Cavitation ni tishio siri kwa  pampu ya turbine ya wima  operesheni, kusababisha mtetemo, kelele, na mmomonyoko wa impela ambayo inaweza kusababisha kushindwa kwa janga. Hata hivyo, kutokana na muundo wao wa kipekee (urefu wa shimoni hadi makumi ya mita) na usakinishaji mgumu, upimaji wa utendaji wa cavitation (uamuzi wa NPSHr) kwa pampu za turbine za wima huleta changamoto kubwa.

I. Kitengo cha Mtihani wa Kitanzi Kilichofungwa: Usahihi dhidi ya Vikwazo vya Nafasi

1.Kupima Kanuni na Taratibu

• Vifaa vya Msingi: Mfumo wa kitanzi kilichofungwa (pampu ya utupu, tanki ya kiimarishaji, kipima mtiririko, vitambuzi vya shinikizo) kwa udhibiti sahihi wa shinikizo la ingizo.

• Utaratibu:

· Rekebisha kasi ya pampu na kasi ya mtiririko.

· Punguza polepole shinikizo la kuingiza hadi kichwa kipungue kwa 3% (hatua ya ufafanuzi wa NPSHr).

· Rekodi shinikizo muhimu na uhesabu NPSHr.

• Usahihi wa Data: ±2%, inatii viwango vya ISO 5199.

2. Changamoto za Pampu za Turbine Wima

• Upungufu wa nafasi: Mitambo ya kawaida ya kitanzi iliyofungwa ina urefu wa wima ≤5 m, haioani na pampu za shimoni ndefu (urefu wa kawaida wa shimoni: 10-30 m).

• Upotoshaji Unaobadilika wa Tabia: Kufupisha shafts hubadilisha kasi muhimu na hali za mtetemo, kupotosha matokeo ya mtihani.

3. Maombi ya Viwanda

• Kesi za Matumizi: Pampu za kina cha shimo fupi (shimoni ≤5 m), mfano wa R&D.

• Uchunguzi Kifani: Mtengenezaji wa pampu alipunguza NPSHr kwa 22% baada ya kuboresha muundo wa kisukuma kupitia majaribio 200 ya kitanzi-msingi.

II. Kitengo cha Mtihani wa Kitanzi Huria: Kusawazisha Unyumbufu na Usahihi

1. Kanuni za Kupima

• Fungua Mfumo:Hutumia tofauti za kiwango cha kioevu cha tanki au pampu za utupu kwa udhibiti wa shinikizo la kuingiza (rahisi lakini kwa usahihi chini).

• Maboresho Muhimu:

· Visambaza shinikizo vya utofauti vya usahihi wa juu (hitilafu ≤0.1% FS).

· Vipimo vya mtiririko wa laser (usahihi ± 0.5%) kuchukua nafasi ya mita za jadi za turbine.

2. Marekebisho ya Pampu ya Turbine Wima

• Uigaji wa Kisima-Kina: Tengeneza vishimo vya chini ya ardhi (kina ≥ urefu wa shimoni la pampu) ili kuiga hali ya kuzamishwa.

• Marekebisho ya Data:Muundo wa CFD hulipa fidia kwa hasara ya shinikizo la ghuba inayosababishwa na ukinzani wa bomba.

III. Jaribio la Sehemu: Uthibitishaji wa Ulimwengu Halisi

1. Kanuni za Kupima

• Marekebisho ya Uendeshaji: Rekebisha shinikizo la ingizo kupitia kusukuma kwa valves au mabadiliko ya kasi ya VFD ili kutambua sehemu za kushuka kwa kichwa.

• Mfumo Muhimu:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Inahitaji kupima pini ya shinikizo la kuingiza, vin ya kasi, na joto la maji.)

Utaratibu

Sakinisha sensorer za shinikizo la usahihi wa juu kwenye flange ya kuingiza.

Hatua kwa hatua funga vali za kuingiza huku ukirekodi mtiririko, kichwa na shinikizo.

Kichwa cha njama dhidi ya mkunjo wa shinikizo la ghuba ili kutambua sehemu ya inflection ya NPSHr.

2.Changamoto na Masuluhisho

• Sababu za Kuingilia:

· Mtetemo wa bomba → Sakinisha viunga vya kuzuia mtetemo.

· Uingizaji wa gesi → Tumia vichunguzi vilivyomo ndani ya gesi.

• Maboresho ya Usahihi:

· Wastani wa vipimo vingi.

· Changanua vibration spectra (cavitation mwanzo kuchochea 1-4 kHz nishati spikes).

IV. Jaribio la Muundo Iliyopunguzwa: Maarifa Yanayofaa kwa Gharama

1. Msingi wa Nadharia Ya Kufanana

•Sheria za Kuongeza: Kudumisha kasi maalum ns; punguza vipimo vya msukumo kama:

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

•Muundo wa Muundo:  uwiano wa mizani 1:2 hadi 1:5; kuiga nyenzo na ukali wa uso.

2. Faida za Pampu ya Turbine Wima

•Upatanifu wa Nafasi: Mifano ya shimoni fupi inafaa vifaa vya kawaida vya mtihani.

•Uokoaji wa Gharama: Gharama za majaribio zilipungua hadi 10-20% ya prototypes za kiwango kamili.

Vyanzo na Marekebisho ya Hitilafu

•Athari za Mizani:  Mikengeuko ya nambari ya Reynolds → Tekeleza miundo ya kusahihisha misukosuko.

•Ukali wa uso:  Miundo ya Kipolandi hadi Ra≤0.8μm ili kukabiliana na hasara za msuguano.

V. Uigaji wa Dijiti: Mapinduzi ya Kujaribio Pekee

1. CFD Modeling

•Mchakato:

Unda miundo ya 3D yenye mtiririko kamili.

Sanidi mtiririko wa awamu nyingi (maji + mvuke) na mifano ya cavitation (kwa mfano, Schnerr-Sauer).

Kurudia hadi 3% kushuka kwa kichwa; dondoo NPSHr .

• Uthibitishaji: Matokeo ya CFD yanaonyesha ≤8% kupotoka kutoka kwa majaribio ya kimwili katika masomo ya kesi.

2. Utabiri wa Kujifunza kwa Mashine

• Mbinu inayoendeshwa na Data:  Funza miundo ya urejeshaji kwenye data ya kihistoria; vigezo vya impela ya kuingiza (D2, β2, n.k.) kutabiri NPSHr.

• Faida: Huondoa upimaji wa mwili, kukata mizunguko ya muundo kwa 70%.

Hitimisho: Kutoka "Kazi ya Kukisia Empiri" hadi "Usahihi Unaoweza Kukamilishwa"

Upimaji wa cavitation wa pampu ya turbine wima lazima ushinde dhana potofu kwamba "miundo ya kipekee huzuia majaribio sahihi." Kwa kuchanganya mitambo iliyofungwa/wazi, majaribio ya uga, miundo iliyopimwa, na uigaji wa dijiti, wahandisi wanaweza kukadiria NPSHr ili kuboresha miundo na mikakati ya matengenezo. Kadiri majaribio ya mseto na zana za AI zinavyosonga mbele, kufikia mwonekano kamili na udhibiti wa utendaji wa cavitation itakuwa mazoezi ya kawaida.