पोकळ्या निर्माण होणे हा एक छुपा धोका आहे  उभ्या टर्बाइन पंप  ऑपरेशन, ज्यामुळे कंपन, आवाज आणि इंपेलर इरोशन होऊ शकते ज्यामुळे आपत्तीजनक बिघाड होऊ शकतात. तथापि, त्यांच्या अद्वितीय संरचनेमुळे (दहा मीटरपर्यंत शाफ्टची लांबी) आणि जटिल स्थापनेमुळे, उभ्या टर्बाइन पंपांसाठी पोकळ्या निर्माण करण्याची कार्यक्षमता चाचणी (NPSHr निर्धारण) महत्त्वपूर्ण आव्हाने निर्माण करते.

I. बंद-वळण चाचणी रिग: अचूकता विरुद्ध अवकाशीय मर्यादा

१. चाचणी तत्त्वे आणि प्रक्रिया

• मुख्य उपकरणे: अचूक इनलेट प्रेशर नियंत्रणासाठी क्लोज्ड-लूप सिस्टम (व्हॅक्यूम पंप, स्टॅबिलायझर टँक, फ्लोमीटर, प्रेशर सेन्सर्स).

• प्रक्रिया:

· पंपाचा वेग आणि प्रवाह दर निश्चित करा.

· डोके ३% ने कमी होईपर्यंत इनलेट प्रेशर हळूहळू कमी करा (NPSHr डेफिनेशन पॉइंट).

· क्रिटिकल प्रेशर रेकॉर्ड करा आणि NPSHr मोजा.

• डेटा अचूकता: ±२%, ISO ५१९९ मानकांशी सुसंगत.

२. उभ्या टर्बाइन पंपांसाठी आव्हाने

• जागेच्या मर्यादा: मानक बंद-लूप रिग्सची उंची ≤5 मीटर पेक्षा जास्त नसते, जी लांब-शाफ्ट पंपांशी सुसंगत नसते (सामान्य शाफ्ट लांबी: 10-30 मीटर).

• गतिमान वर्तन विकृती: शाफ्ट लहान केल्याने गंभीर वेग आणि कंपन मोड बदलतात, ज्यामुळे चाचणी निकाल विकृत होतात.

3. उद्योग अनुप्रयोग

• वापराची प्रकरणे: लहान-शाफ्ट खोल-विहीर पंप (शाफ्ट ≤5 मीटर), प्रोटोटाइप संशोधन आणि विकास.

• केस स्टडी: २०० क्लोज्ड-लूप चाचण्यांद्वारे इंपेलर डिझाइन ऑप्टिमाइझ केल्यानंतर एका पंप उत्पादकाने NPSHr २२% ने कमी केले.

II. ओपन-लूप टेस्ट रिग: लवचिकता आणि अचूकता संतुलित करणे

१. चाचणी तत्त्वे

• सिस्टम उघडा:इनलेट प्रेशर नियंत्रणासाठी टाकीतील द्रव पातळीतील फरक किंवा व्हॅक्यूम पंप वापरतात (सोपे पण कमी अचूक).

• प्रमुख सुधारणा:

· उच्च-अचूकता भिन्न दाब ट्रान्समीटर (त्रुटी ≤0.1% FS).

· पारंपारिक टर्बाइन मीटरची जागा घेणारे लेसर फ्लोमीटर (±०.५% अचूकता).

२. उभ्या टर्बाइन पंप रूपांतरणे

• खोल विहिरीचे अनुकरण: विसर्जन परिस्थितीची प्रतिकृती तयार करण्यासाठी भूमिगत शाफ्ट (खोली ≥ पंप शाफ्ट लांबी) बांधा.

• डेटा सुधारणा:पाइपलाइनच्या प्रतिकारामुळे होणाऱ्या इनलेट प्रेशरच्या नुकसानाची भरपाई CFD मॉडेलिंग करते.

III. फील्ड टेस्टिंग: वास्तविक-जागतिक प्रमाणीकरण

१. चाचणी तत्त्वे

• ऑपरेशनल अ‍ॅडजस्टमेंट्स: हेड ड्रॉप पॉइंट्स ओळखण्यासाठी व्हॉल्व्ह थ्रॉटलिंग किंवा VFD स्पीड बदलांद्वारे इनलेट प्रेशर मॉड्युलेट करा.

• मुख्य सूत्र:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(इनलेट प्रेशर पिन, वेग व्हिन आणि द्रव तापमान मोजणे आवश्यक आहे.)

कार्यपद्धती

इनलेट फ्लॅंजवर उच्च-अचूकता दाब सेन्सर स्थापित करा.

प्रवाह, डोके आणि दाब नोंदवत असताना इनलेट व्हॉल्व्ह हळूहळू बंद करा.

NPSHr इन्फ्लेक्शन पॉइंट ओळखण्यासाठी प्लॉट हेड विरुद्ध इनलेट प्रेशर वक्र.

२. आव्हाने आणि उपाय

• हस्तक्षेप घटक:

· पाईप कंपन → अँटी-व्हायब्रेशन माउंट्स बसवा.

· गॅस प्रवेश → इनलाइन गॅस सामग्री मॉनिटर्स वापरा.

• अचूकता वाढवणे:

· सरासरी अनेक मोजमापे.

· कंपन स्पेक्ट्राचे विश्लेषण करा (पोकळ्या निर्माण होण्यास सुरुवात 1-4 kHz ऊर्जा स्पाइक्स ट्रिगर करते).

IV. स्केल्ड-डाउन मॉडेल चाचणी: किफायतशीर अंतर्दृष्टी

१. समानता सिद्धांताचा आधार

•स्केलिंग कायदे: विशिष्ट गती ns ठेवा; इंपेलरचे परिमाण खालीलप्रमाणे मोजा:

· क्यूएमक्यू=(डीएमएड)३, हएमएच=(डीएमएड)२

• मॉडेल डिझाइन:  १:२ ते १:५ प्रमाण प्रमाण; सामग्री आणि पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाची प्रतिकृती.

२. उभ्या टर्बाइन पंपचे फायदे

•जागा सुसंगतता: शॉर्ट-शाफ्ट मॉडेल्स मानक चाचणी रिगमध्ये बसतात.

•खर्च बचत: पूर्ण-प्रमाणात प्रोटोटाइपच्या चाचणी खर्चात १०-२०% घट झाली.

त्रुटी स्रोत आणि सुधारणा

•स्केल इफेक्ट्स:  रेनॉल्ड्स संख्या विचलन → अशांतता सुधारणा मॉडेल लागू करा.

•पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा:  घर्षण नुकसान भरून काढण्यासाठी पोलिश मॉडेल्स Ra≤0.8μm पर्यंत.

व्ही. डिजिटल सिम्युलेशन: व्हर्च्युअल टेस्टिंग क्रांती

१. सीएफडी मॉडेलिंग

•प्रक्रिया:

फुल-फ्लो-पाथ 3D मॉडेल्स तयार करा.

मल्टीफेज फ्लो (पाणी + वाष्प) आणि पोकळ्या निर्माण करणारे मॉडेल (उदा., श्नेर-सॉअर) कॉन्फिगर करा.

३% हेड ड्रॉप होईपर्यंत पुनरावृत्ती करा; NPSHr काढा.

• प्रमाणीकरण: केस स्टडीजमध्ये शारीरिक चाचण्यांपासून CFD निकाल ≤8% विचलन दर्शवतात.

२. मशीन लर्निंग प्रेडिक्शन

• डेटा-चालित दृष्टिकोन:  ऐतिहासिक डेटावर आधारित प्रतिगमन मॉडेल्स प्रशिक्षित करा; NPSHr चा अंदाज लावण्यासाठी इनपुट इम्पेलर पॅरामीटर्स (D2, β2, इ.).

• फायदा: शारीरिक चाचणी काढून टाकते, डिझाइन सायकल ७०% कमी करते.

निष्कर्ष: "अनुभवजन्य अंदाज" पासून "परिमाणयोग्य अचूकता" पर्यंत

उभ्या टर्बाइन पंप पोकळ्या निर्माण चाचणीने "अद्वितीय संरचना अचूक चाचणीला प्रतिबंधित करतात" या गैरसमजावर मात केली पाहिजे. बंद/ओपन-लूप रिग्स, फील्ड चाचण्या, स्केल्ड मॉडेल्स आणि डिजिटल सिम्युलेशन एकत्र करून, अभियंते डिझाइन आणि देखभाल धोरणांना अनुकूल करण्यासाठी NPSHr चे प्रमाण मोजू शकतात. हायब्रिड चाचणी आणि एआय टूल्स जसजशी प्रगती करत जातील तसतसे पोकळ्या निर्माण कामगिरीवर पूर्ण दृश्यमानता आणि नियंत्रण मिळवणे हे मानक सराव बनेल.