4 方向コネクタの最も一般的な内部フローチャネルの形状は何ですか?- Ningbo Etdz Andrew Precision Cast Co., Ltd.

I. 4 ウェイ T 継手の定義と標準的な幾何学的構成

の 4方向ティーフィッティング一般にクロスと呼ばれる、配管システムの重要なコンポーネントです。これにより、流体を 4 つの異なる方向に分配、収集、または方向転換することができます。ユビキタスな 3 ウェイ T シャツと比較して、4 ウェイ構成は追加の分岐パスを提供します。これは通常、マルチポイント配信またはリターンを必要とする複雑なネットワークレイアウトで利用されます。

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

の core characteristics of this structure include:

4 つの等しいサイズのポート: 通常、4 つのポートはすべて同じ公称直径 (DN) を共有し、その結果「等しいクロス」になります。
直交レイアウト: 4 つのポートすべての中心線が同じ平面内にあり、互いに直交しており、完全なレイアウトを形成しています。交差角度。
中央混合チャンバー: 4 つのフローチャネルがフィッティングの幾何学的中心で 1 つのチャンバーに収束します。

標準的な直交構造が普及していますが、専門的な流体力学の観点からは、特にエッジ処理と移行ゾーンに関する内部流路形状の微妙な違いがシステム全体のパフォーマンスにとって重要であることが強調されています。

II.標準クロス構造の流体力学的課題

標準の直交十字形状は製造が最も簡単ですが、主に次の 2 つの重要な領域で流体の取り扱いに固有の課題が生じます。

2.1 圧力損失とエネルギー損失

流体が 4 ウェイティーの中央収束チャンバーを通過するとき、急激な膨張、収縮、または流れ方向の急激な変化により、重大なマイナー損失が発生します。この抵抗は圧力降下として現れます ( ) 流体エネルギーが熱として放散された結果です。

標準のクロス構成では、中央領域は流体が激しく相互作用する場所です。反対方向から接近する流体は直接衝突し、高エネルギーのよどみ点を生成する可能性があります。同時に、流体が分岐パイプに入るときに流れの剥離が発生し、多くの場合分岐の内壁に沿って大きな渦や再循環ゾーンが発生します。これらの渦はエネルギーを消費し、有効流路面積を減少させます。

の Minor Loss Coefficient ( ) は、この性能損失を定量化するために使用される重要なパラメータであり、ポンプやコンプレッサーのサイジングとエネルギー消費に直接影響します。

2.2 乱流、浸食、および腐食

の combination of sharp 曲がりや中央の衝突により、高レベルの乱気流が発生します。高強度の乱気流は、次の 2 つの重大な結果をもたらす可能性があります。

加速された侵食: 特に浮遊固体 (砂、触媒粉末など) や気泡を含む流体では、高い乱流により粒子が高速で継手の内壁に衝突します。この摩耗は、流れが急に変わる分岐入口で最も顕著です。
流動加速腐食 (FAC): 特定の化学媒体 (例: 過酸化水素水、アミン溶液) では、高い流量と乱流によりパイプの保護層または不動態層が破壊され、金属材料の腐食速度が大幅に加速される可能性があります。

Ⅲ．最適化されたジオメトリ: フィレットとスムーズなトランジション

標準的な形状によってもたらされる課題を軽減するために、高性能アプリケーションや重要なアプリケーションでは、主に移行領域の平滑化に重点を置いて、最適化された内部流路設計を利用することがよくあります。

3.1 切り身処理

の most common optimization technique is the introduction of Radii or Fillets. Smooth, rounded curves are used instead of sharp 4つの分岐チャネルが中央チャンバーと交わる接合部のコーナー。

機能: フィレットは流体の回転に伴う剥離の発生を大幅に軽減し、大きな渦の形成を効果的に抑制します。これらは、流れのダイナミクスを瞬間的な急激な変化から漸進的な変化に変換し、それによってマイナー損失係数 ( ) と継手の内部の最大せん断応力。
効果: 適切なサイズのフィレットを使用して設計された 4 ウェイ T シャツは、通常、特に高レイノルズ数の乱流条件下で、標準的な角の鋭いクロスと比較して 10% ～ 30% の圧力損失の減少を示します。

3.2 特殊な構造: フロー制御とカスタマイズ

4 ウェイティーには、エルボに見られる明確な短半径/長半径の分類はありませんが、設計者は、高効率の混合や分離を目的とした高度にカスタマイズされたアプリケーションで、非直交または非対称の流路形状を導入する場合があります。

たとえば、混合用途では、直接の正面衝突を防ぐために、2 つの対向するチャネルをわずかにオフセットする設計になる場合があります。これにより、渦巻き流場の形成が促進され、流体の迅速かつ均一な混合が促進されます。

3.3 ライン付きティーの幾何学的考慮事項

腐食性の高い媒体 (塩酸、硫酸など) の場合、4 ウェイ T 型は多くの場合、ポリマーライニング (PTFE または PFA など) を備えたスチール製ボディを使用します。このような場合、内部流路の形状はライニングの厚さによって決まります。ライニングプロセスでは、ポリマーライナーが隅々まで均一かつ完全に接着するように、流路のエッジが非常に滑らかで丸みを帯びていることが要求されます。これにより、ライナーが薄くなったり、鋭利なエッジで応力が集中したりすることがなくなり、ライナーの破損や媒体の漏れにつながる可能性があります。