Cavitation ancaman didhelikake kanggo  pompa turbin vertikal  operasi, nyebabake geter, gangguan, lan erosi impeller sing bisa nyebabake kegagalan bencana. Nanging, amarga struktur unik (panjang poros nganti puluhan meter) lan instalasi sing rumit, tes kinerja kavitasi (penentuan NPSHr) kanggo pompa turbin vertikal nyebabake tantangan sing signifikan.

I. Ditutup-Loop Test Rig: Precision vs Watesan spasial

1. Prinsip lan Tata Cara Pengujian

• Peralatan Inti: Sistem loop tertutup (pompa vakum, tangki stabilizer, flowmeter, sensor tekanan) kanggo kontrol tekanan inlet sing tepat.

• Prosedur:

· Ndandani kacepetan pompa lan tingkat aliran.

· Suda sithik tekanan inlet nganti sirah mudhun 3% (titik definisi NPSHr).

· Rekam tekanan kritis lan ngitung NPSHr.

• Akurasi Data: ±2%, tundhuk karo standar ISO 5199.

2. Tantangan kanggo Pumps Turbin Vertikal

• Watesan Spasi: Rig loop tertutup standar duwe dhuwur vertikal ≤5 m, ora cocog karo pompa poros dawa (dawa batang khas: 10-30 m).

• Dynamic Behavior Distortion: Shortening shafts ngowahi kacepetan kritis lan mode geter, asil test skewing.

3. Aplikasi Industri

• Kasus Gunakake: Pompa sumur jero poros cendhak (poros ≤5 m), R&D prototipe.

• Studi Kasus: Pabrik pompa nyuda NPSHr kanthi 22% sawise ngoptimalake desain impeller liwat 200 tes loop tertutup.

II. Open-Loop Test Rig: Balancing Fleksibilitas lan Akurasi

1. Prinsip Pengujian

• Sistem mbukak:Migunakake beda tingkat cairan tank utawa pompa vakum kanggo kontrol tekanan inlet (luwih prasaja nanging kurang tepat).

• Nganyarke Kunci:

· Pemancar tekanan diferensial kanthi akurasi dhuwur (kesalahan ≤0.1% FS).

· Laser flowmeters (akurasi ± 0.5%) ngganti meter turbin tradisional.

2. Adaptasi Pump Turbin Vertikal

• Simulasi Deep-Well: Mbangun shafts lemah (ambane ≥ dawa poros pump) kanggo niru kahanan kecemplung.

• Koreksi Data:Pemodelan CFD ngimbangi kerugian tekanan inlet sing disebabake resistensi pipa.

III. Pengujian Lapangan: Validasi Donya Nyata

1. Prinsip Pengujian

• Pangaturan Operasional: Modulasi tekanan inlet liwat katup throttling utawa owah-owahan kacepetan VFD kanggo ngenali titik gulung sirah.

• Formula Kunci:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Mbutuhake pangukuran tekanan inlet Pin, kecepatan vin, lan suhu cairan.)

prosedur

Pasang sensor tekanan kanthi akurasi dhuwur ing flange inlet.

Alon-alon nutup katup mlebu nalika ngrekam aliran, sirah, lan tekanan.

Plot sirah vs kurva tekanan inlet kanggo ngenali titik infleksi NPSHr.

2. Tantangan lan Solusi

• Faktor Interferensi:

· Pipa geter → Pasang anti-getaran gunung.

· Gas entrainment → Gunakake monitor isi gas inline.

• Peningkatan Akurasi:

· Rata-rata sawetara pangukuran.

· Analisa spektrum getaran (awitan kavitasi memicu lonjakan energi 1–4 kHz).

IV. Pengujian Model Scaled-Mudhun: Wawasan Biaya-Efektif

1. Landasan Teori Similarity

• Hukum Skala: Njaga kacepetan tartamtu ns; ukuran impeller skala minangka:

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

• Desain Model:  rasio skala 1:2 nganti 1:5; replikasi bahan lan kekasaran permukaan.

2. Kaluwihan Pump Turbin Vertikal

•Kompatibilitas Space: Model poros cendhak pas karo rig uji standar.

• Ngirit biaya: Biaya tes dikurangi dadi 10-20% saka prototipe skala lengkap.

Sumber kesalahan lan koreksi

•Efek Skala:  Penyimpangan angka Reynolds → Gunakake model koreksi turbulensi.

Kekasaran lumahing:  Model Polandia nganti Ra≤0.8μm kanggo ngimbangi kerugian gesekan.

V. Simulasi Digital: Virtual Testing Revolusi

1. Pemodelan CFD

•Proses:

Mbangun model 3D full-flow-path.

Konfigurasi aliran multiphase (banyu + uap) lan model cavitation (contone, Schnerr-Sauer).

Iterate nganti 3% sirah drop; ekstrak NPSHr.

• Validasi: Asil CFD nuduhake ≤8% penyimpangan saka tes fisik ing studi kasus.

2. Prediksi Machine Learning

• Pendekatan Data-Driven:  Nglatih model regresi babagan data historis; paramèter impeller input (D2, β2, etc.) kanggo prédhiksi NPSHr.

• Kaluwihan: Ngilangi pengujian fisik, nglereni siklus desain kanthi 70%.

Kesimpulan: Saka "Guesswork Empiris" kanggo "Presisi Kuantitatif"

Pengujian cavitation pump turbin vertikal kudu ngatasi misconception yen "struktur unik nyegah testing akurat." Kanthi nggabungake rig tertutup / mbukak-loop, tes lapangan, model skala, lan simulasi digital, insinyur bisa ngitung NPSHr kanggo ngoptimalake desain lan strategi pangopènan. Minangka tes hibrida lan alat AI maju, entuk visibilitas lengkap lan kontrol kinerja kavitasi bakal dadi praktik standar.