Dört yollu konektörler için en yaygın iç akış kanalı geometrileri nelerdir?

I. 4 Yönlü T Bağlantı Parçalarının Tanımı ve Standart Geometrik konfigürasyonu

4 Yönlü Tee Bağlantısı Genellikle Çapraz olarak anılan boru sistemlerindeki hayati bir bileşendir. Sıvının dört farklı yöne dağıtılmasına, toplanmasına veya yönlendirilmesine olanak tanır. Her yerde bulunan 3 Yollu Tee ile karşılaştırıldığında, 4 Yollu konfigürasyon, genellikle çok noktalı dağıtım veya geri dönüş gerektiren karmaşık ağ düzenlerinde kullanılan ek bir dallanma yolu sunar.

most fundamental and common internal flow channel geometry for a 4-Way Tee is the Standard Orthogonal Cross Configuration.

core characteristics of this structure include:

1. Dört Eşit Boyutlu Bağlantı Noktası: Genellikle dört bağlantı noktasının tümü aynı Nominal Çapı (DN) paylaşır ve bu da "Eşit Çapraz" anlamına gelir.

2. Ortogonal Düzen: Dört bağlantı noktasının hepsinin merkez çizgileri aynı düzlemde yer alır ve karşılıklı olarak dik olup mükemmel bir düzen oluşturur. 90∘ kesişme açısı.

3. Merkezi Karıştırma Odası: Dört akış kanalı, armatürün geometrik merkezinde tek bir bölmede birleşir.

Standart ortogonal yapı yaygın olmakla birlikte, profesyonel akışkanlar dinamiği perspektifi, iç akış kanalı geometrisindeki, özellikle kenar işleme ve geçiş bölgelerine ilişkin ince farklılıkların genel sistem performansı açısından kritik olduğunu vurgulamaktadır.

II. Standart Çapraz Yapının Hidrodinamik Zorlukları

Standart ortogonal çapraz geometri, üretimi en basit olanı olmasına rağmen, sıvıların işlenmesinde öncelikle iki temel alanda doğal zorluklar sunar:

2.1 Basınç Kaybı ve Enerji Dağılımı

Sıvı, 4 Yollu Tee'nin merkezi yakınsama odasından geçtiğinde, akış yönündeki ani genleşme, daralma veya keskin değişiklik, önemli miktarda Küçük Kayıp oluşturur. Bu direnç Basınç Düşüşü olarak kendini gösterir ( ΔP ) ve sıvı enerjisinin ısı olarak dağılmasının sonucudur.

Standart çapraz konfigürasyonda merkezi alan, sıvıların şiddetle etkileşime girdiği yerdir. Zıt yönlerden yaklaşan sıvılar doğrudan çarparak yüksek enerjili Durgunluk Noktaları oluşturabilir. Eş zamanlı olarak, sıvı branşman borularına dönüştükçe, Akış Ayrılması meydana gelir ve bu da çoğunlukla branşmanın iç duvarı boyunca büyük Girdaplar veya Devridaim Bölgeleri ile sonuçlanır. Bu girdaplar enerji tüketir ve etkili akış alanını azaltır.

Minor Loss Coefficient ( K ), pompaların veya kompresörlerin boyutlarını ve enerji tüketimini doğrudan etkileyen, bu performans kaybını ölçmek için kullanılan kritik parametredir.

2.2 Türbülans, Erozyon ve Korozyon

combination of sharp 90∘ virajlar ve merkezi çarpışma yüksek düzeyde Türbülansa yol açar. Yüksek yoğunluklu türbülansın iki ciddi sonucu olabilir:

• Hızlandırılmış Erozyon: Özellikle askıda katı maddeler (örn. kum, katalizör tozları) veya gaz kabarcıkları içeren akışkanlarda yüksek türbülans, parçacıkların armatürün iç duvarına yüksek hızlarda çarpmasına neden olur. Bu aşınma en çok akışın keskin bir şekilde döndüğü branşman girişlerinde belirgindir.

• Akışla Hızlandırılmış Korozyon (FAC): Belirli kimyasal ortamlar için (örn. oksijenli su, amin çözeltileri), yüksek akış hızları ve türbülans, borunun koruyucu veya pasif katmanlarını bozarak metalik malzemelerin korozyon hızını önemli ölçüde hızlandırabilir.

III. Optimize Edilmiş Geometriler: Radyuslar ve Yumuşak Geçişler

Standart geometrinin yarattığı zorlukları azaltmak için, yüksek performanslı veya kritik uygulamalar genellikle optimize edilmiş iç akış kanalı tasarımlarını kullanır ve öncelikli olarak geçiş alanlarını yumuşatmaya odaklanır:

3.1 Fileto Çıkarma İşlemi

most common optimization technique is the introduction of Radii or Fillets. Smooth, rounded curves are used instead of sharp 90∘ dört dal kanalının merkezi odayla buluştuğu kavşaktaki köşeler.

• İşlevi: Filetolar, sıvı döndükçe akış ayrılmasının meydana gelmesini önemli ölçüde azaltır ve büyük girdapların oluşumunu etkili bir şekilde bastırır. Akış dinamiklerini anlık keskin bir değişimden aşamalı bir değişime dönüştürürler, böylece Küçük Kayıp Katsayısını düşürürler ( K ) ve bağlantı parçası içindeki maksimum kayma gerilimi.

• Etkisi: Uygun boyutta filetolarla tasarlanan 4 Yönlü bir Tee, özellikle yüksek Reynolds Sayısı ve türbülanslı akış koşulları altında, standart keskin köşeli çapraz ile karşılaştırıldığında tipik olarak %10 ila %30'luk bir basınç düşüşü düşüşü sergileyebilir.

3.2 Özel Yapılar: Akış Kontrolü ve Özelleştirme

4 Yollu T'ler, dirseklerde bulunan açık Kısa Yarıçap/Uzun Yarıçap sınıflandırmalarına sahip olmasa da, tasarımcılar, yüksek verimli karıştırma veya ayırma amaçlı olanlar gibi, oldukça kişiselleştirilmiş uygulamalarda, ortogonal olmayan veya asimetrik akış kanalı geometrilerini kullanabilirler.

Örneğin, miksaj uygulamalarında tasarım, doğrudan kafa kafaya çarpışmayı önlemek için iki karşıt kanalı hafifçe dengeleyebilir. Bu, dönen bir akış alanının oluşumunu teşvik ederek sıvıların hızlı ve düzgün bir şekilde karışmasını sağlar.

3.3 Astarlı Tee'ler için Geometrik Hususlar

Yüksek derecede aşındırıcı ortamlar için (örn. hidroklorik asit, sülfürik asit), 4 Yollu Tee'ler genellikle polimer astarlı (PTFE veya PFA gibi) çelik bir gövde kullanır. Bu durumlarda iç akış kanalı geometrisi kaplamanın kalınlığı ile tanımlanır. Astarlama işlemi, polimer astarın tüm köşelere eşit ve tamamen yapışmasını sağlamak için akış kanalı kenarlarının son derece pürüzsüz ve yuvarlak olmasını zorunlu kılar. Bu, astarın incelmesini veya keskin kenarlarda stres yoğunlaşmasını önleyerek astar arızasına ve medya sızıntısına yol açabilir.