Baik pengguna maupun produsen mengharapkannya pompa kasus split aksial untuk selalu beroperasi pada titik efisiensi terbaik (BEP). Sayangnya, karena berbagai alasan, sebagian besar pompa menyimpang dari BEP (atau beroperasi pada beban parsial), namun penyimpangannya bervariasi. Oleh karena itu, perlu dipahami fenomena aliran pada beban parsial.

Operasi beban parsial

Operasi beban parsial mengacu pada keadaan pengoperasian pompa yang tidak mencapai beban penuh (biasanya titik desain atau titik efisiensi terbaik).

Fenomena nyata dari pompa di bawah beban parsial

Ketika pompa kasus split aksial dioperasikan pada beban parsial, biasanya terjadi: reflow internal, fluktuasi tekanan (yaitu yang disebut gaya eksitasi), peningkatan gaya radial, peningkatan getaran, dan peningkatan kebisingan. Dalam kasus yang parah, penurunan kinerja dan kavitasi juga dapat terjadi.

Kekuatan dan sumber yang menarik

Pada kondisi beban parsial, pemisahan aliran dan resirkulasi terjadi pada impeller dan diffuser atau volute. Akibatnya, fluktuasi tekanan terjadi di sekitar impeler, yang menghasilkan gaya menarik yang bekerja pada rotor pompa. Pada pompa berkecepatan tinggi, gaya hidraulik yang tidak stabil ini biasanya jauh melebihi gaya ketidakseimbangan mekanis dan oleh karena itu biasanya merupakan sumber utama eksitasi getaran.

Sirkulasi ulang aliran dari diffuser atau volute kembali ke impeller dan dari impeller kembali ke lubang hisap menyebabkan interaksi yang kuat antara komponen-komponen tersebut. Hal ini mempunyai pengaruh yang besar terhadap kestabilan kurva head-flow dan gaya eksitasi.

Fluida yang disirkulasi ulang dari diffuser atau volute juga berinteraksi dengan fluida antara dinding samping impeller dan casing. Oleh karena itu, berdampak pada gaya dorong aksial dan fluida yang mengalir melalui celah, yang pada gilirannya berdampak besar pada kinerja dinamis rotor pompa. Oleh karena itu, untuk memahami getaran rotor pompa, fenomena aliran pada beban parsial harus dipahami.

Fenomena aliran fluida pada beban parsial

Ketika perbedaan antara titik kondisi operasi dan titik desain (biasanya titik efisiensi terbaik) meningkat secara bertahap (bergeser ke arah aliran kecil), gerakan fluida yang tidak stabil akan terbentuk pada bilah impeller atau diffuser karena aliran pendekatan yang tidak menguntungkan, yang akan menyebabkan pemisahan aliran (de-flow) dan getaran mekanis, disertai dengan peningkatan kebisingan dan kavitasi. Saat beroperasi pada beban sebagian (yaitu laju aliran rendah), profil sudu menunjukkan fenomena aliran yang sangat tidak stabil - fluida tidak dapat mengikuti kontur sisi hisap sudu, yang menyebabkan pemisahan aliran relatif. Pemisahan lapisan batas fluida merupakan proses aliran yang tidak stabil dan sangat mengganggu defleksi dan perputaran fluida pada profil sudu, yang diperlukan untuk head. Hal ini menyebabkan denyut tekanan dari fluida yang diproses di jalur aliran pompa atau komponen yang terhubung ke pompa, getaran dan kebisingan. Selain pemisahan lapisan batas fluida, karakteristik operasi beban bagian yang terus-menerus tidak menguntungkan kasus terpisah Pompa juga dipengaruhi oleh ketidakstabilan resirkulasi beban bagian luar pada saluran masuk impeler (inlet return flow) dan resirkulasi beban bagian internal pada saluran keluar impeler (outlet return flow). Resirkulasi eksternal pada saluran masuk impeller terjadi jika terdapat perbedaan besar antara laju aliran (underflow) dan titik desain. Pada kondisi beban sebagian, arah aliran resirkulasi saluran masuk berlawanan dengan arah aliran utama pada pipa hisap - dapat dideteksi pada jarak yang sesuai dengan beberapa diameter pipa hisap yang berlawanan arah dengan aliran utama. Perluasan aliran aksial resirkulasi dibatasi oleh, misalnya, partisi, siku, dan perubahan penampang pipa. Jika perpecahan aksial pompa kasus dengan head tinggi dan daya motor tinggi dioperasikan pada beban parsial, batas minimum, atau bahkan pada titik mati, daya keluaran pengemudi yang tinggi akan ditransfer ke fluida yang ditangani, menyebabkan suhunya naik dengan cepat. Hal ini pada gilirannya akan menyebabkan penguapan media yang dipompa, yang akan merusak pompa (akibat gap jamming) atau bahkan menyebabkan pompa meledak (peningkatan tekanan uap).

Laju aliran stabil minimum yang berkelanjutan

Untuk pompa yang sama, apakah laju aliran stabil kontinu minimumnya (atau persentase laju aliran titik efisiensi terbaik) sama ketika pompa tersebut bekerja pada kecepatan tetap dan kecepatan variabel?

Jawabannya adalah ya. Karena laju aliran stabil kontinu minimum dari pompa kasus split aksial terkait dengan kecepatan spesifik isap, setelah ukuran struktur jenis pompa (komponen pelintas aliran) ditentukan, kecepatan spesifik isapnya ditentukan, dan kisaran di mana pompa dapat beroperasi secara stabil ditentukan (semakin besar kecepatan spesifik hisap, semakin kecil rentang operasi stabil pompa), yaitu, laju aliran stabil minimum pompa ditentukan. Oleh karena itu, untuk pompa dengan ukuran struktur tertentu, baik yang beroperasi pada kecepatan tetap atau kecepatan variabel, laju aliran stabil kontinu minimumnya (atau persentase laju aliran titik efisiensi terbaik) adalah sama.