu zużycia spowodowanego przepływem dwufazowym gaz-ciało stałe i poprawy odporności na zużycie produktów zaworów bramowych CHNLGVF丨China Daqian Yangmao, w niniejszym artykule proponowane są następujące strategie techniczne:
Optymalizuj projekt struktury zaworu.
Optymalizacja konstrukcji zaworu bramowego jest jednym z ważnych środków zmniejszających zużycie. Poprzez poprawę kształtu kanału przepływu zaworu, skoncentrowane osadzanie się cząstek w określonych obszarach może być skutecznie zmniejszone, co zmniejsza ryzyko lokalnego zużycia. Na przykład:
Wygładzanie kanału przepływu: Poprzez symulację CFD (dynamika płynów komputerowa) zoptymalizuj kształt kanału przepływu zaworu, aby sprawić, że dwufazowy przepływ gaz-ciało stałe będzie bardziej jednolity i zmniejszyć gromadzenie się i kolizje cząstek na punkcie skrętu kanału przepływu.
Dodaj obszar buforowy: Ustaw urządzenie buforujące przed wprowadzeniem przepływu powietrza do zaworu bramkowego, aby spowolnić wysokoprędkościowe cząstki przed wejściem do zaworu, co zmniejsza siłę uderzenia.
Optymalizacja materiału siedziska zaworu: Użyj materiałów odpornych na zużycie jako siedziska zaworu, takich jak węgliki, ceramika lub materiały kompozytowe, aby poprawić odporność na zużycie zaworu.
Popraw materiał wyboru i technologię obróbki powierzchniowej.
Wybór materiału i technologia obróbki powierzchni są kluczowe dla poprawy odporności na zużycie zaworów bramowych. W zależności od konkretnego rodzaju zużycia, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 może skorzystać z następujących technologii materiałowych.
Materiały o wysokiej twardości: Wybierz materiały o doskonałej odporności na zużycie, takie jak węglik wolframu, azotek krzemu, itp., do produkcji kluczowych elementów zaworów. Te materiały charakteryzują się wysoką twardością i odpornością na zużycie, co skutecznie redukuje zużycie.
Technologia powłok powierzchniowych: Zastosuj zaawansowaną technologię powłok powierzchniowych, taką jak natryskiwanie plazmowe, napawanie laserowe, itp., aby utworzyć odporną na zużycie powłokę na powierzchni zaworu, poprawiając tym samym jego wytrzymałość na erozję.
Materiały samosmarujące: Użyj materiałów o właściwościach samosmarujących, aby zmniejszyć tarcie między cząstkami a powierzchnią zaworu.
Zastosowanie technologii symulacji przepływu dwufazowego gaz-ciało stałe
Za pomocą nowoczesnej technologii komputerowej można numerycznie symulować przepływ dwufazowy gaz-ciało stałe wewnątrz zaworu śluzowego. Dzięki precyzyjnej analizie dynamiki płynów można znaleźć części podatne na zużycie w przepływie gaz-ciało stałe i dokonać ukierunkowanych ulepszeń. Na przykład oprogramowanie CFD jest używane do symulowania i analizowania różnych średnic cząstek, prędkości przepływu powietrza i parametrów strukturalnych zaworu, oceniać ich wpływ na zużycie oraz optymalizować projekt w celu zmniejszenia ryzyka zużycia.
Kontrola przepływu cząstek i technologia filtracji o przepływie 3.4
Skuteczna kontrola przepływu cząstek i filtracja może znacząco zmniejszyć zużycie wewnątrz zaworu bramkowego. Odpowiednie urządzenie filtrujące jest ustawione na wejściu do systemu zaworu bramkowego, aby przechwycić duże cząstki lub cząstki o dużej twardości przed wejściem do zaworu, unikając bezpośredniego zużycia tych cząstek na zaworze. Jednocześnie kontrolowanie przepływu płynu, aby go spowolnić przed wejściem do zaworu bramkowego, może zmniejszyć wpływ cząstek na wewnętrzną ścianę korpusu zaworu i zmniejszyć zużycie.
Monitorowanie online i inteligentne utrzymanie
W celu lepszego radzenia sobie z problemem zużycia w warunkach dwufazowego przepływu gaz-ciało stałe, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 może zastosować technologię monitorowania online do monitorowania stanu zużycia zaworu bramkowego w czasie rzeczywistym. Za pomocą czujników i systemów akwizycji danych można wykryć stan zużycia i parametry pracy zaworu, a możliwe awarie związane z zużyciem mogą być ostrzegane z wyprzedzeniem, aby uniknąć nagłych awarii.
Ponadto, inteligentny system konserwacji oparty na analizie dużych danych może przewidzieć pozostałe życie zaworu i zapewnić sugestie dotyczące konserwacji na podstawie danych historycznych i bieżącego stanu pracy, co pozwala zmniejszyć czas przestoju spowodowany zużyciem i zapewnić ciągłą pracę urządzenia.
Zakończenie
Problem zużycia zaworu bramy spowodowany przepływem dwufazowym gaz-ciało stałe jest ważnym czynnikiem wpływającym na jego wydajność i żywotność. Z badań przeprowadzonych w tej pracy wynika, że przyczyna zużycia jest głównie ściśle związana z właściwościami cząstek stałych, prędkością przepływu powietrza, wzorcem przepływu i konstrukcją zaworu. W oparciu o te czynniki, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 może skutecznie poprawić jakość i trwałość produktów zaworów bramowych poprzez optymalizację konstrukcji zaworu, zastosowanie wysokowydajnych materiałów i zaawansowanej technologii obróbki powierzchni, stosowanie symulacji numerycznej, kontrolę przepływu i filtrację, oraz monitorowanie online i inteligentne konserwowanie.
W przyszłości, dzięki dalszym pogłębianiu badań nad przepływem dwufazowym gaz-ciało stałe oraz ciągłemu postępowi nowych materiałów i technologii inteligentnego wytwarzania, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 przewiduje dokonanie większych przełomów w dziedzinie wysokiej jakości badań i rozwoju oraz produkcji zaworów bramkowych, co przyczyni się do technologicznego ulepszenia i rozwoju przemysłu.