Van bi là thiết bị kiểm soát chất lỏng phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp và dân dụng. Nó có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, vận hành thuận tiện, bịt kín tốt và khả năng chống chất lỏng thấp. Nó chiếm một vị trí quan trọng trong dầu khí, công nghiệp hóa chất, cấp nước và các ngành công nghiệp khác. Vị trí. Đặc điểm nổi bật của van bi là lực cản của chất lỏng rất nhỏ giúp nó hoạt động tốt trong nhiều ứng dụng đòi hỏi giảm tiêu thụ năng lượng và duy trì dòng chảy hiệu quả. Sau đây là phân tích lý do dẫn đến điện trở chất lỏng nhỏ của van bi và thảo luận về thiết kế cấu trúc và hoạt động của nó. Nguyên lý ảnh hưởng như thế nào đến sức cản của chất lỏng.
1. Ảnh hưởng của thiết kế kết cấu van bi đến khả năng cản chất lỏng
Thành phần cốt lõi của van bi là một quả bóng có lỗ xuyên qua, được kết nối với tay cầm hoặc bộ truyền động bên ngoài thông qua thân van. Khi các lỗ xuyên trên quả cầu song song với hướng của đường ống, chất lỏng có thể đi trực tiếp qua các lỗ xuyên trên quả cầu mà không đi qua những đường đi phức tạp hoặc chướng ngại vật dòng chảy. Thiết kế cấu trúc này là một trong những lý do chính khiến khả năng cản chất lỏng của van bi thấp.
So với các loại van khác (chẳng hạn như van cầu hoặc van cổng), đường dẫn chất lỏng của van bi tương đối đơn giản và chất lỏng hiếm khi bị ảnh hưởng bởi các bộ phận bên trong của van. Đường đi của chất lỏng gần như tuyến tính, làm giảm sự uốn cong và phản xạ, do đó duy trì tốc độ dòng chảy cao và giảm tổn thất ma sát giữa chất lỏng và bề mặt thân van.
2. Thiết kế lỗ khoan đầy đủ làm giảm sức cản của chất lỏng
Khả năng cản chất lỏng thấp của van bi cũng là do thiết kế toàn bộ lỗ khoan của nó. Đường kính lỗ của van bi toàn lỗ phù hợp với đường kính của đường ống, điều đó có nghĩa là chất lỏng không có sự thay đổi đáng kể về diện tích mặt cắt ngang khi đi qua van bi, do đó duy trì dòng chảy trơn tru của chất lỏng. Thiết kế này làm giảm đáng kể sức cản của chất lỏng, bởi vì khi chất lỏng chảy trong đường ống, sự co và giãn đột ngột của diện tích mặt cắt chất lỏng sẽ gây ra sự thay đổi tốc độ dòng chảy, từ đó sẽ tạo ra tổn thất áp suất và sức cản chất lỏng lớn hơn.
Ngược lại, các loại van không lỗ, chẳng hạn như van chặn một phần hoặc van tiết lưu, có khả năng cản chất lỏng tương đối thấp do lõi van, thân van và các kết cấu khác cần chất lỏng để vượt qua chướng ngại vật hoặc đi qua khu vực hẹp khi đi qua. cái van. to lớn. Van bi có lỗ khoan hoàn toàn cho phép chất lỏng đi qua dễ dàng mà hầu như không bị tắc nghẽn, duy trì mức thất thoát năng lượng ở mức thấp.
3. Hình cầu làm giảm nhiễu chất lỏng
Hình dạng quả bóng của van bi cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lực cản của chất lỏng. Bóng có bề mặt nhẵn và tròn, giúp giảm ma sát giữa chất lỏng và thành trong của van. Khi chất lỏng đi qua quả cầu, sự chuyển động rối loạn của chất lỏng sẽ giảm đi rất nhiều do bề mặt quả cầu nhẵn. Việc giảm nhiễu loạn có nghĩa là chất lỏng có thể duy trì ở dạng tầng, do đó làm giảm sức cản của chất lỏng.
Ngoài ra, tính đối xứng của hình cầu giúp chất lỏng không bị tắc nghẽn và xáo trộn đáng kể khi đi qua van bi, đường dẫn dòng chảy tương đối trơn tru. Điều này khác với các loại van khác, ở đó hình dạng và cách sắp xếp các bộ phận bên trong van như van cầu có xu hướng uốn cong và làm phức tạp đường dẫn chất lỏng, do đó làm tăng sức cản của chất lỏng.
4. Thiết kế toàn bộ dòng chảy ở trạng thái mở
Khi van bi ở trạng thái mở, lỗ xuyên qua của bi hoàn toàn thẳng hàng với đường ống, tương đương với một đoạn ống thẳng. Khi chất lỏng đi qua, không có sự co lại hay giãn nở rõ ràng, các đường dòng vẫn trơn tru và không có sự nhiễu loạn hoặc xoáy đáng kể nào được hình thành. Do không có kênh dẫn dòng phức tạp và thiết bị điều tiết bên trong van bi như các loại van khác nên hầu như không có thêm vật cản khi chất lỏng đi qua van bi nên lực cản của chất lỏng khá nhỏ.
Điều này khác với van tiết lưu hoặc van bướm thường có bộ phận tiết lưu hoặc thiết bị quay trong kênh chất lỏng, khiến chất lỏng chảy xung quanh hoặc chịu ma sát, do đó làm tăng lực cản. Thiết kế dòng chảy hoàn chỉnh của van bi sẽ tránh được những vấn đề này và mang lại cho nó đặc tính cản chất lỏng thấp.
5. Vận hành hành trình ngắn làm giảm sự thay đổi điện trở
Van bi yêu cầu hành trình ngắn trong quá trình đóng mở. Nó chỉ cần xoay 90 độ để thay đổi từ mở hoàn toàn sang đóng hoàn toàn. Hoạt động hành trình ngắn này làm giảm sự thay đổi điện trở của chất lỏng trong quá trình đóng và mở. Trong các loại van khác, đòi hỏi hành trình đóng và mở dài hơn, chất lỏng có thể có diện tích mặt cắt ngang hoặc dòng chảy vòng giảm dần khi nó đi qua, dẫn đến sức cản của chất lỏng tăng lên. Hành trình ngắn của van bi cho phép chất lỏng đi qua nhanh chóng, giúp giảm đáng kể sự dao động của lực cản chất lỏng trong quá trình đóng mở van.