1. Impeller Gap-ийн тодорхойлолт ба гол нөлөөлөл

Сэнсний завсар нь импеллер ба насосны яндангийн (эсвэл чиглүүлэгч сэнсний цагираг) хоорондох радиаль зайг хэлдэг бөгөөд ихэвчлэн 0.2 мм-ээс 0.5 мм хооронд хэлбэлздэг. Энэ ялгаа нь гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг  олон шатлалт босоо турбин насос хоёр үндсэн чиглэлээр:

● Гидравлик алдагдал: Хэт их цоорхой нь гоожих урсгалыг нэмэгдүүлж, эзэлхүүний үр ашгийг бууруулдаг; хэт жижиг цоорхой нь үрэлтийн элэгдэл эсвэл хөндийг үүсгэж болзошгүй.

● Урсгалын шинж чанар: Цоорхойн хэмжээ нь импеллерийн гаралтын урсгалын жигд байдалд шууд нөлөөлдөг бөгөөд ингэснээр толгой ба үр ашгийн муруйд нөлөөлдөг.

2. Импеллерийн завсарыг оновчтой болгох онолын үндэслэл

2.1 Эзлэхүүний үр ашгийг дээшлүүлэх

Эзлэхүүний үр ашиг (ηₛ) нь гаралтын бодит урсгалыг онолын урсгалтай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог.

ηₛ = 1 − QQleak

Энд Qleak нь импеллерийн цоорхойноос үүссэн гоожих урсгал юм. Цоорхойг оновчтой болгох нь алдагдлыг эрс багасгадаг. Жишээ нь:

● Цоорхойг 0.3 мм-ээс 0.2 мм болгон багасгах нь алдагдлыг 15-20% бууруулдаг.

● Олон шатлалт насосуудад үе шат дамжсан хуримтлагдсан оновчлол нь нийт үр ашгийг 5-10%-иар нэмэгдүүлэх боломжтой.

2.2 Гидравлик алдагдлыг бууруулах

Цоорхойг оновчтой болгосноор импеллерийн гаралтын урсгалын жигд байдлыг сайжруулж, үймээн самууныг бууруулж, улмаар толгойн алдагдалыг багасгадаг. Жишээ нь:

● CFD загварчлалууд нь завсарыг 0.4 мм-ээс 0.25 мм болгон бууруулснаар турбулент кинетик энергийг 30%-иар бууруулж, босоо амны цахилгаан зарцуулалтыг 4-6%-иар бууруулж байгааг харуулж байна.

2.3 Кавитацийн гүйцэтгэлийг сайжруулах

Том цоорхой нь оролтын хэсэгт даралтын лугшилтыг нэмэгдүүлж, хөндий үүсэх эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг. Цоорхойг оновчтой болгох нь урсгалыг тогтворжуулж, NPSHr (цэвэр эерэг сорох толгой) маржиныг нэмэгдүүлдэг, ялангуяа бага урсгалтай нөхцөлд үр дүнтэй байдаг.

3. Туршилтын баталгаажуулалт ба инженерийн тохиолдол

3.1 Лабораторийн шинжилгээний өгөгдөл

Судалгааны хүрээлэн нь харьцуулсан туршилт хийсэн олон шатлалт босоо турбин насос (параметрүүд: 2950 эрг / мин, 100 м³ / цаг, 200 м толгой).

3.2 Аж үйлдвэрийн хэрэглээний жишээ

● Нефть химийн эргэлтийн насосны шинэчлэл: Газрын тос боловсруулах үйлдвэр нь сэнсний цоорхойг 0.4 мм-ээс 0.28 мм болгон бууруулж, жилд 120 кВт·цаг эрчим хүч хэмнэж, ашиглалтын зардлыг 8%-иар бууруулсан.

● Оффшор платформын шахах насосны оновчлол: Лазер интерферометрийн тусламжтайгаар цоорхойг (±0.02 мм) хянахад насосны эзэлхүүний үр ашиг 81% -иас 89% хүртэл сайжирч, хэт их зайнаас үүссэн чичиргээний асуудлыг шийдвэрлэсэн.

4. Оновчлолын аргууд ба хэрэгжүүлэх үе шатууд

4.1 Цоорхойг оновчтой болгох математик загвар

Төвөөс зугтах насосны ижил төстэй байдлын хууль ба залруулгын коэффициент дээр үндэслэн цоорхой ба үр ашгийн хоорондын хамаарлыг дараахь байдлаар тодорхойлно.

η = η₀(1 − k·δD)

Энд δ нь завсарын утга, D нь сэнсний диаметр, k нь эмпирик коэффициент (ихэвчлэн 0.1-0.3).

4.2 Хэрэгжүүлэх гол технологиуд

●Нарийвчлалтай үйлдвэрлэл: CNC машин болон нунтаглах хэрэгсэл нь импеллер болон бүрхүүлийн микрометрийн түвшний нарийвчлалыг (IT7–IT8) гүйцэтгэдэг.

●In-situ хэмжилт: Лазер тохируулагч хэрэгсэл болон хэт авианы зузаан хэмжигч нь хазайлтаас зайлсхийхийн тулд угсрах явцад цоорхойг хянадаг.

● Динамик тохируулга: Өндөр температурт эсвэл идэмхий зөөвөрлөгчийн хувьд боолт дээр суурилсан нарийн тохируулгатай сольж болох битүүмжлэх цагиргийг ашигладаг.

4.3 Анхаарах зүйл

● Үрэлтийн элэгдлийн тэнцвэр: Бага хэмжээтэй цоорхой нь механик элэгдлийг нэмэгдүүлдэг; материалын хатуулаг (жишээ нь, импеллерийн хувьд Cr12MoV, яндангийн хувьд HT250) ба үйл ажиллагааны нөхцөл тэнцвэртэй байх ёстой.

● Дулааны тэлэлтийн нөхөн олговор: Өндөр температурт (жишээ нь, халуун тосны шахуурга) ашиглахад нөөцийн зай (0.03-0.05 мм) шаардлагатай.

5. Ирээдүйн чиг хандлага

●Дижитал дизайн: AI-д суурилсан оновчлолын алгоритмууд (жишээлбэл, генетикийн алгоритмууд) оновчтой цоорхойг хурдан тодорхойлох болно.

●Нэмэлт үйлдвэрлэл: Металл 3D хэвлэх нь импеллерийн хайрцагны нэгдсэн загварыг бий болгож, угсралтын алдааг багасгадаг.

●Ухаалаг хяналт: Дижитал ихрүүдтэй хослуулсан шилэн кабелийн мэдрэгч нь бодит цагийн цоорхойг хянах, гүйцэтгэлийн доройтлыг урьдчилан таамаглах боломжийг олгоно.

Дүгнэлт

Импеллерийн цоорхойг оновчтой болгох нь олон шатлалт босоо турбин насосны үр ашгийг дээшлүүлэх хамгийн шууд аргуудын нэг юм. Нарийвчлалтай үйлдвэрлэл, динамик тохируулга, ухаалаг хяналтыг хослуулснаар үр ашгийг 5-15% -иар нэмэгдүүлж, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулж, засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулна. Үйлдвэрлэл, аналитик дэвшлийн ачаар цоорхойг оновчтой болгох нь илүү өндөр нарийвчлал, оюун ухаан руу шилжиж, насосны эрчим хүчийг шинэчлэх үндсэн технологи болох болно.

Тайлбар: Практик инженерийн шийдлүүд нь амьдралын мөчлөгийн зардлын (LCC) шинжилгээгээр батлагдсан дундаж шинж чанар, үйл ажиллагааны нөхцөл, зардлын хязгаарлалтыг нэгтгэх ёстой.