Ang cavitation ay isang nakatagong banta sa  vertical turbine pump  operasyon, na nagiging sanhi ng vibration, ingay, at impeller erosion na maaaring humantong sa mga sakuna na pagkabigo. Gayunpaman, dahil sa kanilang natatanging istraktura (mga haba ng baras hanggang sampu-sampung metro) at kumplikadong pag-install, ang pagsubok sa pagganap ng cavitation (pagpapasiya ng NPSHr) para sa mga vertical turbine pump ay nagdudulot ng mga makabuluhang hamon.

I. Closed-Loop Test Rig: Precision vs. Spatial Constraints

1. Mga Prinsipyo at Pamamaraan sa Pagsubok

• Pangunahing Kagamitan: Closed-loop system (vacuum pump, stabilizer tank, flowmeter, pressure sensor) para sa tumpak na kontrol ng presyon ng pumapasok .

• Pamamaraan:

· Ayusin ang bilis ng bomba at bilis ng daloy.

· Unti-unting bawasan ang inlet pressure hanggang bumaba ang ulo ng 3% (NPSHr definition point).

· Itala ang kritikal na presyon at kalkulahin ang NPSHr.

• Katumpakan ng Data: ±2%, sumusunod sa mga pamantayan ng ISO 5199.

2. Mga Hamon para sa Vertical Turbine Pumps

• Mga Limitasyon sa Space: Ang mga karaniwang closed-loop rig ay may ≤5 m patayong taas, hindi tugma sa mga long-shaft pump (karaniwang haba ng shaft: 10–30 m).

• Dynamic na Behavior Distortion: Binabago ng mga shortening shaft ang mga kritikal na bilis at vibration mode, ang mga skewing na resulta ng pagsubok.

3. Mga Aplikasyon sa Industriya

• Mga Kaso ng Paggamit: Mga short-shaft deep-well pump (shaft ≤5 m), prototype R&D.

• Pag-aaral ng Kaso: Binawasan ng isang tagagawa ng pump ang NPSHr ng 22% pagkatapos i-optimize ang disenyo ng impeller sa pamamagitan ng 200 closed-loop na pagsubok.

II. Open-Loop Test Rig: Pagbabalanse ng Flexibility at Accuracy

1. Mga Prinsipyo sa Pagsubok

• Buksan ang System:Gumagamit ng mga pagkakaiba sa antas ng likido sa tangke o mga vacuum pump para sa kontrol ng presyon ng pumapasok (mas simple ngunit hindi gaanong tumpak).

• Mga Pangunahing Pag-upgrade:

· Mga transmiter ng high-accuracy differential pressure (error ≤0.1% FS).

· Laser flowmeters (±0.5% accuracy) na pinapalitan ang tradisyonal na turbine meter.

2. Vertical Turbine Pump Adaptation

• Deep-Well Simulation: Bumuo ng underground shaft (depth ≥ pump shaft length) upang gayahin ang mga kondisyon ng immersion.

• Pagwawasto ng Data:Binabayaran ng CFD modelling ang mga pagkawala ng presyon ng pumapasok na dulot ng resistensya ng pipeline.

III. Field Testing: Real-World Validation

1. Mga Prinsipyo sa Pagsubok

• Mga Pagsasaayos sa Operasyon: I-modulate ang inlet pressure sa pamamagitan ng valve throttling o mga pagbabago sa bilis ng VFD upang matukoy ang mga head drop point.

• Pangunahing Formula:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Nangangailangan ng pagsukat ng inlet pressure Pin, velocity vin, at fluid temperature.)

Pamamaraan

Mag-install ng mga sensor ng presyon na may mataas na katumpakan sa inlet flange.

Unti-unting isara ang mga inlet valve habang nire-record ang daloy, ulo, at presyon.

Plot head vs. inlet pressure curve para matukoy ang NPSHr inflection point.

2. Mga Hamon at Solusyon

• Mga Salik ng Panghihimasok:

· Pipe vibration → Mag-install ng mga anti-vibration mount.

· Gas entrainment → Gumamit ng inline na gas content monitor.

• Mga Pagpapahusay sa Katumpakan:

· Average na maramihang mga sukat.

· Suriin ang vibration spectra (cavitation onset ay nagti-trigger ng 1–4 kHz energy spike).

IV. Scaled-Down Model Testing: Cost-Effective Insights

1. Batayan ng Teoryang Pagkakatulad

• Mga Batas sa Pagsusukat: Panatilihin ang tiyak na bilis ns; sukat ng mga sukat ng impeller bilang:

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

• Disenyo ng Modelo:  1:2 hanggang 1:5 scale ratios; ginagaya ang mga materyales at pagkamagaspang sa ibabaw.

2. Mga Bentahe ng Vertical Turbine Pump

•Pagkatugma sa Space: Ang mga short-shaft na modelo ay umaangkop sa mga karaniwang test rig.

•Pagtitipid sa Gastos: Binawasan ang mga gastos sa pagsubok sa 10–20% ng mga full-scale na prototype.

Mga Pinagmulan ng Error at Pagwawasto

•Scale Effects:  Mga paglihis ng numero ng Reynolds → Ilapat ang mga modelo ng pagwawasto ng turbulence.

•Kagaspangan ng Ibabaw:  Mga modelong Polish sa Ra≤0.8μm upang mabawi ang mga pagkalugi sa friction.

V. Digital Simulation: Virtual Testing Revolution

1. Pagmomodelo ng CFD

• Proseso:

Bumuo ng mga full-flow-path na mga modelong 3D.

I-configure ang multiphase flow (tubig + singaw) at mga modelo ng cavitation (hal., Schnerr-Sauer).

Ulitin hanggang 3% na pagbaba ng ulo; kunin ang NPSHr.

• Pagpapatunay: Ang mga resulta ng CFD ay nagpapakita ng ≤8% na paglihis mula sa mga pisikal na pagsusulit sa mga case study.

2. Machine Learning Prediction

• Diskarte na Batay sa Data:  Sanayin ang mga modelo ng regression sa makasaysayang data; input ng mga parameter ng impeller (D2, β2, atbp.) upang mahulaan ang NPSHr.

• Pakinabang: Tinatanggal ang pisikal na pagsubok, pagputol ng mga cycle ng disenyo ng 70%.

Konklusyon: Mula sa "Empirical Guesswork" hanggang sa "Quantfiable Precision"

Vertical turbine pump cavitation testing ay dapat pagtagumpayan ang maling kuru-kuro na "ang mga natatanging istruktura ay humahadlang sa tumpak na pagsubok." Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga closed/open-loop rigs, field tests, scaled models, at digital simulation, masusukat ng mga inhinyero ang NPSHr para ma-optimize ang mga disenyo at mga diskarte sa pagpapanatili. Habang sumusulong ang hybrid testing at mga tool ng AI, ang pagkamit ng ganap na visibility at kontrol sa performance ng cavitation ay magiging karaniwang kasanayan.