1. Sainmhíniú agus Príomhthionchar Bhearna Impeller

Tagraíonn bearna an impeller don imréiteach gathacha idir an impeller agus an cásáil caidéil (nó fáinne eite treorach), idir 0.2 mm agus 0.5 mm de ghnáth. Cuireann an bhearna seo isteach go mór ar fheidhmíocht na  caidéil tuirbín ingearach ilchéime in dhá phríomhghné:

● Caillteanais Hiodrálacha: Méadaíonn bearnaí iomarcacha sreabhadh sceite, ag laghdú éifeachtúlacht toirtmhéadrach; d'fhéadfadh bearnaí róbheaga caitheamh cuimilte nó cavitation a chruthú.

● Tréithe Sreafa: Bíonn tionchar díreach ag méid na bearna ar aonfhoirmeacht an tsreafa ag an asraon impeller, rud a chuireann isteach ar chuair chinn agus éifeachtúlachta.

2. Bunús Teoiriciúil le haghaidh Optamú Bearna Impeller

2.1 Feabhsú Éifeachtúlachta Toirtmhéadrach

Sainmhínítear éifeachtúlacht toirtmhéadrach (ηₛ) mar an cóimheas idir an sreabhadh aschuir iarbhír agus an sreabhadh teoiriciúil:

ηₛ = 1 − QQleak

áit a bhfuil Qleak an sreabhadh sceitheadh ​​​​de bharr an bhearna impeller. Laghdaíonn barrfheabhsú na bearna go mór an sceitheadh. Mar shampla:

● Laghdaíonn laghdú na bearna ó 0.3 mm go 0.2 mm an sceitheadh ​​15-20%.

● I gcaidéil ilchéime, féadann barrfheabhsú carnach thar chéimeanna an éifeachtúlacht iomlán a fheabhsú 5-10%.

2.2 Laghdú ar Chaillteanais Hiodrálacha

Má dhéantar an bhearna a bharrfheabhsú, feabhsaíonn sé aonfhoirmeacht sreafa ag an asraon impeller, ag laghdú suaiteachta agus mar sin laghdaítear caillteanas ceann. Mar shampla:

● Léiríonn insamhaltaí CFD go laghdaíonn an bhearna ó 0.4 mm go 0.25 mm fuinneamh cinéiteach suaite 30%, rud a fhreagraíonn do laghdú 4-6% ar thomhaltas cumhachta seafta.

2.3 Feabhsú Feidhmíochta Cavitation

Méadaíonn bearnaí móra bíoga brú ag an inlet, ag méadú an riosca cavitation. Trí bharrfheabhsú na bearna, déantar sreabhadh a chobhsú agus ardaíonn sé an corrlach NPSHr (glancheann súchán dearfach), go háirithe éifeachtach faoi choinníollacha sreafa íseal.

3. Fíorú Turgnamhach agus Cásanna Innealtóireachta

3.1 Sonraí Tástála Saotharlainne

Rinne institiúid taighde tástálacha comparáideacha ar a caidéal tuirbín ingearach multistage (paraiméadair: 2950 rpm, 100 m³/h, 200 m ceann).

3.2 Samplaí d'Fheidhmchláir Thionsclaíoch

● Aisfheisteas Caidéal Scaipthe Peitriceimiceach: Laghdaigh scaglann an bhearna impeller ó 0.4 mm go 0.28 mm, ag baint amach coigilteas bliantúil fuinnimh de 120 kW·h agus laghdú 8% ar chostais oibriúcháin.

● Optamú Caidéal Instealladh Ardán Eischósta: Ag baint úsáide as interferometry léasair chun an bhearna a rialú (± 0.02 mm), feabhsaíodh éifeachtúlacht toirtmhéadrach caidéil ó 81% go 89%, ag réiteach saincheisteanna creathadh de bharr bearnaí iomarcacha.

4. Modhanna Optamaithe agus Céimeanna Forfheidhmithe

4.1 Múnla Matamaitice le haghaidh Barrfheabhsú Bearnaí

Bunaithe ar dhlíthe cosúlachta caidéil lártheifeacha agus comhéifeachtaí ceartúcháin, is é an gaol idir bearna agus éifeachtúlacht:

η = η₀(1 − k·δD)

i gcás inarb é δ luach na bearna, is é D an trastomhas impeller, agus is comhéifeacht eimpíreach é k (0.1–0.3 go hiondúil).

4.2 Príomhtheicneolaíochtaí Forfheidhmithe

●Déantúsaíocht Bheachtais: Baineann meaisíní CNC agus uirlisí meilte amach beachtas ar leibhéal micrea-mhéadair (IT7-IT8) le haghaidh impellers agus casings.

●Tomhas In-Situ: Déanann uirlisí ailínithe léasair agus tomhasairí tiús ultrasonaic monatóireacht ar bhearnaí le linn tionóil chun diallais a sheachaint.

● Coigeartú Dinimiciúla: I gcás meáin ardteochta nó creimneach, úsáidtear fáinní séalaithe in-athsholáthair le mionchoigeartú bolt-bhunaithe.

4.3 Nithe

● Iarmhéid Frithchuimilte-Caitheamh: Méadaíonn bearnaí ró-bheag caitheamh meicniúil; ní mór cruas ábhartha (m.sh., Cr12MoV le haghaidh impellers, HT250 do chásálacha) agus coinníollacha oibriúcháin a chothromú.

● Cúiteamh um Leathnú Teirmeach: Tá bearnaí in áirithe (0.03-0.05 mm) riachtanach le haghaidh feidhmeanna ardteochta (m.sh., caidéil ola te).

5. Treochtaí sa Todhchaí

●Dearadh Digiteach: Cinnfidh halgartaim optamaithe bunaithe ar AI (m.sh., halgartaim ghéiniteacha) na bearnaí is fearr go tapa.

●Déantúsaíocht Bhreiseáin: Cuireann priontáil miotail 3D ar chumas dearaí cásála impeller comhtháite, ag laghdú earráidí cóimeála.

●Monatóireacht Chliste: Cumasóidh braiteoirí snáthoptaice atá péireáilte le cúpla digiteach monatóireacht bearna fíor-ama agus tuar díghrádaithe feidhmíochta.

Conclúid

Tá optamú bearna impeller ar cheann de na modhanna is dírí chun éifeachtacht caidéil tuirbín ingearach ilchéime a fheabhsú. Má chomhcheanglaítear déantúsaíocht bheachtais, coigeartú dinimiciúil, agus monatóireacht chliste is féidir gnóthachain éifeachtúlachta 5-15% a bhaint amach, tomhaltas fuinnimh a laghdú, agus costais chothabhála níos ísle. Le dul chun cinn sa déantúsaíocht agus sa anailísíocht, tiocfaidh barrfheabhsú bearna chun cinn i dtreo beachtas agus faisnéis níos airde, agus beidh sé ina croí-theicneolaíocht d'iarfheistiú fuinnimh caidéil.

Nóta: Ní mór do réitigh innealtóireachta praiticiúla airíonna meánacha, coinníollacha oibriúcháin, agus srianta costais a chomhtháthú, arna bhailíochtú trí anailís ar chostais saolré (LCC).