Gan lietotāji, gan ražotāji sagaida aksiālais sadalītā korpusa sūknis lai vienmēr darbotos vislabākajā efektivitātes punktā (BEP). Diemžēl daudzu iemeslu dēļ lielākā daļa sūkņu atšķiras no BEP (vai darbojas ar daļēju slodzi), taču novirze ir atšķirīga. Šī iemesla dēļ ir jāsaprot plūsmas parādības daļējas slodzes apstākļos.

Darbība ar daļēju slodzi

Daļējas slodzes darbība attiecas uz sūkņa darbības stāvokli, kas nesasniedz pilnu slodzi (parasti projektēšanas punktu vai vislabāko efektivitātes punktu).

Acīmredzamas sūkņa parādības ar daļēju slodzi

Kad aksiālais sadalītā korpusa sūknis tiek darbināts ar daļēju slodzi, tas parasti notiek: iekšēja atplūde, spiediena svārstības (t. s. aizraujošais spēks), palielināts radiālais spēks, palielināta vibrācija un paaugstināts troksnis. Smagos gadījumos var rasties arī veiktspējas pasliktināšanās un kavitācija.

Aizraujošs spēks un avots

Daļējas slodzes apstākļos lāpstiņritenī un difuzorā vai spirālē notiek plūsmas atdalīšana un recirkulācija. Rezultātā ap lāpstiņriteni rodas spiediena svārstības, kas rada tā saukto aizraujošo spēku, kas iedarbojas uz sūkņa rotoru. Ātrgaitas sūkņos šie nestabilie hidrauliskie spēki parasti ievērojami pārsniedz mehāniskās nelīdzsvarotības spēkus un tāpēc parasti ir galvenais vibrācijas ierosmes avots.

Plūsmas recirkulācija no difuzora vai spirāles atpakaļ uz lāpstiņriteni un no lāpstiņriteņa atpakaļ uz sūkšanas atveri izraisa spēcīgu mijiedarbību starp šiem komponentiem. Tam ir liela ietekme uz galvas plūsmas līknes un ierosmes spēku stabilitāti.

Šķidrums, kas tiek recirkulēts no difuzora vai spirāles, arī mijiedarbojas ar šķidrumu starp lāpstiņriteņa sānu sienu un korpusu. Tāpēc tam ir ietekme uz aksiālo vilci un šķidrumu, kas plūst caur spraugu, kas savukārt ļoti ietekmē sūkņa rotora dinamisko darbību. Tāpēc, lai izprastu sūkņa rotora vibrāciju, ir jāsaprot plūsmas parādības daļējas slodzes apstākļos.

Šķidruma plūsmas parādības pie daļējas slodzes

Pakāpeniski pieaugot starpībai starp darba stāvokļa punktu un projektēšanas punktu (parasti vislabāko efektivitātes punktu) (virzoties mazas plūsmas virzienā), uz lāpstiņriteņa vai difuzora lāpstiņām nelabvēlīgās pieejas plūsmas dēļ veidosies nestabila šķidruma kustība, kas novedīs pie plūsmas atdalīšanas (de-flow) un mehāniskās vibrācijas, ko pavada paaugstināts troksnis un kavitācija. Strādājot ar daļēju slodzi (ti, ar zemu plūsmas ātrumu), lāpstiņu profili parāda ļoti nestabilas plūsmas parādības - šķidrums nevar sekot lāpstiņu sūkšanas puses kontūrai, kas noved pie relatīvās plūsmas atdalīšanas. Šķidruma robežslāņa atdalīšana ir nestabils plūsmas process un ļoti traucē šķidruma novirzīšanos un pagriešanos pie asmeņu profiliem, kas ir nepieciešami galvai. Tas izraisa apstrādājamā šķidruma spiediena pulsāciju sūkņa plūsmas ceļā vai ar sūkni savienotajās daļās, vibrācijas un troksni. Papildus šķidruma robežslāņa atdalīšanai, pastāvīgi nelabvēlīgie daļējas slodzes darbības raksturlielumi sadalīts gadījums sūkni ietekmē arī ārējās daļējās slodzes recirkulācijas nestabilitāte pie lāpstiņriteņa ieplūdes (ieplūdes atgaitas plūsma) un iekšējās daļējas slodzes recirkulācijas pie lāpstiņriteņa izejas (izejas atgriešanās plūsma). Ārējā recirkulācija pie lāpstiņriteņa ieplūdes notiek, ja ir liela atšķirība starp plūsmas ātrumu (nepietiekamu plūsmu) un projektēto punktu. Daļējas slodzes apstākļos ieplūdes recirkulācijas plūsmas virziens ir pretējs galvenajam plūsmas virzienam iesūkšanas caurulē - to var noteikt attālumā, kas atbilst vairākiem sūkšanas caurules diametriem pretējā galvenās plūsmas virzienā. Recirkulācijas aksiālās plūsmas paplašināšanos ierobežo, piemēram, starpsienas, līkumi un caurules šķērsgriezuma izmaiņas. Ja aksiāls sadalījums korpusa sūknis ar augstu galvu un lielu motora jaudu, kas tiek darbināts ar daļēju slodzi, minimālo robežu vai pat mirušā punktā, vadītāja lielā izejas jauda tiks pārnesta uz apstrādājamo šķidrumu, izraisot tā temperatūras strauju paaugstināšanos. Tas savukārt novedīs pie sūknētās vides iztvaikošanas, kas sabojās sūkni (spraužu dēļ) vai pat izraisīs sūkņa pārsprāgšanu (paaugstinās tvaika spiediens).

Minimālais nepārtrauktas stabilas plūsmas ātrums

Vai tam pašam sūknim tā minimālais nepārtrauktais stabilais plūsmas ātrums (vai procenti no labākās efektivitātes punkta plūsmas ātruma) ir vienāds, kad tas darbojas ar fiksētu ātrumu un mainīgu ātrumu?

Atbilde ir jā. Tā kā aksiālā sadalītā korpusa sūkņa minimālais nepārtrauktais stabilais plūsmas ātrums ir saistīts ar īpatnējo sūkšanas ātrumu, kad ir noteikts sūkņa tipa struktūras lielums (plūsmas caurplūdes komponenti), tiek noteikts tā sūkšanas īpatnējais ātrums un diapazons, kurā sūknis darbojas. var darboties stabili, tiek noteikts (jo lielāks ir sūkšanas īpatnējais ātrums, jo mazāks ir sūkņa stabilas darbības diapazons), tas ir, tiek noteikts sūkņa minimālais nepārtrauktas stabilas plūsmas ātrums. Tāpēc sūknim ar noteiktu konstrukcijas izmēru neatkarīgi no tā, vai tas darbojas ar fiksētu vai mainīgu ātrumu, tā minimālais nepārtrauktais stabilais plūsmas ātrums (vai procenti no labākās efektivitātes punkta plūsmas ātruma) ir vienādi.