Peronggaan adalah ancaman tersembunyi kepada  pam turbin menegak  operasi, menyebabkan getaran, bunyi bising dan hakisan pendesak yang boleh membawa kepada kegagalan bencana. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh struktur uniknya (panjang aci sehingga puluhan meter) dan pemasangan yang kompleks, ujian prestasi peronggaan (penentuan NPSHr) untuk pam turbin menegak menimbulkan cabaran yang ketara.

I. Rig Ujian Gelung Tertutup: Ketepatan lwn. Kekangan Ruang

1.Prinsip dan Prosedur Pengujian

• Peralatan Teras: Sistem gelung tertutup (pam vakum, tangki penstabil, meter alir, penderia tekanan) untuk kawalan tekanan masuk yang tepat .

• Prosedur:

· Betulkan kelajuan pam dan kadar aliran.

· Kurangkan tekanan masuk secara beransur-ansur sehingga kepala turun sebanyak 3% (titik definisi NPSHr).

· Rekod tekanan kritikal dan hitung NPSHr.

• Ketepatan Data: ±2%, mematuhi piawaian ISO 5199.

2. Cabaran untuk Pam Turbin Menegak

• Had Ruang: Pelantar gelung tertutup standard mempunyai ketinggian menegak ≤5 m, tidak serasi dengan pam aci panjang (panjang aci biasa: 10–30 m).

• Herotan Tingkah Laku Dinamik: Aci memendekkan mengubah kelajuan kritikal dan mod getaran, memesongkan keputusan ujian.

3. Aplikasi Industri

• Kes Penggunaan: Pam telaga dalam aci pendek (aci ≤5 m), prototaip R&D.

• Kajian Kes: Pengeluar pam mengurangkan NPSHr sebanyak 22% selepas mengoptimumkan reka bentuk pendesak melalui 200 ujian gelung tertutup.

II. Rig Ujian Gelung Terbuka: Mengimbangi Fleksibiliti dan Ketepatan

1. Prinsip Pengujian

• Sistem Terbuka:Menggunakan perbezaan aras cecair tangki atau pam vakum untuk kawalan tekanan masuk (lebih ringkas tetapi kurang tepat).

• Peningkatan Utama:

· Pemancar tekanan pembezaan ketepatan tinggi (ralat ≤0.1% FS).

· Meter aliran laser (±0.5% ketepatan) menggantikan meter turbin tradisional.

2. Penyesuaian Pam Turbin Menegak

• Simulasi Telaga Dalam: Bina aci bawah tanah (kedalaman ≥ panjang aci pam) untuk meniru keadaan rendaman.

• Pembetulan Data:Pemodelan CFD mengimbangi kehilangan tekanan masuk yang disebabkan oleh rintangan saluran paip.

III. Ujian Lapangan: Pengesahan Dunia Sebenar

1. Prinsip Pengujian

• Pelarasan Operasi: Memodulasi tekanan masuk melalui pendikitan injap atau perubahan kelajuan VFD untuk mengenal pasti titik jatuh kepala.

• Formula Utama:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Memerlukan pengukuran tekanan masuk Pin, halaju vin dan suhu bendalir.)

Prosedur

Pasang penderia tekanan ketepatan tinggi pada bebibir masuk.

Tutup injap masuk secara beransur-ansur semasa merakam aliran, kepala dan tekanan.

Plot kepala lwn. keluk tekanan masuk untuk mengenal pasti titik infleksi NPSHr.

2.Cabaran dan Penyelesaian

• Faktor Gangguan:

· Getaran paip → Pasang pelekap anti-getaran.

· Pemerangkapan gas → Gunakan monitor kandungan gas sebaris.

• Peningkatan Ketepatan:

· Purata pelbagai ukuran.

· Menganalisis spektrum getaran (permulaan peronggaan mencetuskan pancang tenaga 1–4 kHz).

IV. Pengujian Model Berskala Bawah: Cerapan Kos Berkesan

1. Asas Teori Persamaan

•Undang-undang Penskalaan: Kekalkan kelajuan tertentu ns; dimensi pendesak skala sebagai:

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

•Reka Bentuk Model:  Nisbah skala 1:2 hingga 1:5; bahan replika dan kekasaran permukaan.

2. Kelebihan Pam Turbin Menegak

•Keserasian Angkasa: Model aci pendek sesuai dengan pelantar ujian standard.

•Penjimatan Kos: Kos ujian dikurangkan kepada 10–20% daripada prototaip berskala penuh.

Sumber Ralat dan Pembetulan

•Kesan Skala:  Sisihan nombor Reynolds → Gunakan model pembetulan pergolakan.

•Kekasaran Permukaan:  Model Poland kepada Ra≤0.8μm untuk mengimbangi kehilangan geseran.

V. Simulasi Digital: Revolusi Pengujian Maya

1. Pemodelan CFD

•Proses:

Bina model 3D laluan aliran penuh.

Konfigurasikan aliran berbilang fasa (air + wap) dan model peronggaan (cth, Schnerr-Sauer).

Lelaran sehingga 3% kepala jatuh; ekstrak NPSHr .

• Pengesahan: Keputusan CFD menunjukkan sisihan ≤8% daripada ujian fizikal dalam kajian kes.

2. Ramalan Pembelajaran Mesin

• Pendekatan Terpacu Data:  Melatih model regresi pada data sejarah; parameter pendesak input (D2, β2, dsb.) untuk meramalkan NPSHr.

• Kelebihan: Menghapuskan ujian fizikal, memotong kitaran reka bentuk sebanyak 70%.

Kesimpulan: Daripada "Tekaan Empirikal" kepada "Ketepatan Kuantitatif"

Ujian peronggaan pam turbin menegak mesti mengatasi salah tanggapan bahawa "struktur unik menghalang ujian yang tepat." Dengan menggabungkan pelantar gelung tertutup/terbuka, ujian lapangan, model berskala dan simulasi digital, jurutera boleh mengukur NPSHr untuk mengoptimumkan reka bentuk dan strategi penyelenggaraan. Apabila ujian hibrid dan alat AI maju, mencapai keterlihatan penuh dan kawalan ke atas prestasi peronggaan akan menjadi amalan standard.