Sekä käyttäjät että valmistajat odottavat aksiaalinen jaettu kotelo pumppu toimimaan aina parhaalla tehokkuuspisteellä (BEP). Valitettavasti useista syistä useimmat pumput poikkeavat BEP:stä (tai toimivat osakuormalla), mutta poikkeama vaihtelee. Tästä syystä on välttämätöntä ymmärtää virtausilmiöt osittaisella kuormituksella.

Osittainen kuormituskäyttö

Osakuormituskäyttö tarkoittaa pumpun käyttötilaa, joka ei saavuta täyttä kuormaa (yleensä suunnittelupiste tai paras hyötysuhde).

Pumpun ilmeiset ilmiöt osittaisella kuormituksella

Kun aksiaalinen jaettu kotelo pumppu käytetään osittaisella kuormituksella, sitä esiintyy yleensä: sisäinen uudelleenvirtaus, paineenvaihtelut (eli ns. jännittävä voima), lisääntynyt radiaalinen voima, lisääntynyt tärinä ja lisääntynyt melu. Vakavissa tapauksissa voi myös esiintyä suorituskyvyn heikkenemistä ja kavitaatiota.

Jännittävä voima ja lähde

Osakuormitusolosuhteissa juoksupyörässä ja diffuusorissa tai kierteessä tapahtuu virtauksen erottuminen ja kierrätys. Tämän seurauksena siipipyörän ympärille syntyy paineen vaihteluita, jotka synnyttävät pumpun roottoriin vaikuttavan niin sanotun jännitysvoiman. Suurinopeuksisissa pumpuissa nämä epävakaat hydrauliset voimat ylittävät yleensä paljon mekaaniset epätasapainovoimat ja ovat siksi yleensä pääasiallinen tärinäherätyksen lähde.

Virran kierrättäminen diffuusorista tai kierteestä takaisin juoksupyörään ja siipipyörästä takaisin imuaukkoon aiheuttaa voimakkaan vuorovaikutuksen näiden komponenttien välillä. Tällä on suuri vaikutus ylävirtauskäyrän vakauteen ja viritysvoimiin.

Hajottimesta tai kierteestä kierrätetty neste on myös vuorovaikutuksessa juoksupyörän sivuseinän ja kotelon välisen nesteen kanssa. Siksi se vaikuttaa aksiaaliseen työntövoimaan ja raon läpi virtaavaan nesteeseen, millä puolestaan ​​on suuri vaikutus pumpun roottorin dynaamiseen suorituskykyyn. Siksi pumpun roottorin värähtelyn ymmärtämiseksi on ymmärrettävä virtausilmiöt osittaisella kuormituksella.

Nesteen virtausilmiöitä osittaisella kuormituksella

Kun käyttöolopisteen ja suunnittelupisteen (yleensä paras hyötysuhde) välinen ero kasvaa vähitellen (siirtymällä kohti pienen virtauksen suuntaa), epäsuotuisan lähestymisvirtauksen vuoksi juoksupyörän tai diffuusorin siipille muodostuu epävakaata nesteliikettä, mikä johtaa virtauksen erottumiseen (de-flow) ja mekaaniseen tärinään, johon liittyy lisääntynyt melu ja kavitaatio. Osakuormalla (eli pienillä virtausnopeuksilla) käytettäessä siipien profiilit osoittavat erittäin epävakaita virtausilmiöitä - neste ei voi seurata siipien imupuolen muotoa, mikä johtaa suhteellisen virtauksen erottumiseen. Nesteen rajakerroksen erottuminen on epävakaa virtausprosessi ja häiritsee suuresti nesteen taipumista ja kääntymistä teräprofiileissa, mikä on välttämätöntä päälle. Se johtaa prosessoidun nesteen painepulsaatioihin pumpun virtausreitillä tai pumppuun liitetyissä komponenteissa, tärinään ja meluon. Nesterajakerroksen erotuksen lisäksi nesteen rajapintakerroksen jatkuvasti epäsuotuisat osakuormakäyttöominaisuudet. jaettu tapaus pumppuun vaikuttaa myös epävakaus ulkoisessa osakuorman kierrätyksessä siipipyörän sisääntulossa (tulon paluuvirtaus) ja sisäisessä osakuorman kierrätyksessä juoksupyörän ulostulossa (poiston paluuvirtaus). Ulkoinen kierrätys juoksupyörän sisääntulossa tapahtuu, jos virtausnopeuden (alivuoto) ja suunnittelupisteen välillä on suuri ero. Osakuormitusolosuhteissa sisääntulokierrätyksen virtaussuunta on vastakkainen imuputken päävirtaussuuntaan nähden - se voidaan havaita useampaa imuputken halkaisijaa vastaavalta etäisyydeltä päävirtauksen vastakkaisessa suunnassa. Kierrätyksen aksiaalisen virtauksen laajenemista rajoittavat esimerkiksi väliseinät, kulmaukset ja putken poikkileikkauksen muutokset. Jos aksiaalinen halkeama kotelopumppu korkealla nostokorkeudella ja suurella moottoriteholla, kun sitä käytetään osakuormalla, minimirajalla tai jopa kuolleessa pisteessä, kuljettajan suuri lähtöteho siirtyy käsiteltävään nesteeseen, jolloin sen lämpötila nousee nopeasti. Tämä vuorostaan ​​johtaa pumpattavan väliaineen höyrystymiseen, mikä vaurioittaa pumppua (johtuen rakoista) tai jopa saa pumpun räjähtämään (höyrynpaineen nousu).

Minimi jatkuva vakaa virtausnopeus

Onko saman pumpun pienin jatkuva vakaa virtausnopeus (tai prosenttiosuus parhaasta tehokkuudesta) sama, kun se käy kiinteällä ja muuttuvalla nopeudella?

Vastaus on kyllä. Koska aksiaalisen jaetun kotelon pumpun pienin jatkuva vakaa virtausnopeus liittyy imukohtaiseen nopeuteen, kun pumpun tyypin rakenteen koko (virtauksen läpi kulkevat komponentit) on määritetty, määritetään sen imukohtainen nopeus ja alue, jolla pumppu toimii. voidaan toimia vakaasti määritetään (mitä suurempi imuominaisnopeus, sitä pienempi pumpun vakaa toiminta-alue), eli määritetään pumpun pienin jatkuva vakaa virtausnopeus. Siksi tietyn rakennekoon omaavalle pumpulle, käytiinpä se kiinteällä nopeudella tai muuttuvalla nopeudella, sen pienin jatkuva vakaa virtausnopeus (tai prosenttiosuus parhaan hyötysuhteen pistevirtauksesta) on sama.