Կավիտացիան թաքնված սպառնալիք է  ուղղահայաց տուրբինային պոմպ  շահագործման, առաջացնելով թրթռում, աղմուկ և շարժիչի էրոզիա, որը կարող է հանգեցնել աղետալի խափանումների: Այնուամենայնիվ, իրենց եզակի կառուցվածքի (լիսեռի երկարությունը մինչև տասնյակ մետր) և բարդ տեղադրման պատճառով ուղղահայաց տուրբինային պոմպերի կավիտացիոն կատարողականի փորձարկումը (NPSHr որոշում) զգալի մարտահրավերներ է ստեղծում:

I. Փակ օղակի փորձարկման սարք. Ճշգրիտությունն ընդդեմ տարածական սահմանափակումների

1. Փորձարկման սկզբունքներ և ընթացակարգեր

• Հիմնական սարքավորումներ. Փակ օղակի համակարգ (վակուումային պոմպ, կայունացուցիչի բաք, հոսքաչափ, ճնշման սենսորներ) մուտքի ճնշման ճշգրիտ վերահսկման համար:

• Ընթացակարգը:

· Ամրագրել պոմպի արագությունը և հոսքի արագությունը:

· Աստիճանաբար նվազեցրեք մուտքային ճնշումը, մինչև գլխիկը իջնի 3%-ով (NPSHr սահմանման կետ):

· Գրանցեք կրիտիկական ճնշումը և հաշվարկեք NPSHr:

• Տվյալների ճշգրտություն՝ ±2%, համապատասխանում է ISO 5199 ստանդարտներին:

2. Ուղղահայաց տուրբինային պոմպերի մարտահրավերներ

• Տարածության սահմանափակումներ. Ստանդարտ փակ հանգույցով հարմարանքները ունեն ≤5 մ ուղղահայաց բարձրություն, անհամատեղելի երկար լիսեռ պոմպերի հետ (սովորական լիսեռի երկարությունը՝ 10–30 մ):

• Դինամիկ վարքագծի աղավաղում. լիսեռների կրճատումը փոխում է կրիտիկական արագությունները և թրթռման ռեժիմները՝ թեքելով թեստի արդյունքները:

3. Արդյունաբերության հավելվածներ

• Օգտագործման դեպքեր. կարճ լիսեռ խորքային հորերի պոմպեր (լիսեռ ≤5 մ), նախատիպ R&D:

• Դեպքի ուսումնասիրություն. պոմպեր արտադրողը նվազեցրել է NPSHr-ը 22%-ով` 200 փակ շղթայով թեստերի միջոցով շարժիչի դիզայնը օպտիմալացնելուց հետո:

II. Open-Loop Test Rig. հավասարակշռող ճկունություն և ճշգրտություն

1. Փորձարկման սկզբունքներ

• Բաց համակարգ.Օգտագործում է տանկի հեղուկի մակարդակի տարբերությունները կամ վակուումային պոմպերը մուտքի ճնշման վերահսկման համար (ավելի պարզ, բայց ավելի քիչ ճշգրիտ):

• Հիմնական բարելավումներ.

· Բարձր ճշգրտության դիֆերենցիալ ճնշման հաղորդիչներ (սխալ ≤0.1% FS):

· Ավանդական տուրբինային հաշվիչները փոխարինող լազերային հոսքաչափեր (±0.5% ճշտություն):

2. Ուղղահայաց տուրբինային պոմպի հարմարեցումներ

• Խորը հորերի սիմուլյացիա. կառուցեք ստորգետնյա լիսեռներ (խորությունը ≥ պոմպի լիսեռի երկարությունը)՝ սուզման պայմանները կրկնելու համար:

• Տվյալների ուղղում.CFD մոդելավորումը փոխհատուցում է խողովակաշարի դիմադրության պատճառով մուտքային ճնշման կորուստները:

III. Դաշտային փորձարկում. իրական աշխարհի վավերացում

1. Փորձարկման սկզբունքներ

• Գործառնական ճշգրտումներ. մոդուլացրեք մուտքի ճնշումը փականի կլանման կամ VFD արագության փոփոխության միջոցով՝ գլխի անկման կետերը հայտնաբերելու համար:

• Հիմնական բանաձև.

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Պահանջում է չափել մուտքի ճնշումը Pin, արագության vin և հեղուկի ջերմաստիճանը:)

ընթացակարգ

Տեղադրեք բարձր ճշգրտության ճնշման սենսորներ մուտքի եզրին:

Աստիճանաբար փակեք մուտքի փականները՝ գրանցելով հոսքը, գլուխը և ճնշումը:

Նկարագրեք գլուխն ընդդեմ մուտքի ճնշման կորի՝ NPSHr թեքման կետը բացահայտելու համար:

2. Մարտահրավերներ և լուծումներ

• Միջամտության գործոններ.

· Խողովակների թրթռում → Տեղադրեք հակաթրթռումային ամրակներ:

· Գազի ներդիր → Օգտագործեք գազի պարունակության ներկառուցված մոնիտորներ:

• Ճշգրտության բարելավումներ.

· Միջին բազմակի չափումներ:

· Վերլուծել թրթռման սպեկտրները (կավիտացիայի սկիզբը առաջացնում է 1–4 կՀց էներգիայի բարձրացում):

IV. Նվազեցված մոդելի փորձարկում. ծախսարդյունավետ պատկերացումներ

1. Նմանության տեսության հիմքը

•Սանդղակի օրենքներ. Պահպանել հատուկ արագություն ns; սանդղակի շարժիչի չափսերը՝

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

•Մոդելի դիզայն.  1:2-ից 1:5 սանդղակի հարաբերակցությունները; կրկնվող նյութերը և մակերեսի կոշտությունը:

2. Ուղղահայաց տուրբինային պոմպի առավելությունները

•Տիեզերական համատեղելիություն. Կարճ լիսեռ մոդելները համապատասխանում են ստանդարտ փորձարկման սարքերին:

•Ծախսերի խնայողություններ. Փորձարկման ծախսերը կրճատվել են մինչև լայնածավալ նախատիպերի 10-20%-ը:

Սխալների աղբյուրներ և ուղղումներ

•Սանդղակի էֆեկտներ.  Ռեյնոլդսի թվերի շեղումներ → Կիրառել տուրբուլենտության ուղղման մոդելներ։

•Մակերևույթի կոշտություն.  Լեհական մոդելները մինչև Ra≤0.8μm՝ շփման կորուստները փոխհատուցելու համար:

V. Թվային սիմուլյացիա. վիրտուալ թեստավորման հեղափոխություն

1. CFD մոդելավորում

•Գործընթաց.

Կառուցեք ամբողջական հոսքով 3D մոդելներ:

Կազմաձևեք բազմաֆազ հոսքի (ջուր + գոլորշի) և կավիտացիայի մոդելները (օրինակ, Schnerr-Sauer):

Կրկնել մինչև 3% գլխի անկում; հանել NPSHr.

• Վավերացում. CFD արդյունքները ցույց են տալիս ≤8% շեղում ֆիզիկական թեստերից դեպքերի ուսումնասիրություններում:

2. Մեքենայի ուսուցման կանխատեսում

• Տվյալների վրա հիմնված մոտեցում.  Գնացքի ռեգրեսիայի մոդելները պատմական տվյալների վրա; Մուտքային շարժիչի պարամետրերը (D2, β2 և այլն)՝ NPSHr-ի կանխատեսման համար:

• Առավելություն. Վերացնում է ֆիզիկական փորձարկումները՝ կրճատելով դիզայնի ցիկլերը 70%-ով:

Եզրակացություն. «Էմպիրիկ գուշակությունից» մինչև «Քանակական ճշգրտություն»

Ուղղահայաց տուրբինային պոմպի կավիտացիայի փորձարկումը պետք է հաղթահարի այն սխալ պատկերացումը, որ «եզակի կառուցվածքները բացառում են ճշգրիտ փորձարկումը»: Համատեղելով փակ/բաց հանգույցի սարքերը, դաշտային փորձարկումները, մասշտաբային մոդելները և թվային սիմուլյացիաները՝ ինժեներները կարող են քանակականացնել NPSHr-ը՝ նախագծման և պահպանման ռազմավարությունների օպտիմալացման համար: Քանի որ հիբրիդային փորձարկումները և AI գործիքները առաջ են ընթանում, կավիտացիայի կատարման նկատմամբ լիարժեք տեսանելիության և վերահսկողության հասնելը կդառնա ստանդարտ պրակտիկա: