Kedua-dua pengguna dan pengeluar mengharapkan pam kes belah paksi untuk sentiasa beroperasi pada titik kecekapan terbaik (BEP). Malangnya, disebabkan oleh banyak sebab, kebanyakan pam menyimpang daripada BEP (atau beroperasi pada beban separa), tetapi sisihan berbeza-beza. Atas sebab ini, adalah perlu untuk memahami fenomena aliran di bawah beban separa.

Operasi beban separa

Operasi beban separa merujuk kepada keadaan operasi pam yang tidak mencapai beban penuh (biasanya titik reka bentuk atau titik kecekapan terbaik).

Fenomena ketara pam di bawah beban separa

Apabila pam kes belah paksi dikendalikan pada beban separa, ia biasanya berlaku: pengaliran semula dalaman, turun naik tekanan (iaitu, apa yang dipanggil daya pengujakan), peningkatan daya jejarian, peningkatan getaran, dan peningkatan bunyi. Dalam kes yang teruk, kemerosotan prestasi dan peronggaan juga mungkin berlaku.

Kekuatan dan sumber yang menarik

Di bawah keadaan beban separa, pengasingan aliran dan peredaran semula berlaku dalam pendesak dan peresap atau volut. Akibatnya, turun naik tekanan dijana di sekitar pendesak, yang menghasilkan apa yang dipanggil daya menarik yang bertindak pada pemutar pam. Dalam pam berkelajuan tinggi, daya hidraulik yang tidak stabil ini biasanya jauh melebihi daya ketidakseimbangan mekanikal dan oleh itu biasanya merupakan sumber utama pengujaan getaran.

Peredaran semula aliran dari peresap atau volut kembali ke pendesak dan dari pendesak kembali ke port sedutan menyebabkan interaksi yang kuat antara komponen ini. Ini mempunyai pengaruh yang besar terhadap kestabilan lengkung aliran kepala dan daya pengujaan.

Bendalir yang diedarkan semula daripada peresap atau volut juga berinteraksi dengan bendalir antara dinding sisi pendesak dan selongsong. Oleh itu, ia mempunyai kesan ke atas tujahan paksi dan bendalir yang mengalir melalui celah, yang seterusnya mempunyai pengaruh yang besar terhadap prestasi dinamik pemutar pam. Oleh itu, untuk memahami getaran pemutar pam, fenomena aliran di bawah beban separa harus difahami.

Fenomena aliran bendalir di bawah beban separa

Apabila perbezaan antara titik keadaan operasi dan titik reka bentuk (biasanya titik kecekapan terbaik) secara beransur-ansur meningkat (beralih ke arah aliran kecil), gerakan bendalir yang tidak stabil akan terbentuk pada bilah pendesak atau peresap disebabkan oleh aliran pendekatan yang tidak menguntungkan, yang akan membawa kepada pengasingan aliran (de-flow) dan getaran mekanikal, disertai dengan peningkatan bunyi dan peronggaan. Apabila beroperasi pada beban bahagian (iaitu kadar aliran rendah), profil bilah menunjukkan fenomena aliran yang sangat tidak stabil - bendalir tidak boleh mengikut kontur bahagian sedutan bilah, yang membawa kepada pemisahan aliran relatif. Pemisahan lapisan sempadan bendalir adalah proses aliran yang tidak stabil dan sangat mengganggu pesongan dan pusingan bendalir pada profil bilah, yang diperlukan untuk kepala. Ia membawa kepada denyutan tekanan cecair yang diproses dalam laluan aliran pam atau komponen yang disambungkan kepada pam, getaran dan bunyi. Sebagai tambahan kepada pemisahan lapisan sempadan bendalir, ciri operasi beban bahagian yang tidak menguntungkan secara berterusan kes berpecah pam juga dipengaruhi oleh ketidakstabilan peredaran semula beban bahagian luar di salur masuk pendesak (aliran balik masuk) dan peredaran semula beban bahagian dalaman di salur keluar pendesak (aliran balik alur keluar). Edaran semula luaran pada salur masuk pendesak berlaku jika terdapat perbezaan yang besar antara kadar aliran (aliran bawah) dan titik reka bentuk. Dalam keadaan beban sebahagian, arah aliran peredaran semula masuk adalah bertentangan dengan arah aliran utama dalam paip sedutan - ia boleh dikesan pada jarak yang sepadan dengan beberapa diameter paip sedutan dalam arah yang bertentangan dengan aliran utama. Pengembangan aliran paksi peredaran semula dihadkan oleh, contohnya, sekatan, siku dan perubahan dalam keratan rentas paip. Jika pecahan paksi pam kes dengan kepala tinggi dan kuasa motor tinggi dikendalikan pada beban separa, had minimum, atau bahkan pada titik mati, kuasa keluaran tinggi pemandu akan dipindahkan ke bendalir yang dikendalikan, menyebabkan suhunya meningkat dengan cepat. Ini seterusnya akan menyebabkan pengewapan medium yang dipam, yang akan merosakkan pam (disebabkan oleh jamming jurang) atau bahkan menyebabkan pam pecah (peningkatan tekanan wap).

Kadar aliran stabil berterusan minimum

Untuk pam yang sama, adakah kadar aliran stabil berterusan minimumnya (atau peratusan kadar aliran titik kecekapan terbaik) sama apabila ia berjalan pada kelajuan tetap dan kelajuan berubah?

Jawapannya ya. Oleh kerana kadar aliran stabil berterusan minimum pam kes belah paksi berkaitan dengan kelajuan khusus sedutan, setelah saiz struktur jenis pam (komponen lintasan aliran) ditentukan, kelajuan khusus sedutannya ditentukan, dan julat di mana pam boleh beroperasi secara stabil ditentukan (lebih besar kelajuan khusus sedutan, lebih kecil julat operasi stabil pam), iaitu, kadar aliran stabil berterusan minimum pam ditentukan. Oleh itu, untuk pam dengan saiz struktur tertentu, sama ada ia berjalan pada kelajuan tetap atau kelajuan berubah, kadar aliran stabil berterusan minimumnya (atau peratusan kadar aliran titik kecekapan terbaik) adalah sama.