Mind a felhasználók, mind a gyártók elvárják axiális osztott házas szivattyú hogy mindig a legjobb hatékonysági ponton (BEP) működjön. Sajnos sok ok miatt a legtöbb szivattyú eltér a BEP-től (vagy részterheléssel működik), de az eltérés változó. Emiatt meg kell érteni a részleges terhelés alatti áramlási jelenségeket.

Részleges terhelésű működés

A részterheléses üzem a szivattyú olyan üzemállapotára vonatkozik, amely nem éri el a teljes terhelést (általában a tervezési pontot vagy a legjobb hatásfok pontot).

A szivattyú látható jelenségei részleges terhelés alatt

Amikor a axiális osztott házas szivattyú részterheléssel üzemel, általában akkor fordul elő: belső visszafolyás, nyomásingadozás (vagyis az ún. gerjesztő erő), megnövekedett sugárirányú erő, megnövekedett vibráció és fokozott zaj. Súlyos esetekben teljesítményromlás és kavitáció is előfordulhat.

Izgalmas erő és forrás

Részleges terhelés esetén az áramlás elválasztása és visszakeringtetése történik a járókerékben és a diffúzorban vagy a tekercsben. Ennek eredményeként a járókerék körül nyomásingadozások keletkeznek, amelyek a szivattyú forgórészére ható, úgynevezett gerjesztő erőt hoznak létre. A nagy sebességű szivattyúkban ezek az instabil hidraulikus erők általában jóval meghaladják a mechanikai kiegyensúlyozatlan erőket, ezért általában a rezgésgerjesztés fő forrásai.

A diffúzorból vagy tekercsből a járókerékbe és a járókerékből a szívónyílásba visszavezetett áramlás erős kölcsönhatást okoz ezen alkatrészek között. Ez nagyban befolyásolja a fej-áramlási görbe stabilitását és a gerjesztő erőket.

A diffúzorból vagy spirálból visszavezetett folyadék a járókerék oldalfala és a ház között is kölcsönhatásba lép a folyadékkal. Ezért hatással van az axiális tolóerőre és a résen átáramló folyadékra, ami viszont nagy hatással van a szivattyú forgórészének dinamikus teljesítményére. Ezért a szivattyú forgórészének rezgésének megértéséhez meg kell érteni a részleges terhelés alatti áramlási jelenségeket.

Folyadékáramlási jelenségek részleges terhelés mellett

Az üzemállapot pont és a tervezési pont (általában a legjobb hatásfok) közötti különbség fokozatosan növekszik (eltolódik a kis áramlás iránya felé), a kedvezőtlen megközelítési áramlás miatt instabil folyadékmozgás alakul ki a járókeréken vagy a diffúzor lapátokon, ami az áramlás szétválásához (de-flow) és mechanikai vibrációhoz vezet, amit fokozott zaj és kavitáció kísér. Részterhelés mellett (azaz alacsony áramlási sebességgel) a lapátprofilok nagyon instabil áramlási jelenségeket mutatnak - a folyadék nem tudja követni a lapátok szívóoldalának kontúrját, ami a relatív áramlás szétválásához vezet. A folyadékhatároló réteg leválasztása instabil áramlási folyamat, és nagymértékben megzavarja a folyadék eltérülését és elfordulását a lapátprofiloknál, ami a fej számára szükséges. Ez a feldolgozott közeg nyomásának pulzációjához vezet a szivattyú áramlási útján vagy a szivattyúhoz csatlakoztatott alkatrészekben, rezgéshez és zajhoz. A folyadékhatárréteg elválasztása mellett a tartósan kedvezőtlen részterheléses üzemi jellemzők osztott ügy szivattyút is befolyásolja a külső részterhelés-recirkuláció instabilitása a járókerék bemeneténél (bemeneti visszatérő áramlás) és a belső részterhelés-recirkuláció a járókerék kimeneténél (kimeneti visszatérő áramlás). A külső recirkuláció a járókerék bemeneténél akkor következik be, ha nagy eltérés van az áramlási sebesség (alulfolyás) és a tervezési pont között. Részterhelési viszonyok között a bemeneti recirkuláció áramlási iránya a szívócsőben a fő áramlási irányával ellentétes - több szívócső-átmérőnek megfelelő távolságból érzékelhető a főáramlással ellentétes irányban. A recirkuláció axiális áramlásának bővülését korlátozzák például válaszfalak, könyökök és a csőkeresztmetszet változásai. Ha axiális hasadás házas szivattyú nagy fejjel és nagy motorteljesítmény mellett részterhelésen, minimális határértéken vagy akár holtponton is működik, a vezető nagy kimenő teljesítménye átkerül a kezelt folyadékra, aminek következtében annak hőmérséklete gyorsan megemelkedik. Ez viszont a szivattyúzott közeg elpárologtatásához vezet, ami károsítja a szivattyút (a hézagbeszorulás miatt), vagy akár szétrobban (a gőznyomás növekedése).

Minimális folyamatos stabil áramlási sebesség

Ugyanannak a szivattyúnak a minimális folyamatos, stabil áramlási sebessége (vagy a legjobb hatásfok pont szerinti áramlási sebesség százaléka) ugyanaz, ha fix fordulatszámon és változó fordulatszámon működik?

A válasz igen. Mivel az axiális osztott házas szivattyú minimális folyamatos, stabil áramlási sebessége a szívó fajlagos sebességgel függ össze, a szivattyú típusú szerkezet méretének (az áthaladó alkatrészek) meghatározása után meghatározásra kerül a szívó fajlagos sebessége és a tartomány, amelyben a szivattyú Meghatározzuk a stabilan tud működni (minél nagyobb a szívási fajlagos fordulatszám, annál kisebb a szivattyú stabil működési tartománya), azaz meghatározzuk a szivattyú minimális folyamatos stabil áramlási sebességét. Ezért egy bizonyos szerkezeti méretű szivattyú esetében, függetlenül attól, hogy fix fordulatszámon vagy változó fordulatszámon működik, a minimális folyamatos stabil áramlási sebesség (vagy a legjobb hatásfok pont szerinti áramlási sebesség százaléka) azonos.