Ohjausventtiilin kohina ja kavitaatio

Johdanto

Ääni syntyy nesteen liikkeestä venttiilin läpi.Vain silloin, kun ääni on ei-toivottu, sitä kutsutaan "kohinaksi".Jos melu ylittää tietyt tasot, se voi olla vaarallista henkilökunnalle.Melu on myös hyvä diagnostiikkatyökalu.Koska kitka aiheuttaa ääntä tai melua, liiallinen melu osoittaa venttiilissä mahdollisesti tapahtuvan vaurion.Vaurio voi johtua itse kitkasta tai tärinästä.

Melun lähdettä on kolme:

–Mekaaninen tärinä
– Hydrodynaaminen melu
– Aerodynaaminen melu

Mekaaninen tärinä

Mekaaninen tärinä on hyvä osoitus venttiilikomponenttien kulumisesta.Koska syntyvän melun voimakkuus ja taajuus on yleensä alhainen, se ei yleensä ole henkilöstön turvallisuusongelma.Tärinä on suurempi ongelma karaventtiileissä kuin häkkiventtiileissä.Häkkiventtiileillä on suurempi tukipinta-ala, ja siksi ne eivät aiheuta tärinäongelmia.

Hydrodynaaminen melu

Hydrodynaaminen melu syntyy nestevirroissa.Kun neste kulkee rajoituksen läpi ja paine muuttuu, on mahdollista, että neste muodostaa höyrykuplia.Tätä kutsutaan vilkkumiseksi.Kavitaatio on myös ongelma, jossa kuplat muodostuvat, mutta sitten romahtavat.Syntyvä melu ei yleensä ole vaarallista henkilökunnalle, mutta se on hyvä osoitus
trimmikomponenttien mahdollisista vaurioista.

Aerodynaaminen melu

Aerodynaaminen melu syntyy kaasujen turbulenssista ja on tärkein melun lähde.Syntyvät melutasot voivat olla vaarallisia henkilökunnalle ja riippuvat virtauksen määrästä ja painehäviöstä.

Kavitaatio ja vilkkuminen

Vilkkuu

Vilkkuminen on kavitaation ensimmäinen vaihe.Vilkkuminen voi kuitenkin tapahtua itsestään ilman kavitaatiota.
Nestevirroissa välähdystä tapahtuu, kun osa nesteestä muuttuu pysyvästi höyryksi.Tämä johtuu paineen alenemisesta, joka pakottaa nesteen muuttumaan kaasumaiseen tilaan.Paineen aleneminen johtuu virtausvirran rajoituksesta, joka synnyttää suuremman virtausnopeuden rajoituksen läpi ja siten paineen alenemisen.
Kaksi pääasiallista vilkkumiseen liittyvää ongelmaa ovat:

– Eroosio
– Alennettu kapasiteetti

Eroosio

Vilkkuessa venttiilin ulostuloaukosta tuleva virtaus koostuu nesteestä ja höyrystä.Lisääntyneen vilkkumisen myötä höyry kuljettaa nestettä.Virtausvirran nopeuden kasvaessa neste toimii kuin kiinteitä hiukkasia osuessaan venttiilin sisäosiin.Poistovirtauksen nopeutta voidaan vähentää lisäämällä venttiilin ulostulon kokoa, mikä vähentäisi vaurioita.Toinen ratkaisu on kovettuneiden materiaalien käyttö.Kulmaventtiilit sopivat tähän sovellukseen, koska välähdys tapahtuu kauempana trimmi- ja venttiilikokoonpanosta.

Alennettu kapasiteetti

Kun virtaus muuttuu osittain höyryksi, kuten välähdyksen tapauksessa, sen viemä tila kasvaa.Vähemmän käytettävissä olevan alueen vuoksi venttiilin kapasiteetti käsitellä suurempia virtauksia on rajoitettu.Tukistettu virtaus on termi, jota käytetään, kun virtauskapasiteettia rajoitetaan tällä tavalla

Kavitaatio

Kavitaatio on sama kuin vilkkuminen, paitsi että paine palautuu poistovirtausvirtaan siten, että höyry palautuu nesteeksi.Kriittinen paine on nesteen höyrynpaine.Vilkkuminen tapahtuu juuri venttiilin trimman jälkeen, kun paine laskee höyrynpaineen alapuolelle, ja sitten kuplat romahtavat, kun paine palautuu höyrynpaineen yläpuolelle.Kun kuplat romahtavat, ne lähettävät voimakkaita shokkiaaltoja virtausvirtaan.Suurin ongelma kavitaatiossa on venttiilin verhoilun ja rungon vaurioituminen.Tämä johtuu ensisijaisesti kuplien romahtamisesta.Kehittyneen kavitaation laajuudesta riippuen sen vaikutukset voivat vaihdella a
lievä sihisevä ääni vähäisellä tai ei ollenkaan laitevauriolla erittäin meluisassa asennuksessa, joka aiheuttaa vakavia fyysisiä vaurioita venttiilille ja alavirran putkille Vakava kavitaatio on meluisaa ja voi kuulostaa siltä kuin sora virtaisi venttiilin läpi.
Syntyvä melu ei ole henkilöturvallisuuden näkökulmasta suuri huolenaihe, koska se on yleensä matalataajuuksinen ja -voimakkuus, eikä se sellaisenaan aiheuta ongelmaa henkilöstölle.