Cavitation mangrupakeun anceman disumputkeun pikeun  pompa turbin nangtung  operasi, ngabalukarkeun geter, noise, sarta erosi impeller nu bisa ngakibatkeun gagalna catastrophic. Nanging, kusabab struktur unikna (panjangna aci dugi ka puluhan méter) sareng pamasangan anu rumit, uji kinerja cavitation (determinasi NPSHr) pikeun pompa turbin nangtung nyababkeun tantangan anu penting.

I. Closed-Loop Test Rig: Precision vs Konstrain spasial

1.Prinsip jeung Prosedur Tés

• Parabot Inti: Sistim loop tertutup (pompa vakum, tank penstabil, flowmeter, sensor tekanan) pikeun kontrol tekanan inlet tepat.

• Prosedur:

· Fix laju pompa jeung laju aliran.

· Saeutik demi saeutik ngurangan tekanan inlet nepi ka sirah turun ku 3% (titik harti NPSHr).

· Rékam tekanan kritis jeung ngitung NPSHr.

• Akurasi Data: ± 2%, patuh kana standar ISO 5199.

2. Tantangan pikeun pompa turbin nangtung

• Watesan Spasi: Standar rigs tutup-loop boga ≤5 m jangkungna nangtung, sauyunan jeung pompa lila-aci (panjang aci has: 10-30 m).

• Distorsi Paripolah dinamis: Shortening shafts alters speeds kritis tur mode Geter, skewing hasil tés.

3. Aplikasi Industri

• Kasus pamakéan: pondok-aci pompa jero-sumur (aci ≤5 m), prototipe R & D.

• Studi Kasus: A produsén pompa ngurangan NPSHr ku 22% sanggeus optimizing design impeller via 200 tés loop katutup.

II. Buka-Loop Test Rig: Balancing kalenturan jeung akurasi

1. Prinsip Tés

• Sistem Buka:Ngagunakeun tank béda tingkat cair atawa pompa vakum pikeun kontrol tekanan inlet (basajan tapi kirang tepat).

• Ngaronjatkeun konci:

· Pamancar tekanan diferensial-akurasi luhur (kasalahan ≤0.1% FS).

· Laser flowmeters (± 0.5% akurasi) ngaganti méter turbin tradisional.

2. Adaptasi pompa turbin nangtung

• Simulasi Deep-Well: Ngawangun shafts jero taneuh (jero ≥ panjang aci pompa) pikeun ngayakeun réplikasi kaayaan immersion.

• Koréksi Data:Modeling CFD ngimbangan leungitna tekanan inlet disababkeun ku résistansi pipa.

III. Tés lapangan: Validasi Real-Dunya

1. Prinsip Tés

• pangaluyuan Operasional: Modulate tekanan inlet via throttling klep atawa parobahan speed VFD pikeun ngaidentipikasi titik serelek sirah.

• Rumus konci:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Perlu ngukur tekanan inlet Pin, laju vin, sareng suhu cairan.)

prosedur

Pasang sénsor tekanan akurasi luhur dina flange inlet.

Laun nutup valves inlet bari ngarekam aliran, sirah, sarta tekanan.

Plot sirah vs kurva tekanan inlet pikeun ngaidentipikasi titik infleksi NPSHr.

2.Tantangan jeung Solusi

• Faktor Interferensi:

· Pipa geter → Pasang anti geter mounts.

· Entrainment gas → Paké monitor eusi gas inline.

• Peningkatan akurasi:

· Rata-rata sababaraha pangukuran.

· Nganalisis spéktrum geter (awalna kavitasi micu 1–4 paku énergi kHz).

IV. Tés Modél Skala-Turun: Wawasan Éféktif Biaya

1. Dasar Tiori Kasaruaan

• Hukum skala: Ngajaga speed husus ns; dimensi impeller skala saperti:

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

• Desain modél:  1:2 nepi ka 1:5 babandingan skala; bahan réplikasi jeung roughness permukaan.

2. Keunggulan Pompa Turbin Vertikal

• Kasaluyuan Ruang: Model aci pondok cocog sareng rig tés standar.

• Hemat Biaya: Biaya tés diréduksi jadi 10-20% tina prototipe skala pinuh.

Sumber Kasalahan sareng Koréksi

• Pangaruh Skala:  Panyimpangan angka Reynolds → Larapkeun model koreksi turbulensi.

Kakasaran permukaan:  Modél Polandia ka Ra≤0.8μm pikeun ngimbangan karugian gesekan.

V. simulasi digital: Revolusi Tés Virtual

1. CFD Modeling

•Prosés:

Ngawangun modél 3D jalur aliran pinuh.

Ngonpigurasikeun aliran multiphase (cai + uap) jeung model cavitation (misalna Schnerr-Sauer).

Iterate nepi ka 3% serelek sirah; ékstrak NPSHr.

• Validasi: Hasil CFD nunjukkeun ≤8% simpangan tina tés fisik dina studi kasus.

2. Mesin Learning Prediksi

• Pendekatan Didorong Data:  Ngalatih modél régrési kana data sajarah; parameter impeller input (D2, β2, jsb) pikeun ngaduga NPSHr.

• Kauntungan: Ngaleungitkeun tés fisik, motong siklus desain ku 70%.

Kacindekan: Ti "Empiris Guesswork" ka "Quantfiable Precision"

Tés cavitation pompa turbin nangtung kudu nungkulan misconception yén "struktur unik preclude nguji akurat." Ku ngagabungkeun rigs tutup / buka-loop, tés lapangan, model skala, sarta simulasi digital, insinyur bisa ngitung NPSHr pikeun ngaoptimalkeun desain jeung strategi pangropéa. Nalika uji hibrida sareng alat AI maju, ngahontal visibilitas lengkep sareng kontrol kana kinerja cavitation bakal janten prakték standar.