Kontrollventilstøy og kavitasjon

Introduksjon

Lyd genereres fra bevegelse av væske gjennom en ventil.Det er først når lyden er uønsket at den kalles "støy".Hvis støyen overskrider visse nivåer, kan det bli farlig for personell.Støy er også et godt diagnoseverktøy.Ettersom lyd eller støy genereres av friksjon, indikerer overdreven støy mulig skade som oppstår inne i en ventil.Skaden kan være forårsaket av selve friksjonen eller vibrasjoner.

Det er tre hovedkilder til støy:

–Mekanisk vibrasjon
– Hydrodynamisk støy
– Aerodynamisk støy

Mekanisk vibrasjon

Mekanisk vibrasjon er en god indikasjon på forringelse av ventilkomponenter.Fordi støyen som genereres vanligvis er lav i intensitet og frekvens, er det generelt ikke et sikkerhetsproblem for personell.Vibrasjon er mer et problem med spindelventiler sammenlignet med burventiler.Cage ventiler har et større støtteareal og er derfor mindre sannsynlig å forårsake vibrasjonsproblemer.

Hydrodynamisk støy

Hydrodynamisk støy produseres i væskestrømmer.Når væsken passerer gjennom en restriksjon og en trykkendring oppstår, er det mulig at væsken danner dampbobler.Dette kalles blinking.Kavitasjon er også et problem, hvor boblene dannes, men deretter kollapser.Støyen som genereres er generelt ikke farlig for personell, men er en god indikasjon
av potensiell skade på trimkomponenter.

Aerodynamisk støy

Aerodynamisk støy genereres av turbulensen til gasser og er en hovedkilde til støy.Støynivået som genereres kan være farlig for personell, og er avhengig av strømningsmengde og trykkfall.

Kavitasjon og blinking

Blinker

Blinking er det første stadiet av kavitasjon.Imidlertid er det mulig at blinking oppstår av seg selv uten at det oppstår kavitasjon.
Blinking oppstår i væskestrømmer når noe av væsken endres permanent til damp.Dette skyldes en reduksjon i trykk som tvinger væsken til å gå over til gassform.Trykkreduksjonen er forårsaket av at begrensningen i strømningsstrømmen genererer en høyere strømningshastighet gjennom begrensningen og derfor en reduksjon i trykket.
De to hovedproblemene som forårsaker med blinking er:

– Erosjon
– Redusert kapasitet

Erosjon

Når blinking oppstår, er strømmen fra utløpet av ventilen sammensatt av væske og damp.Med økt blinking bærer dampen væsken.Når hastigheten til strømningsstrømmen økes, virker væsken som faste partikler når den treffer de indre delene av ventilen.Hastigheten på utløpsstrømmen kan reduseres ved å øke størrelsen på ventilutløpet, noe som vil redusere skaden.Alternativer for bruk av herdede materialer er en annen løsning.Vinkelventiler er egnet for denne applikasjonen siden blinkingen skjer lenger nedstrøms fra trim- og ventilenheten.

Redusert kapasitet

Når strømningsstrømmen delvis endres til en damp, som ved blinking, økes plassen den opptar.På grunn av det reduserte tilgjengelige arealet, er kapasiteten for ventilen til å håndtere større strømninger begrenset.Choked flow er betegnelsen som brukes når strømningskapasiteten er begrenset på denne måten

Kavitasjon

Kavitasjon er det samme som blinking bortsett fra at trykket gjenvinnes i utløpsstrømmen slik at dampen returneres til en væske.Det kritiske trykket er damptrykket til væsken.Blinking oppstår like nedstrøms for ventiltrimmen når trykket faller under damptrykket, og så kollapser boblene når trykket kommer seg over damptrykket.Når boblene kollapser, sender de kraftige sjokkbølger inn i strømningsstrømmen.Hovedproblemet med kavitasjon er skaden på trim og ventilkropp.Dette er først og fremst forårsaket av at boblene kollapser.Avhengig av omfanget av kavitasjonen som er utviklet, kan effektene variere fra a
mild susende lyd med liten eller ingen utstyrsskade på en svært støyende installasjon som forårsaker alvorlig fysisk skade på ventilen og nedstrøms rørledninger Alvorlig kavitasjon er støyende og kan høres ut som om grus strømmer gjennom ventilen.
Støyen som produseres er ikke et stort problem fra et personlig sikkerhetssynspunkt, siden den vanligvis er lav i frekvens og intensitet og som sådan ikke utgjør et problem for personell.