गुहा (cavitation) एउटा लुकेको खतरा हो  ठाडो टर्बाइन पम्प  सञ्चालन, कम्पन, आवाज, र इम्पेलर क्षरण निम्त्याउँछ जसले विनाशकारी विफलता निम्त्याउन सक्छ। यद्यपि, तिनीहरूको अद्वितीय संरचना (दशौं मिटरसम्मको शाफ्ट लम्बाइ) र जटिल स्थापनाको कारण, ठाडो टर्बाइन पम्पहरूको लागि गुहा प्रदर्शन परीक्षण (NPSHr निर्धारण) ले महत्त्वपूर्ण चुनौतीहरू खडा गर्दछ।

I. बन्द-लूप परीक्षण रिग: परिशुद्धता बनाम स्थानिय अवरोधहरू

१.परीक्षण सिद्धान्त र प्रक्रियाहरू

• मुख्य उपकरण: सटीक इनलेट प्रेसर नियन्त्रणको लागि बन्द-लूप प्रणाली (भ्याकुम पम्प, स्टेबलाइजर ट्याङ्की, फ्लोमिटर, प्रेसर सेन्सर)।

• प्रक्रिया:

· पम्प गति र प्रवाह दर निश्चित गर्नुहोस्।

· हेड ३% ले घटेसम्म इनलेट प्रेसर बिस्तारै घटाउनुहोस् (NPSHr परिभाषा बिन्दु)।

· क्रिटिकल प्रेसर रेकर्ड गर्नुहोस् र NPSHr गणना गर्नुहोस्।

• डेटा शुद्धता: ±२%, ISO ५१९९ मापदण्ड अनुरूप।

२. ठाडो टर्बाइन पम्पहरूको लागि चुनौतीहरू

• ठाउँको सीमा: मानक बन्द-लूप रिगहरूको ≤5 मिटर ठाडो उचाइ हुन्छ, जुन लामो-शाफ्ट पम्पहरूसँग मिल्दैन (सामान्य शाफ्ट लम्बाइ: १०-३० मिटर)।

• गतिशील व्यवहार विकृति: शाफ्टहरू छोटो पार्नाले महत्वपूर्ण गति र कम्पन मोडहरू परिवर्तन गर्दछ, परीक्षण परिणामहरू विकृत गर्दछ।

3. उद्योग अनुप्रयोगहरू

• प्रयोगका केसहरू: छोटो-शाफ्ट गहिरो-इनार पम्पहरू (शाफ्ट ≤5 मिटर), प्रोटोटाइप अनुसन्धान र विकास।

• केस स्टडी: २०० वटा बन्द-लूप परीक्षणहरू मार्फत इम्पेलर डिजाइनलाई अनुकूलन गरेपछि एक पम्प निर्माताले NPSHr लाई २२% ले घटायो।

II. ओपन-लूप टेस्ट रिग: लचिलोपन र शुद्धता सन्तुलन

१. परीक्षण सिद्धान्तहरू

• प्रणाली खोल्नुहोस्:इनलेट प्रेसर नियन्त्रणको लागि ट्याङ्की तरल स्तर भिन्नता वा भ्याकुम पम्पहरू प्रयोग गर्दछ (सरल तर कम सटीक)।

• प्रमुख अपग्रेडहरू:

· उच्च-सटीकता भिन्न दबाव ट्रान्समिटरहरू (त्रुटि ≤0.1% FS)।

· परम्परागत टर्बाइन मिटरहरू प्रतिस्थापन गर्दै लेजर फ्लोमिटरहरू (±०.५% शुद्धता)।

२. ठाडो टर्बाइन पम्प अनुकूलनहरू

• गहिरो इनार सिमुलेशन: डुबाउने अवस्थाहरूको प्रतिकृति बनाउन भूमिगत शाफ्टहरू (पम्प शाफ्ट लम्बाइको गहिराइ ≥) निर्माण गर्नुहोस्।

• डेटा सुधार:CFD मोडलिङले पाइपलाइन प्रतिरोधको कारणले हुने इनलेट प्रेसर नोक्सानको क्षतिपूर्ति दिन्छ।

III. क्षेत्र परीक्षण: वास्तविक-विश्व प्रमाणीकरण

१. परीक्षण सिद्धान्तहरू

• सञ्चालन समायोजन: हेड ड्रप पोइन्टहरू पहिचान गर्न भल्भ थ्रोटलिंग वा VFD गति परिवर्तनहरू मार्फत इनलेट प्रेसरलाई मोड्युलेट गर्नुहोस्।

• प्रमुख सूत्र:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(इनलेट प्रेसर पिन, वेग भिन, र तरल पदार्थको तापक्रम मापन गर्न आवश्यक छ।)

प्रक्रिया

इनलेट फ्ल्यान्जमा उच्च-सटीकता प्रेसर सेन्सरहरू स्थापना गर्नुहोस्।

प्रवाह, टाउको र दबाब रेकर्ड गर्दै इनलेट भल्भहरू बिस्तारै बन्द गर्नुहोस्।

NPSHr इन्फ्लेक्शन पोइन्ट पहिचान गर्न प्लट हेड बनाम इनलेट प्रेसर कर्भ।

२. चुनौती र समाधानहरू

• हस्तक्षेप कारकहरू:

· पाइप कम्पन → एन्टी-कम्पन माउन्टहरू स्थापना गर्नुहोस्।

· ग्यास प्रवेश → इनलाइन ग्यास सामग्री मनिटरहरू प्रयोग गर्नुहोस्।

• शुद्धता वृद्धि:

· औसत धेरै मापनहरू।

· कम्पन स्पेक्ट्राको विश्लेषण गर्नुहोस् (क्याभिटेसन सुरु हुँदा १–४ kHz ऊर्जा स्पाइकहरू ट्रिगर हुन्छन्)।

IV. स्केल्ड-डाउन मोडेल परीक्षण: लागत-प्रभावी अन्तर्दृष्टि

१. समानता सिद्धान्तको आधार

•स्केलिङ कानूनहरू: विशिष्ट गति ns कायम राख्नुहोस्; इम्पेलर आयामहरू निम्न रूपमा मापन गर्नुहोस्:

· QmQ=(DmD)३, HmH=(DmD)२

• मोडेल डिजाइन:  १:२ देखि १:५ स्केल अनुपात; सामग्री र सतहको खस्रोपनको प्रतिकृति।

२. ठाडो टर्बाइन पम्पका फाइदाहरू

• अन्तरिक्ष अनुकूलता: छोटो-शाफ्ट मोडेलहरू मानक परीक्षण रिगहरूमा फिट हुन्छन्।

•लागत बचत: पूर्ण-स्तरीय प्रोटोटाइपहरूको परीक्षण लागत १०-२०% मा घटाइयो।

त्रुटि स्रोतहरू र सुधारहरू

•स्केल प्रभावहरू:  रेनोल्ड्स संख्या विचलन → टर्बुलेन्स सुधार मोडेलहरू लागू गर्नुहोस्।

• सतहको खस्रोपन:  घर्षण घाटा अफसेट गर्न पोलिश मोडेलहरू Ra≤0.8μm मा।

V. डिजिटल सिमुलेशन: भर्चुअल परीक्षण क्रान्ति

१. CFD मोडलिङ

•प्रक्रिया:

पूर्ण-प्रवाह-मार्ग 3D मोडेलहरू निर्माण गर्नुहोस्।

बहु-चरण प्रवाह (पानी + वाष्प) र गुहा मोडेलहरू (जस्तै, Schnerr-Sauer) कन्फिगर गर्नुहोस्।

३% हेड ड्रप नभएसम्म दोहोर्याउनुहोस्; NPSHr निकाल्नुहोस्।

• प्रमाणीकरण: केस स्टडीहरूमा CFD नतिजाहरूले शारीरिक परीक्षणहरूबाट ≤8% विचलन देखाउँछन्।

२. मेसिन लर्निङ भविष्यवाणी

• डेटा-संचालित दृष्टिकोण:  ऐतिहासिक डेटामा रिग्रेसन मोडेलहरू तालिम दिनुहोस्; NPSHr भविष्यवाणी गर्न इनपुट इम्पेलर प्यारामिटरहरू (D2, β2, आदि)।

• फाइदा: भौतिक परीक्षण हटाउँछ, डिजाइन चक्रलाई ७०% ले घटाउँछ।

निष्कर्ष: "प्रयोगात्मक अनुमान" देखि "परिमाणयोग्य परिशुद्धता" सम्म

ठाडो टर्बाइन पम्प क्याभिटेसन परीक्षणले "अद्वितीय संरचनाहरूले सटीक परीक्षणलाई रोक्छ" भन्ने गलत धारणालाई हटाउनु पर्छ। बन्द/खुला-लूप रिगहरू, फिल्ड परीक्षणहरू, स्केल्ड मोडेलहरू, र डिजिटल सिमुलेशनहरू संयोजन गरेर, इन्जिनियरहरूले डिजाइन र मर्मत रणनीतिहरूलाई अनुकूलन गर्न NPSHr को मात्रा निर्धारण गर्न सक्छन्। हाइब्रिड परीक्षण र एआई उपकरणहरू अगाडि बढ्दै जाँदा, क्याभिटेसन प्रदर्शनमा पूर्ण दृश्यता र नियन्त्रण प्राप्त गर्ने मानक अभ्यास बन्नेछ।