1. Pervane boşluğunun tərifi və əsas təsirləri

Pervane boşluğu pervane ilə nasos korpusu (və ya bələdçi qanad halqası) arasında adətən 0.2 mm-dən 0.5 mm-ə qədər olan radial boşluğa aiddir. Bu boşluq performansını əhəmiyyətli dərəcədə təsir edir  çoxpilləli şaquli turbinli nasoslar iki əsas aspektdə:

● Hidravlik itkilər: Həddindən artıq boşluqlar sızma axını artırır, həcm səmərəliliyini azaldır; həddindən artıq kiçik boşluqlar sürtünmə aşınmasına və ya kavitasiyaya səbəb ola bilər.

● Axın Xüsusiyyətləri: Boşluğun ölçüsü çarxın çıxışında axın vahidliyinə birbaşa təsir edir və bununla da başlıq və səmərəlilik əyrilərinə təsir göstərir.

2. Pervane boşluqlarının optimallaşdırılmasının nəzəri əsasları

2.1 Həcmi Effektivliyin Təkmilləşdirilməsi

Həcm səmərəliliyi (ηₛ) faktiki çıxış axınının nəzəri axına nisbəti kimi müəyyən edilir:

ηₛ = 1 − QQleak

burada Qleak pervane boşluğundan yaranan sızma axınıdır. Boşluğun optimallaşdırılması sızıntını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Məsələn:

● Boşluğun 0.3 mm-dən 0.2 mm-ə qədər azaldılması sızıntını 15-20% azaldır.

● Çoxpilləli nasoslarda mərhələlər üzrə kumulyativ optimallaşdırma ümumi səmərəliliyi 5-10% artıra bilər.

2.2 Hidravlik itkilərin azaldılması

Boşluğun optimallaşdırılması pervanenin çıxışında axın vahidliyini yaxşılaşdırır, turbulentliyi azaldır və bununla da baş itkisini minimuma endirir. Məsələn:

● CFD simulyasiyaları göstərir ki, boşluğun 0.4 mm-dən 0.25 mm-ə qədər azaldılması turbulent kinetik enerjini 30% azaldır ki, bu da şaftın enerji istehlakının 4-6% azalmasına uyğundur.

2.3 Kavitasiya Performansının Gücləndirilməsi

Böyük boşluqlar girişdə təzyiq pulsasiyalarını gücləndirərək kavitasiya riskini artırır. Boşluğun optimallaşdırılması axını sabitləşdirir və xüsusilə aşağı axın şəraitində effektiv olan NPSHr (xalis müsbət emiş başlığı) marjasını artırır.

3. Eksperimental yoxlama və mühəndislik halları

3.1 Laboratoriya Sınaq Məlumatları

Tədqiqat institutu a çoxpilləli şaquli turbinli nasos (parametrlər: 2950 rpm, 100 m³/saat, 200 m başlıq).

3.2 Sənaye Tətbiqi Nümunələri

● Neft-kimya dövriyyəsi nasosunun təkmilləşdirilməsi: Neft emalı zavodu çarx boşluğunu 0.4 mm-dən 0.28 mm-ə qədər azaldıb, illik 120 kVt·saat enerji qənaətinə və istismar xərclərinin 8% azalmasına nail olub.

● Dəniz Platformasının Enjeksiyon Nasosunun Optimizasiyası: Boşluğu (±0.02 mm) idarə etmək üçün lazer interferometriyasından istifadə etməklə nasosun həcm səmərəliliyi 81%-dən 89%-ə yüksəldi və həddindən artıq boşluqların yaratdığı vibrasiya məsələlərini həll etdi.

4. Optimallaşdırma üsulları və həyata keçirmə mərhələləri

4.1 Boşluğun optimallaşdırılması üçün riyazi model

Mərkəzdənqaçma nasosun oxşarlıq qanunlarına və korreksiya əmsallarına əsaslanaraq, boşluq və səmərəlilik arasındakı əlaqə:

η = η₀(1 − k·δD)

burada δ boşluq dəyəri, D çarxın diametri və k empirik əmsaldır (adətən 0.1-0.3).

4.2 Əsas Tətbiqetmə Texnologiyaları

●Dəqiq istehsal: CNC maşınları və daşlama alətləri çarxlar və korpuslar üçün mikrometr səviyyəsində dəqiqliyə (IT7–IT8) nail olur.

●Yerində Ölçmə: Lazer hizalama alətləri və ultrasəs qalınlıq ölçmə cihazları sapmaların qarşısını almaq üçün montaj zamanı boşluqları izləyir.

● Dinamik Tənzimləmə: Yüksək temperatur və ya aşındırıcı mühitlər üçün, bolt əsaslı incə tənzimləmə ilə dəyişdirilə bilən sızdırmazlıq halqaları istifadə olunur.

4.3 Mülahizələr

● Sürtünmə-Geyim balansı: Kiçik boşluqlar mexaniki aşınmanı artırır; materialın sərtliyi (məsələn, çarxlar üçün Cr12MoV, korpuslar üçün HT250) və istismar şərtləri balanslaşdırılmış olmalıdır.

● Termal Genişlənmə Kompensasiyası: Ehtiyat boşluqlar (0.03-0.05 mm) yüksək temperatur tətbiqləri (məsələn, isti yağ nasosları) üçün lazımdır.

5. Gələcək Trendlər

●Rəqəmsal Dizayn: Süni intellektə əsaslanan optimallaşdırma alqoritmləri (məsələn, genetik alqoritmlər) optimal boşluqları sürətlə müəyyən edəcək.

●Əlavə istehsalı: Metal 3D çap, montaj xətalarını azaldaraq, təkər çarxının korpusunun dizaynına imkan verir.

●Ağıllı Monitorinq: Rəqəmsal əkizlərlə birləşdirilən fiber-optik sensorlar real vaxt rejimində boşluqların monitorinqini və performansın deqradasiyasını proqnozlaşdırmağa imkan verəcək.

Nəticə

Pervane boşluğunun optimallaşdırılması çoxmərhələli şaquli turbin nasosunun səmərəliliyini artırmaq üçün ən birbaşa üsullardan biridir. Dəqiq istehsal, dinamik tənzimləmə və ağıllı monitorinqin birləşdirilməsi 5-15% səmərəlilik artımına nail ola, enerji sərfiyyatını azalda və texniki xidmət xərclərini azalda bilər. İstehsal və analitika sahəsində irəliləyişlərlə boşluqların optimallaşdırılması daha yüksək dəqiqliyə və zəkaya doğru inkişaf edərək nasos enerjisinin təkmilləşdirilməsi üçün əsas texnologiyaya çevriləcək.

Qeyd: Praktiki mühəndislik həlləri həyat dövrü dəyəri (LCC) təhlili ilə təsdiqlənmiş orta xassələri, əməliyyat şərtlərini və xərc məhdudiyyətlərini birləşdirməlidir.