1. අක්ෂීය බල උත්පාදනය සහ තුලනය කිරීමේ මූලධර්ම

බහු අදියරවල අක්ෂීය බලවේග  සිරස් ටර්බයින් පොම්ප  ප්‍රධාන වශයෙන් සංරචක දෙකකින් සමන්විත වේ:

● කේන්ද්‍රාපසාරී බල සංරචකය:කේන්ද්‍රාපසාරී බලය හේතුවෙන් ද්‍රව රේඩියල් ප්‍රවාහය ප්‍රේරකයේ ඉදිරිපස සහ පසුපස ආවරණ අතර පීඩන අවකලනයක් නිර්මාණය කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අක්ෂීය බලයක් (සාමාන්‍යයෙන් චූෂණ ආදාන දෙසට යොමු කෙරේ) ඇති වේ.

● පීඩන අවකල බලපෑම:එක් එක් අදියර හරහා සමුච්චිත පීඩන වෙනස අක්ෂීය බලය තවදුරටත් වැඩි කරයි.

තුලනය කිරීමේ ක්‍රම:

● සමමිතික ප්‍රේරක සැකැස්ම:ද්විත්ව චූෂණ ප්‍රේරක (ද්‍රවය දෙපැත්තෙන්ම ඇතුළු වේ) භාවිතා කිරීමෙන් ඒක දිශානුගත පීඩන අවකලනය අඩු කරයි, අක්ෂීය බලය පිළිගත හැකි මට්ටම් දක්වා අඩු කරයි (10%-30%).

● තුලන සිදුරු නිර්මාණය:ප්‍රේරක පිටුපස කවරයේ ඇති රේඩියල් හෝ ආනත සිදුරු මගින් අධි පීඩන ද්‍රවය නැවත ඇතුල්වීම වෙත හරවා යවමින් පීඩන වෙනස්කම් සමතුලිත කරයි. කාර්යක්ෂමතාව නැතිවීම වළක්වා ගැනීම සඳහා තරල ගතික ගණනය කිරීම් හරහා සිදුරු ප්‍රමාණය ප්‍රශස්ත කළ යුතුය.

● ප්‍රතිලෝම තල නිර්මාණය:අවසාන අදියරේදී ප්‍රතිලෝම තල (ප්‍රධාන තලවලට ප්‍රතිවිරුද්ධව) එකතු කිරීමෙන් අක්ෂීය බර අඩු කර ගැනීම සඳහා ප්‍රති-කේන්ද්‍රාපසාරී බලය ජනනය වේ. බහුලව භාවිතා වන්නේ ඉහළ-හිස් පොම්පවල (උදා: බහු-අදියර සිරස් ටර්බයින් පොම්ප).

2. රේඩියල් බර උත්පාදනය සහ තුලනය

රේඩියල් බර පැටවීම සිදුවන්නේ භ්‍රමණය අතරතුර අවස්ථිති බලවේග, අසමාන ද්‍රව ගතික පීඩන ව්‍යාප්තිය සහ රොටර් ස්කන්ධයේ අවශේෂ අසමතුලිතතාවයෙනි. බහු-අදියර පොම්පවල සමුච්චිත රේඩියල් බර නිසා බෙයාරින් අධික උනුසුම් වීම, කම්පනය හෝ රොටර් වැරදි ලෙස පෙළගැස්වීම සිදුවිය හැකිය.

තුලනය කිරීමේ උපාය මාර්ග:

● ඉම්පෙලර් සමමිතික ප්‍රශස්තිකරණය:

o ඔත්තේ-ඉරට්ටේ තල ගැලපීම (උදා: තල 5 + තල 7) රේඩියල් බල ඒකාකාරව බෙදා හරියි.

o ගතික තුලනය මඟින් එක් එක් ප්‍රේරකයේ කේන්ද්‍රය භ්‍රමණ අක්ෂය සමඟ පෙළගැසී ඇති බව සහතික කරයි, අවශේෂ අසමතුලිතතාවය අවම කරයි.

● ව්‍යුහාත්මක ශක්තිමත් කිරීම:

o දෘඩ අතරමැදි බෙයාරිං නිවාස රේඩියල් විස්ථාපනය සීමා කරයි.

o ඒකාබද්ධ ෙබයාරිං (උදා: ද්විත්ව පේළි තෙරපුම් ෙබෝල ෙබයාරිං + සිලින්ඩරාකාර ෙරෝලර් ෙබයාරිං) අක්ෂීය සහ රේඩියල් බර ෙවන ෙවනම හසුරුවයි.

● හයිඩ්‍රොලික් වන්දි:

o ප්‍රේරක නිෂ්කාශනවල මාර්ගෝපදේශක වේන් හෝ ආපසු කුටි ප්‍රවාහ මාර්ග ප්‍රශස්ත කරයි, දේශීය සුළි සුළං සහ රේඩියල් බල උච්චාවචනයන් අඩු කරයි.

3. බහු-අදියර ඉම්පෙලර්වල සම්ප්‍රේෂණය පැටවීම

අක්ෂීය බලවේග අදියර අනුව සමුච්චය වන අතර ආතති සාන්ද්‍රණය වැළැක්වීම සඳහා කළමනාකරණය කළ යුතුය:

● අදියර අනුව තුලනය:සමතුලිත තැටියක් ස්ථාපනය කිරීම (උදා: බහු-අදියර කේන්ද්‍රාපසාරී පොම්පවල) අක්ෂීය බලයන් ස්වයංක්‍රීයව සකස් කිරීම සඳහා අක්ෂීය පරතරය පීඩන වෙනස්කම් භාවිතා කරයි.

● දෘඪතාව ප්‍රශස්තකරණය:පොම්ප පතුවළ ඉහළ ශක්ති මිශ්‍ර ලෝහ වලින් (උදා: 42CrMo) සාදා ඇති අතර අපගමන සීමාවන් සඳහා (සාමාන්‍යයෙන් ≤ 0.1 mm/m) සීමිත මූලද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය (FEA) හරහා වලංගු වේ.

4. ඉංජිනේරු සිද්ධි අධ්‍යයනය සහ ගණනය කිරීම් සත්‍යාපනය

උදාහරණයක්:රසායනික බහු-අදියර සිරස් ටර්බයින පොම්පයක් (අදියර 6, මුළු හිස මීටර් 300, ප්‍රවාහ අනුපාතය පැයට මීටර් 200):

● අක්ෂීය බල ගණනය කිරීම:

o ආරම්භක නිර්මාණය (තනි-චූෂණ ප්‍රේරකය): F=K⋅ρ⋅g⋅Q2⋅H (K=1.2−1.5), ප්‍රතිඵලයක් ලෙස 1.8×106N.

o ද්විත්ව චූෂණ ප්‍රේරකයක් බවට පරිවර්තනය කර ශේෂ සිදුරු එකතු කිරීමෙන් පසු: අක්ෂීය බලය 5×105N දක්වා අඩු කර, API 610 ප්‍රමිතීන් සපුරාලයි (≤1.5× ශ්‍රේණිගත බල ව්‍යවර්ථය).

● රේඩියල් භාර අනුකරණය:

o ANSYS Fluent CFD මඟින් ප්‍රශස්තකරණය නොකළ ප්‍රේරකවල දේශීය පීඩන උච්චයන් (12 kN/m² දක්වා) අනාවරණය කරන ලදී. මාර්ගෝපදේශක වෑන් හඳුන්වාදීම මඟින් උච්චයන් 40% කින් අඩු කළ අතර දරණ උෂ්ණත්වය 15°C කින් ඉහළ ගියේය.

5. ප්‍රධාන සැලසුම් නිර්ණායක සහ සලකා බැලීම්

● අක්ෂීය බල සීමාවන්: සාමාන්‍යයෙන් පොම්ප පතුවළ ආතන්ය ශක්තියෙන් ≤ 30% ක් වන අතර, තෙරපුම් දරණ උෂ්ණත්වය ≤ 70°C වේ.

● ප්‍රේරක නිෂ්කාශන පාලනය: 0.2-0.5 mm අතර පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ (ඉතා කුඩා වීම ඝර්ෂණයට හේතු වේ; ඉතා විශාල වීම කාන්දු වීමට හේතු වේ).

● ගතික පරීක්ෂණ: ක්‍රියාත්මක කිරීමට පෙර සම්පූර්ණ වේග තුලන පරීක්ෂණ (G2.5 ශ්‍රේණිය) පද්ධති ස්ථායිතාව සහතික කරයි.

නිගමනය

බහු-අදියර සිරස් ටර්බයින් පොම්පවල අක්ෂීය සහ රේඩියල් බර සමතුලිත කිරීම තරල ගතිකය, යාන්ත්‍රික නිර්මාණය සහ ද්‍රව්‍ය විද්‍යාව ඇතුළත් සංකීර්ණ පද්ධති ඉංජිනේරු අභියෝගයකි. ප්‍රේරක ජ්‍යාමිතිය ප්‍රශස්ත කිරීම, සමතුලිත උපාංග ඒකාබද්ධ කිරීම සහ නිරවද්‍ය නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් පොම්ප විශ්වසනීයත්වය සහ ආයු කාලය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරයි. AI-ධාවනය කරන ලද සංඛ්‍යාත්මක සමාකරණ සහ ආකලන නිෂ්පාදනයේ අනාගත දියුණුව පුද්ගලාරෝපිත ප්‍රේරක නිර්මාණය සහ ගතික භාර ප්‍රශස්තිකරණය තවදුරටත් සක්‍රීය කරනු ඇත.

සටහන: නිශ්චිත යෙදුම් සඳහා අභිරුචිකරණය කළ නිර්මාණය (උදා: තරල ගුණාංග, වේගය, උෂ්ණත්වය) API සහ ISO වැනි ජාත්‍යන්තර ප්‍රමිතීන්ට අනුකූල විය යුතුය.