1. ਧੁਰੀ ਬਲ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਅਤੇ ਸੰਤੁਲਨ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ

ਬਹੁ-ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਧੁਰੀ ਬਲ  ਲੰਬਕਾਰੀ ਟਰਬਾਈਨ ਪੰਪ  ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੋ ਹਿੱਸਿਆਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ:

● ਸੈਂਟਰਿਫਿਊਗਲ ਫੋਰਸ ਕੰਪੋਨੈਂਟ:ਸੈਂਟਰਿਫਿਊਗਲ ਬਲ ਦੇ ਕਾਰਨ ਤਰਲ ਰੇਡੀਅਲ ਪ੍ਰਵਾਹ ਇੰਪੈਲਰ ਦੇ ਅਗਲੇ ਅਤੇ ਪਿਛਲੇ ਕਵਰਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਦਬਾਅ ਅੰਤਰ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਧੁਰੀ ਬਲ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਚੂਸਣ ਇਨਲੇਟ ਵੱਲ ਨਿਰਦੇਸ਼ਿਤ) ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

● ਦਬਾਅ ਵਿਭਿੰਨ ਪ੍ਰਭਾਵ:ਹਰੇਕ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਸੰਚਤ ਦਬਾਅ ਅੰਤਰ ਧੁਰੀ ਬਲ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਸੰਤੁਲਨ ਦੇ ਤਰੀਕੇ:

● ਸਮਮਿਤੀ ਇੰਪੈਲਰ ਪ੍ਰਬੰਧ:ਡਬਲ-ਸੈਕਸ਼ਨ ਇੰਪੈਲਰ (ਦੋਵੇਂ ਪਾਸਿਆਂ ਤੋਂ ਤਰਲ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਇੱਕ-ਦਿਸ਼ਾਵੀ ਦਬਾਅ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਧੁਰੀ ਬਲ ਨੂੰ ਸਵੀਕਾਰਯੋਗ ਪੱਧਰਾਂ (10%-30%) ਤੱਕ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ।

● ਬੈਲੇਂਸ ਹੋਲ ਡਿਜ਼ਾਈਨ:ਇੰਪੈਲਰ ਬੈਕ ਕਵਰ ਵਿੱਚ ਰੇਡੀਅਲ ਜਾਂ ਤਿਰਛੇ ਛੇਕ ਉੱਚ-ਦਬਾਅ ਵਾਲੇ ਤਰਲ ਨੂੰ ਵਾਪਸ ਇਨਲੇਟ ਵੱਲ ਰੀਡਾਇਰੈਕਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਦਬਾਅ ਦੇ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਸੰਤੁਲਿਤ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਤੋਂ ਬਚਣ ਲਈ ਛੇਕ ਦੇ ਆਕਾਰ ਨੂੰ ਤਰਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਇਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।

● ਉਲਟਾ ਬਲੇਡ ਡਿਜ਼ਾਈਨ:ਆਖਰੀ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਰਿਵਰਸ ਬਲੇਡ (ਮੁੱਖ ਬਲੇਡਾਂ ਦੇ ਉਲਟ) ਜੋੜਨ ਨਾਲ ਧੁਰੀ ਭਾਰ ਨੂੰ ਆਫਸੈੱਟ ਕਰਨ ਲਈ ਵਿਰੋਧੀ-ਕੇਂਦਰੀ ਬਲ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਹਾਈ-ਹੈੱਡ ਪੰਪਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਮਲਟੀਸਟੇਜ ਵਰਟੀਕਲ ਟਰਬਾਈਨ ਪੰਪ) ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

2. ਰੇਡੀਅਲ ਲੋਡ ਜਨਰੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਸੰਤੁਲਨ

ਰੇਡੀਅਲ ਲੋਡ ਰੋਟੇਸ਼ਨ ਦੌਰਾਨ ਜੜ੍ਹਤਾ ਬਲਾਂ, ਅਸਮਾਨ ਤਰਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਦਬਾਅ ਵੰਡ, ਅਤੇ ਰੋਟਰ ਪੁੰਜ ਵਿੱਚ ਬਕਾਇਆ ਅਸੰਤੁਲਨ ਤੋਂ ਉਤਪੰਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਮਲਟੀ-ਸਟੇਜ ਪੰਪਾਂ ਵਿੱਚ ਇਕੱਠੇ ਹੋਏ ਰੇਡੀਅਲ ਲੋਡ ਬੇਅਰਿੰਗ ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ, ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ, ਜਾਂ ਰੋਟਰ ਗਲਤ ਅਲਾਈਨਮੈਂਟ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੇ ਹਨ।

ਸੰਤੁਲਨ ਰਣਨੀਤੀਆਂ:

● ਇੰਪੈਲਰ ਸਮਰੂਪਤਾ ਅਨੁਕੂਲਤਾ:

o ਔਡ-ਈਵਨ ਬਲੇਡ ਮੈਚਿੰਗ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, 5 ਬਲੇਡ + 7 ਬਲੇਡ) ਰੇਡੀਅਲ ਬਲਾਂ ਨੂੰ ਸਮਾਨ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵੰਡਦਾ ਹੈ।

o ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਸੰਤੁਲਨ ਇਹ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਹਰੇਕ ਇੰਪੈਲਰ ਦਾ ਸੈਂਟਰੋਇਡ ਰੋਟੇਸ਼ਨਲ ਧੁਰੇ ਨਾਲ ਇਕਸਾਰ ਹੋਵੇ, ਬਕਾਇਆ ਅਸੰਤੁਲਨ ਨੂੰ ਘੱਟ ਤੋਂ ਘੱਟ ਕਰਦਾ ਹੈ।

● ਢਾਂਚਾਗਤ ਮਜ਼ਬੂਤੀ:

o ਸਖ਼ਤ ਵਿਚਕਾਰਲੇ ਬੇਅਰਿੰਗ ਹਾਊਸਿੰਗ ਰੇਡੀਅਲ ਵਿਸਥਾਪਨ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦੇ ਹਨ।

o ਸੰਯੁਕਤ ਬੇਅਰਿੰਗ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡਬਲ-ਰੋਅ ਥ੍ਰਸਟ ਬਾਲ ਬੇਅਰਿੰਗ + ਸਿਲੰਡਰ ਰੋਲਰ ਬੇਅਰਿੰਗ) ਧੁਰੀ ਅਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਲੋਡ ਨੂੰ ਵੱਖਰੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਭਾਲਦੇ ਹਨ।

● ਹਾਈਡ੍ਰੌਲਿਕ ਮੁਆਵਜ਼ਾ:

o ਇੰਪੈਲਰ ਕਲੀਅਰੈਂਸ ਵਿੱਚ ਗਾਈਡ ਵੈਨ ਜਾਂ ਰਿਟਰਨ ਚੈਂਬਰ ਪ੍ਰਵਾਹ ਮਾਰਗਾਂ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਸਥਾਨਕ ਵੌਰਟੀਸ ਅਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਫੋਰਸ ਦੇ ਉਤਰਾਅ-ਚੜ੍ਹਾਅ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੇ ਹਨ।

3. ਮਲਟੀ-ਸਟੇਜ ਇੰਪੈਲਰਾਂ ਵਿੱਚ ਲੋਡ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ

ਧੁਰੀ ਬਲ ਪੜਾਅਵਾਰ ਇਕੱਠੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਤਣਾਅ ਦੇ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ ਇਹਨਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਬੰਧਨ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ:

● ਪੜਾਅਵਾਰ ਸੰਤੁਲਨ:ਇੱਕ ਬੈਲੇਂਸ ਡਿਸਕ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਮਲਟੀ-ਸਟੇਜ ਸੈਂਟਰਿਫਿਊਗਲ ਪੰਪਾਂ ਵਿੱਚ) ਸਥਾਪਤ ਕਰਨ ਨਾਲ ਧੁਰੀ ਬਲਾਂ ਨੂੰ ਆਪਣੇ ਆਪ ਐਡਜਸਟ ਕਰਨ ਲਈ ਧੁਰੀ ਪਾੜੇ ਦੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਅੰਤਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

● ਕਠੋਰਤਾ ਅਨੁਕੂਲਤਾ:ਪੰਪ ਸ਼ਾਫਟ ਉੱਚ-ਸ਼ਕਤੀ ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਤ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, 42CrMo) ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਡਿਫਲੈਕਸ਼ਨ ਸੀਮਾਵਾਂ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ≤ 0.1 mm/m) ਲਈ ਸੀਮਿਤ ਤੱਤ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (FEA) ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

4. ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਕੇਸ ਸਟੱਡੀ ਅਤੇ ਗਣਨਾ ਤਸਦੀਕ

ਉਦਾਹਰਨ:ਇੱਕ ਰਸਾਇਣਕ ਮਲਟੀਸਟੇਜਵਰਟੀਕਲ ਟਰਬਾਈਨ ਪੰਪ (6 ਪੜਾਅ, ਕੁੱਲ ਹੈੱਡ 300 ਮੀਟਰ, ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ 200 ਮੀਟਰ³/ਘੰਟਾ):

● ਧੁਰੀ ਬਲ ਗਣਨਾ:

o ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਡਿਜ਼ਾਈਨ (ਸਿੰਗਲ-ਸੈਕਸ਼ਨ ਇੰਪੈਲਰ): F=K⋅ρ⋅g⋅Q2⋅H (K=1.2−1.5), ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ 1.8×106N।

o ਡਬਲ-ਸੈਕਸ਼ਨ ਇੰਪੈਲਰ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਅਤੇ ਬੈਲੇਂਸ ਹੋਲ ਜੋੜਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ: ਐਕਸੀਅਲ ਫੋਰਸ ਨੂੰ 5×105N ਤੱਕ ਘਟਾ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ, API 610 ਮਿਆਰਾਂ (≤1.5× ਰੇਟਡ ਪਾਵਰ ਟਾਰਕ) ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।

● ਰੇਡੀਅਲ ਲੋਡ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ:

o ANSYS ਫਲੂਐਂਟ CFD ਨੇ ਅਣ-ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਇੰਪੈਲਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸਥਾਨਕ ਦਬਾਅ ਸਿਖਰਾਂ (12 kN/m² ਤੱਕ) ਦਾ ਖੁਲਾਸਾ ਕੀਤਾ। ਗਾਈਡ ਵੈਨਾਂ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਨੇ ਸਿਖਰਾਂ ਨੂੰ 40% ਘਟਾ ਦਿੱਤਾ ਅਤੇ ਬੇਅਰਿੰਗ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ 15°C ਵਾਧਾ ਕੀਤਾ।

5. ਮੁੱਖ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਮਾਪਦੰਡ ਅਤੇ ਵਿਚਾਰ

● ਧੁਰੀ ਬਲ ਸੀਮਾਵਾਂ: ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪੰਪ ਸ਼ਾਫਟ ਟੈਂਸਿਲ ਤਾਕਤ ਦਾ ≤ 30%, ਥ੍ਰਸਟ ਬੇਅਰਿੰਗ ਤਾਪਮਾਨ ≤ 70°C ਦੇ ਨਾਲ।

● ਇੰਪੈਲਰ ਕਲੀਅਰੈਂਸ ਕੰਟਰੋਲ: 0.2-0.5 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ (ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੋਣ ਨਾਲ ਰਗੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ; ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੋਣ ਨਾਲ ਲੀਕੇਜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ)।

● ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਟੈਸਟਿੰਗ: ਪੂਰੀ-ਸਪੀਡ ਬੈਲੇਂਸਿੰਗ ਟੈਸਟ (G2.5 ਗ੍ਰੇਡ) ਕਮਿਸ਼ਨਿੰਗ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਸਿਸਟਮ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ।

ਸਿੱਟਾ

ਮਲਟੀਸਟੇਜ ਵਰਟੀਕਲ ਟਰਬਾਈਨ ਪੰਪਾਂ ਵਿੱਚ ਧੁਰੀ ਅਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਲੋਡ ਨੂੰ ਸੰਤੁਲਿਤ ਕਰਨਾ ਇੱਕ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਸਿਸਟਮ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਚੁਣੌਤੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਤਰਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ, ਮਕੈਨੀਕਲ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਪਦਾਰਥ ਵਿਗਿਆਨ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਇੰਪੈਲਰ ਜਿਓਮੈਟਰੀ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣਾ, ਸੰਤੁਲਨ ਯੰਤਰਾਂ ਨੂੰ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਨਾ, ਅਤੇ ਸਟੀਕ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਪੰਪ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਅਤੇ ਜੀਵਨ ਕਾਲ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਧਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਏਆਈ-ਸੰਚਾਲਿਤ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਐਡਿਟਿਵ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਭਵਿੱਖ ਦੀਆਂ ਤਰੱਕੀਆਂ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਇੰਪੈਲਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਲੋਡ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਨੂੰ ਹੋਰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣਗੀਆਂ।

ਨੋਟ: ਖਾਸ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਰਲ ਗੁਣ, ਗਤੀ, ਤਾਪਮਾਨ) ਲਈ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਨੂੰ API ਅਤੇ ISO ਵਰਗੇ ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦੀ ਪਾਲਣਾ ਕਰਨੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ।