Pourquoi la résistance aux fluides du robinet à tournant sphérique est-elle si petite ?

Robinet à tournant sphérique est un équipement de contrôle des fluides courant et largement utilisé dans les domaines industriels et civils. Il présente les avantages d'une structure simple, d'un fonctionnement pratique, d'une bonne étanchéité et d'une faible résistance aux fluides. Il occupe une position importante dans les secteurs du pétrole, de l'industrie chimique, de l'approvisionnement en eau et dans d'autres industries. Emplacement. Une caractéristique distinctive du robinet à tournant sphérique est que la résistance du fluide est très faible, ce qui le rend performant dans de nombreuses applications nécessitant une réduction de la consommation d'énergie et le maintien d'un débit efficace. Ce qui suit est une analyse des raisons de la faible résistance au fluide du robinet à tournant sphérique et discute de sa conception structurelle et de son fonctionnement. Comment le principe affecte la résistance des fluides.

1. Effet de la conception structurelle du robinet à tournant sphérique sur la résistance aux fluides
Le composant principal d'un robinet à tournant sphérique est une boule avec un trou traversant, qui est reliée à une poignée externe ou à un actionneur via une tige de vanne. Lorsque les trous traversants de la sphère sont parallèles à la direction du tuyau, le fluide peut passer directement à travers les trous traversants de la sphère sans passer par des chemins compliqués ou des obstacles d'écoulement. Cette conception structurelle est l’une des principales raisons de la faible résistance aux fluides du robinet à tournant sphérique.
Comparé à d'autres types de vannes (telles que les vannes à soupape ou les vannes à vanne), le passage du fluide d'un robinet à tournant sphérique est relativement simple et le fluide est rarement affecté par les composants internes de la vanne. Le trajet d'écoulement du fluide est presque linéaire, réduisant les courbures et les réflexions, maintenant ainsi un débit élevé et réduisant les pertes par frottement entre le fluide et la surface du corps de vanne.

2. La conception à passage intégral réduit la résistance aux fluides
La faible résistance aux fluides du robinet à tournant sphérique est également due à sa conception à passage intégral. Le diamètre du trou d'un robinet à tournant sphérique à passage intégral est cohérent avec le diamètre du tuyau, ce qui signifie que le fluide ne subit pas de changements significatifs dans sa section transversale lors de son passage à travers le robinet à tournant sphérique, maintenant ainsi un écoulement fluide du fluide. Cette conception réduit considérablement la résistance du fluide, car lorsque le fluide s'écoule dans le pipeline, la contraction et l'expansion soudaines de la section transversale du fluide entraîneront des modifications du débit, ce qui à son tour produira des pertes de charge et une résistance du fluide plus importantes.
En revanche, les vannes à passage non intégral, telles que les vannes d'arrêt partiel ou les papillons des gaz, ont une résistance au fluide relativement faible en raison de leur noyau de vanne, de leur tige de vanne et d'autres structures qui nécessitent que le fluide contourne les obstacles ou traverse une zone étroite lors du passage. la vanne. grand. Le robinet à tournant sphérique à passage intégral permet au fluide de passer en douceur avec presque aucune obstruction, maintenant ainsi une faible perte d'énergie.

3. La forme sphérique réduit les interférences fluides
La forme sphérique du robinet à tournant sphérique joue également un rôle clé dans la réduction de la résistance aux fluides. La bille a une surface lisse et arrondie, ce qui contribue à réduire la friction entre le fluide et la paroi interne de la vanne. Lorsque le fluide traverse la sphère, la turbulence du fluide sera considérablement réduite en raison de la surface lisse de la sphère. La réduction des turbulences signifie que le fluide peut rester laminaire, réduisant ainsi la résistance du fluide.
De plus, la symétrie de la forme sphérique empêche le fluide d'être significativement bloqué et perturbé lors du passage à travers le robinet à tournant sphérique, et le chemin d'écoulement est relativement fluide. Ceci est différent des autres types de vannes, où la forme et la disposition des pièces internes des vannes telles que les vannes à soupape ont tendance à se plier et à compliquer le trajet du fluide, augmentant ainsi la résistance du fluide.

4. Conception à circulation totale à l'état ouvert
Lorsque le robinet à bille est à l'état ouvert, le trou traversant de la bille est complètement aligné avec le tuyau, ce qui équivaut à une section de tuyau droite. Lorsque le fluide passe à travers, il n’y a pas de contraction ou d’expansion évidente, les lignes de courant restent lisses et aucune turbulence ou vortex significatif ne se forme. Puisqu'il n'y a pas de canaux d'écoulement complexes ni de dispositifs d'étranglement à l'intérieur du robinet à tournant sphérique comme les autres vannes, il n'y a presque aucune obstruction supplémentaire lorsque le fluide passe à travers le robinet à tournant sphérique, de sorte que la résistance du fluide est assez faible.
Ceci est différent des papillons ou des vannes papillon, qui comportent généralement des éléments d'étranglement ou des dispositifs rotatifs dans le canal de fluide, provoquant l'écoulement du fluide ou le soumettant à un frottement, augmentant ainsi la résistance. La conception à débit complet du robinet à tournant sphérique évite ces problèmes et lui confère de faibles caractéristiques de résistance aux fluides.

5. Le fonctionnement à course courte réduit les changements de résistance
Le robinet à tournant sphérique nécessite une course courte pendant le processus d'ouverture et de fermeture. Il suffit de le faire pivoter de 90 degrés pour passer de complètement ouvert à complètement fermé. Cette opération à course courte réduit le changement de résistance du fluide pendant le processus d'ouverture et de fermeture. Dans d'autres types de vannes, qui nécessitent une course plus longue pour s'ouvrir et se fermer, le fluide peut connaître une section transversale ou un débit de dérivation progressivement décroissant lors de son passage, ce qui entraîne une résistance accrue du fluide. La course courte du robinet à tournant sphérique permet au fluide de passer rapidement, ce qui réduit considérablement la fluctuation de la résistance du fluide pendant le processus d'ouverture et de fermeture de la vanne.