1. Prinċipji ta 'Ġenerazzjoni u Ibbilanċjar tal-Forza Assjali

Il-forzi axjali f'diversi stadji  pompi tat-turbini vertikali  huma magħmulin primarjament minn żewġ komponenti:

● Komponent tal-forza ċentrifugali:Il-fluss radjali likwidu minħabba l-forza ċentrifugali joħloq differenzjali ta 'pressjoni bejn il-qoxra ta' quddiem u ta 'wara tal-impeller, li tirriżulta f'forza assjali (tipikament diretta lejn id-daħla tal-ġbid).

● Effett differenzjali tal-pressjoni:Id-differenza tal-pressjoni kumulattiva f'kull stadju tkompli żżid il-forza assjali.

Metodi ta' Ibbilanċjar:

● Arranġament tal-impeller simetriku:L-użu ta 'impellers b'ġbid doppju (il-likwidu jidħol miż-żewġ naħat) inaqqas id-differenza tal-pressjoni unidirezzjonali, u jbaxxi l-forza assjali għal livelli aċċettabbli (10% -30%).

● Disinn tat-toqba tal-bilanċ:Toqob radjali jew oblikwu fil-qoxra ta 'wara ta' l-impeller redirect likwidu bi pressjoni għolja lura lejn id-daħla, jibbilanċjaw id-differenzi tal-pressjoni. Id-daqs tat-toqba għandu jiġi ottimizzat permezz ta 'kalkoli tad-dinamika tal-fluwidu biex jiġi evitat telf ta' effiċjenza.

● Disinn tax-xafra b'lura:Iż-żieda ta 'xfafar b'lura (oppost għal xfafar prinċipali) fl-aħħar stadju tiġġenera forza kontroċentrifugali biex tikkumpensa tagħbijiet assjali. Użati komunement f'pompi b'ras għolja (eż. pompi b'ħafna stadji verticalturbinepumps).

2. Ġenerazzjoni ta 'Tagħbija Radjali u Ibbilanċjar

It-tagħbijiet radjali joriġinaw minn forzi ta 'inerzja waqt ir-rotazzjoni, distribuzzjoni irregolari tal-pressjoni dinamika likwida, u żbilanċ residwu fil-massa tar-rotor. Tagħbijiet radjali akkumulati f'pompi f'diversi stadji jistgħu jikkawżaw sħana żejda tal-ġarr, vibrazzjoni jew allinjament ħażin tar-rotor.

Strateġiji tal-Ibbilanċjar:

● Ottimizzazzjoni tas-simetrija tal-impeller:

o It-tqabbil tax-xafra fard-even (eż., 5 xfafar + 7 xfafar) iqassam il-forzi radjali b'mod ugwali.

o L-ibbilanċjar dinamiku jiżgura li ċ-ċentru ta 'kull impeller jallinja ma' l-assi rotazzjonali, u jimminimizza l-iżbilanċ residwu.

● Tisħiħ strutturali:

o Il-housings tal-bearing intermedji riġidi jirrestrinġu l-ispostament radjali.

o Berings magħquda (eż., ball bearings ta' l-ispinta doppja + berings tar-rombli ċilindriċi) jimmaniġġjaw tagħbijiet assjali u radjali separatament.

● Kumpens idrawliku:

o Vanes gwida jew kmamar tar-ritorn fl-ispazji ta 'l-impeller jottimizzaw il-mogħdijiet tal-fluss, inaqqsu l-vortiċi lokali u l-varjazzjonijiet fil-forza radjali.

3. Trażmissjoni tat-Tagħbija f'Impellers f'Multi Stadji

Il-forzi assjali jakkumulaw fi stadji u għandhom jiġu ġestiti biex jipprevjenu konċentrazzjonijiet ta' stress:

● Ibbilanċjar tal-istadju:L-installazzjoni ta 'diska tal-bilanċ (eż., f'pompi ċentrifugali f'diversi stadji) tuża differenzi fil-pressjoni tal-qasma axjali biex taġġusta awtomatikament il-forzi assjali.

● Ottimizzazzjoni tal-ebusija:Ix-xaftijiet tal-pompi huma magħmula minn ligi ta 'saħħa għolja (eż., 42CrMo) u vvalidati permezz ta' analiżi ta 'elementi finiti (FEA) għal limiti ta' deflessjoni (tipikament ≤ 0.1 mm/m).

4. Studju tal-Każ tal-Inġinerija u Verifika tal-Kalkolazzjoni

Eżempju:Pompa ta' turbina vertikali b'ħafna stadji kimika (6 stadji, ras totali 300 m, rata tal-fluss 200 m³/h):

● Kalkolu tal-forza axjali:

o Disinn inizjali (impeller ta 'ġbid wieħed): F=K⋅ρ⋅g⋅Q2⋅H (K=1.2−1.5), li jirriżulta f'1.8 × 106N.

o Wara li tikkonverti għal impeller ta 'ġbid doppju u żżid toqob tal-bilanċ: Forza axjali mnaqqsa għal 5 × 105N, li tissodisfa l-istandards API 610 (≤1.5 × it-torque tal-qawwa nominali).

● Simulazzjoni ta 'tagħbija radjali:

o ANSYS Fluent CFD żvelat peaks tal-pressjoni lokali (sa 12 kN/m²) f'impellers mhux ottimizzati. L-introduzzjoni ta 'panewijiet ta' gwida naqqset il-qċaċet b'40% u t-temperatura li ġġorr iż-żieda ta '15 °C.

5. Kriterji u Konsiderazzjonijiet Ewlenin tad-Disinn

● Limiti tal-forza axjali: Tipikament ≤ 30% tas-saħħa tat-tensjoni tax-xaft tal-pompa, b'temperatura li ġġorr l-ispinta ≤ 70°C.

● Kontroll tat-tneħħija tal-impeller: Miżmum bejn 0.2-0.5 mm (żgħir wisq jikkawża frizzjoni; kbir wisq iwassal għal tnixxija).

● Ittestjar dinamiku: Testijiet ta 'ibbilanċjar b'veloċità sħiħa (grad G2.5) jiżguraw l-istabbiltà tas-sistema qabel il-kummissjonar.

konklużjoni

L-ibbilanċjar tat-tagħbijiet assjali u radjali f'pompi tat-turbini vertikali f'diversi stadji huwa sfida ta 'inġinerija ta' sistemi kumplessa li tinvolvi d-dinamika tal-fluwidu, disinn mekkaniku u xjenza tal-materjal. L-ottimizzazzjoni tal-ġeometrija tal-impeller, l-integrazzjoni ta 'apparati tal-ibbilanċjar, u proċessi ta' manifattura preċiżi jtejbu b'mod sinifikanti l-affidabbiltà u l-ħajja tal-pompa. Avvanzi futuri fis-simulazzjonijiet numeriċi mmexxija mill-AI u l-manifattura addittiva se jkomplu jippermettu disinn ta 'impeller personalizzat u ottimizzazzjoni dinamika tat-tagħbija.

Nota: Disinn personalizzat għal applikazzjonijiet speċifiċi (eż., proprjetajiet ta 'fluwidu, veloċità, temperatura) għandu jikkonforma ma' standards internazzjonali bħal API u ISO.