1. Definysje en Key Impacts fan Impeller Gap

De waaier gap ferwiist nei de radiale klaring tusken de waaier en de pomp casing (as gids vaan ring), typysk fariearjend fan 0.2 mm oant 0.5 mm. Dit gat gâns ynfloed op de prestaasjes fan  multistage fertikale turbine pompen yn twa haadaspekten:

● Hydraulic Losses: Oermjittige spaasjes fergrutsje leakagestream, ferminderjen fan volumetryske effisjinsje; te lytse gatten kinne wriuwingsslijtage of kavitaasje feroarsaakje.

● Flow Skaaimerken: Gap grutte direkt beynfloedet de stream uniformiteit by de waaier outlet, dêrmei ynfloed op holle en effisjinsje curves.

2. Teoretyske basis foar Impeller Gap Optimization

2.1 Volumetryske effisjinsjeferbettering

Volumetryske effisjinsje (ηₛ) wurdt definiearre as de ferhâlding fan werklike útfierstream nei teoretyske stream:

ηₛ = 1 − QQleak

dêr't Qleak is de lekkage stream feroarsake troch de impeller gap. Optimalisearjen fan it gat ferminderet lekken signifikant. Bygelyks:

● It ferminderjen fan it gat fan 0.3 mm nei 0.2 mm fermindert lekkage mei 15–20%.

● Yn multistage pompen kin kumulative optimisaasje oer stadia de totale effisjinsje ferbetterje troch 5-10%.

2.2 Reduksje yn hydraulyske ferliezen

Optimalisearjen fan it gat ferbettert streamuniformiteit by de waaierútlaat, it ferminderjen fan turbulinsje en sa minimearje holle ferlies. Bygelyks:

● CFD-simulaasjes litte sjen dat it ferminderjen fan it gat fan 0.4 mm nei 0.25 mm ferleget turbulinte kinetyske enerzjy mei 30%, oerienkommende mei in 4-6% reduksje yn shaft enerzjyferbrûk.

2.3 Cavitation Performance Enhancement

Grutte gatten fergrutsje drukpulsaasjes by de ynham, wêrtroch it risiko fan kavitaasje ferheget. It optimalisearjen fan it gat stabilisearret de stream en ferheget de NPSHr (netto positive suction head) marzje, benammen effektyf ûnder omstannichheden mei leechstream.

3. Eksperimintele ferifikaasje en Engineering Cases

3.1 Laboratoarium Test Data

In ûndersyksynstitút útfierd ferlykjende testen op in multistage fertikale turbine pomp (parameters: 2950 rpm, 100 m³/h, 200 m kop).

3.2 Yndustriële tapassing foarbylden

● Petrochemical Circulation Pump Retrofit: In raffinaderij fermindere de impeller gap fan 0.4 mm nei 0.28 mm, it realisearjen fan jierlikse enerzjybesparring fan 120 kW · h en in 8% reduksje yn bedriuwskosten.

● Offshore Platform Injection Pump Optimization: Mei help fan laser-ynterferometry om it gat te kontrolearjen (± 0.02 mm), ferbettere de volumetryske effisjinsje fan in pomp fan 81% nei 89%, it oplossen fan trillingsproblemen dy't feroarsake binne troch oermjittige gatten.

4. Optimalisaasje Metoaden en ymplemintaasje Stappen

4.1 Wiskundige Model foar Gap Optimization

Op grûn fan wetten en korreksjekoeffizienten foar sintrifugale pompen is de relaasje tusken gat en effisjinsje:

η = η₀(1 − k·δD)

dêr't δ de gapwearde is, D de waaierdiameter is, en k in empiryske koeffizient is (typysk 0.1-0.3).

4.2 Key ymplemintaasje Technologies

●Precision Manufacturing: CNC-masines en slijp-ark berikke mikrometer-nivo-precision (IT7–IT8) foar waaiers en casings.

●In-situ mjitting: Laser-ôfstimmingsark en ultrasone diktemeters kontrolearje gatten by montage om ôfwikingen te foarkommen.

● Dynamyske oanpassing: Foar hege temperatuer of korrosive media wurde ferfangbere dichtringen mei bolt-basearre fine-tuning brûkt.

4.3 Oerwagings

● Friction-Wear Balance: Undersized gatten fergrutsje meganyske wear; materiaal hurdens (bgl. Cr12MoV foar waaiers, HT250 foar casings) en operasjonele betingsten moatte wurde balansearre.

● Kompensaasje foar termyske útwreiding: Reservearre gatten (0.03–0.05 mm) binne nedich foar applikaasjes mei hege temperatueren (bygelyks hjitte oaljepompen).

5. Future Trends

●Digitaal ûntwerp: AI-basearre optimalisaasjealgoritmen (bgl. genetyske algoritmen) sille rap optimale gatten bepale.

●Additive Manufacturing: Metal 3D-printsjen makket yntegreare ûntwerpen fan waaierbehuizing mooglik, wêrtroch assemblagefouten ferminderje.

●Smart Monitoring: Fiber-optyske sensors keppele mei digitale twilling sille real-time gatmonitoring en foarsizzing fan prestaasjesdegradaasje ynskeakelje.

Konklúzje

Optimalisaasje fan waaiergap is ien fan 'e meast direkte metoaden om de effisjinsje fan multistage fertikale turbinepomp te ferbetterjen. It kombinearjen fan presysproduksje, dynamyske oanpassing en yntelliginte tafersjoch kin effisjinsjewinsten fan 5-15% berikke, enerzjyferbrûk ferminderje en ûnderhâldskosten ferleegje. Mei foarútgong yn fabrikaazje en analytyk sil gapoptimalisaasje evoluearje nei hegere presyzje en yntelliginsje, en wurdt in kearntechnology foar retrofitting fan pompenerzjy.

Noat: Praktyske technyske oplossingen moatte medium eigenskippen, operasjonele betingsten, en kostenbeheiningen yntegrearje, falidearre troch analyse fan libbenssykluskosten (LCC).