Kavitation er falin ógn við  lóðrétt túrbínudæla  aðgerð, sem veldur titringi, hávaða og rofi á hjóli sem getur leitt til skelfilegra bilana. Hins vegar, vegna einstakrar uppbyggingar þeirra (skaftslengd allt að tugir metra) og flókinnar uppsetningar, felur í sér veruleg áskorun í kavitunarprófun (NPSHr-ákvörðun) fyrir lóðrétta hverfladælur.

I. Prófunarbúnaður með lokaðri lykkju: Nákvæmni vs staðbundin takmarkanir

1.Prófunarreglur og verklagsreglur

• Kjarnabúnaður: Lokað hringrásarkerfi (tæmisdæla, sveiflujöfnunargeymir, flæðimælir, þrýstiskynjarar) fyrir nákvæma inntaksþrýstingsstýringu.

• Aðferð:

· Festa dæluhraða og flæðishraða.

· Lækkaðu inntaksþrýstinginn smám saman þar til höfuðið lækkar um 3% (NPSHr skilgreiningarpunktur).

· Skráðu mikilvægan þrýsting og reiknaðu NPSHr.

• Gagnanákvæmni: ±2%, í samræmi við ISO 5199 staðla.

2. Áskoranir fyrir lóðrétta túrbínudælur

• Plásstakmarkanir: Staðlaðar lokaðar útgerðir hafa ≤5 m lóðrétta hæð, ósamrýmanlegar dælum með löngum skafti (venjuleg skaftlengd: 10–30 m).

• Kvik hegðunarröskun: Stytting skafta breytir mikilvægum hraða og titringsstillingum, þannig að niðurstöður prófa skekkast.

3. Iðnaðarumsóknir

• Notkunartilvik: Djúpbrunnsdælur með stuttum skaftum (skaft ≤5 m), frumgerð R&D.

• Tilviksrannsókn: Dæluframleiðandi lækkaði NPSHr um 22% eftir að hafa fínstillt hönnun hjólsins með 200 prófunum með lokuðum lykkjum.

II. Opinn lykkja prófunarbúnaður: Jafnvægi sveigjanleika og nákvæmni

1. Prófunarreglur

• Opið kerfi:Notar vökvastigsmun geyma eða lofttæmisdælur fyrir inntaksþrýstingsstýringu (einfaldara en minna nákvæmt).

• Lykiluppfærslur:

· Mikil nákvæmni mismunadrifssenda (villa ≤0.1% FS).

· Laserflæðismælar (±0.5% nákvæmni) koma í stað hefðbundinna túrbínumæla.

2. Lóðrétt túrbínudæluaðlögun

• Deep-Well Simulation: Smíðið neðanjarðar stokka (dýpt ≥ lengd dæluskafts) til að endurtaka niðurdýfingarskilyrði.

• Gagnaleiðrétting:CFD líkan bætir upp inntaksþrýstingstap af völdum viðnáms í leiðslum.

III. Vettvangsprófun: Raunveruleg staðfesting

1. Prófunarreglur

• Notkunarstillingar: Stilltu inntaksþrýstinginn með inngjöf ventils eða VFD hraðabreytingum til að bera kennsl á fallpunkta.

• Lykilformúla:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Karfst að mæla inntaksþrýstingspinna, hraða vin og vökvahitastig.)

Málsmeðferð

Settu upp þrýstiskynjara með mikilli nákvæmni við inntaksflansinn.

Lokaðu smám saman inntakslokum á meðan þú skráir flæði, höfuð og þrýsting.

Teiknaðu kúrfu höfuð á móti inntaksþrýstingi til að bera kennsl á NPSHr beygingarpunkt.

2.Áskoranir og lausnir

• Truflunarþættir:

· Pip titringur → Settu upp titringsvarnarfestingar.

· Gasflæði → Notaðu innbyggða gasinnihaldsskjái.

• Aukin nákvæmni:

· Að meðaltali margar mælingar.

· Greindu titringsróf (byrjun hola kallar fram 1–4 kHz orkutoppa).

IV. Mæld módelprófun: Hagkvæm innsýn

1. Grundvöllur líkindakenninga

•Stærðarlög: Halda ákveðnum hraða ns; mælikvarða á hjólum sem:

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

•Módelhönnun:  1:2 til 1:5 kvarðahlutföll; endurtaka efni og yfirborðsgrófleika.

2. Lóðrétt túrbínudæla Kostir

• Geimsamhæfni: Stuttskaft módel passa við venjulega prófunarbúnað.

•Kostnaðarsparnaður: Prófunarkostnaður lækkaður í 10–20% af frumgerðum í fullri stærð.

Villuheimildir og leiðréttingar

•Mærðaráhrif:  Reynolds tölufrávik → Notaðu líkön fyrir ókyrrðleiðréttingu.

•Yfirborðsgrófleiki:  Pólsk módel til Ra≤0.8μm til að vega upp á móti núningstapi.

V. Digital Simulation: Virtual Testing Revolution

1. CFD líkangerð

• Ferli:

Búðu til þrívíddarlíkön með fullri flæðisbraut.

Stilltu fjölfasa flæði (vatn + gufa) og kavitationslíkön (td Schnerr-Sauer).

Endurtekið þar til 3% höfuðfall er; útdráttur NPSHr.

• Staðfesting: CFD niðurstöður sýna ≤8% frávik frá líkamlegum prófum í tilviksrannsóknum.

2. Machine Learning Prediction

• Gagnadrifin nálgun:  Þjálfa aðhvarfslíkön á söguleg gögn; inntaks hjólbreytur (D2, β2, osfrv.) til að spá fyrir um NPSHr.

• Kostur: Útrýma líkamlegum prófunum, skera hönnunarlotur um 70%.

Niðurstaða: Frá „Reynsfræðilegri ágiskun“ til „Mælanleg nákvæmni“

Lóðrétt kavitunarprófun á túrbínudælu verður að vinna bug á þeim misskilningi að "einstök mannvirki útiloki nákvæmar prófanir." Með því að sameina rigga með lokuðum/opnum lykkjum, vettvangsprófanir, stærðarlíkön og stafrænar eftirlíkingar, geta verkfræðingar mælt NPSHr til að hámarka hönnun og viðhaldsaðferðir. Eftir því sem blendingaprófanir og gervigreindarverkfæri fleygja fram, verður að ná fullum sýnileika og stjórn á afköstum kavitans orðið staðlaðar venjur.