1. Принсипҳои тавлиди қувваҳои меҳвар ва мувозинат

Қувваҳои меҳвари бисёрмарзӣ  насосхои турбинии амудй  асосан аз ду қисм иборатанд:

● Қувваи марказгурез:Ҷараёни радиалии моеъ аз сабаби қувваи марказгурезӣ фарқияти фишорро байни сарпӯшҳои пеш ва қафои чарх ба вуҷуд меорад, ки дар натиҷа як қувваи меҳварӣ (одатан ба сӯйи вуруди сӯзишворӣ нигаронида шудааст).

● Таъсири дифференсиалии фишор:Фарқи маҷмӯи фишор дар ҳар як марҳила қувваи меҳвариро боз ҳам зиёд мекунад.

Усулҳои мувозинат:

● Ҷойгиркунии чархи симметрӣ:Истифодаи импеллерҳои дукарата (моеъ аз ҳарду тараф ворид мешавад) фарқияти фишори якҷонибаро коҳиш дода, қувваи меҳвариро то сатҳи қобили қабул (10%-30%) коҳиш медиҳад.

● Тарҳи сӯрохи тавозун:Сӯрохиҳои радиалӣ ё монеа дар сарпӯши қафои чарха моеъи фишори баландро ба даромадгоҳ равона мекунанд ва фарқияти фишорро мувозинат мекунанд. Андозаи сӯрохи бояд тавассути ҳисобҳои динамикаи моеъ оптимизатсия карда шавад, то аз талафоти самаранокӣ пешгирӣ карда шавад.

● Тарҳи майсаи баръакс:Илова кардани теғҳои баръакс (муқобил ба теғҳои асосӣ) дар марҳилаи охирин қувваи зиддицентрифугаро барои ҷуброн кардани бори меҳвар ба вуҷуд меорад. Одатан дар насосҳои пуриқтидор (масалан, турбин насосҳои амудии бисёрсатҳа) истифода мешаванд.

2. Истеҳсоли сарбории радиалӣ ва мувозинат

Борҳои радиалӣ аз қувваҳои инерсия ҳангоми гардиш, тақсимоти нобаробари динамикии фишори моеъ ва номутавозунии боқимонда дар массаи ротор ба вуҷуд меоянд. Сарбории радиалии ҷамъшуда дар насосҳои бисёрмарҳила метавонад аз ҳад зиёд гарм шудани подшипник, ларзиш ё номувофиқи роторро ба вуҷуд орад.

Стратегияҳои мувозинат:

● Оптимизатсияи симметрии чарх:

o Мутобиқати теғи тоқ-ҷуфт (масалан, 5 теғ + 7 теғ) қувваҳои радиалиро баробар тақсим мекунад.

o Мувозинати динамикӣ кафолат медиҳад, ки маркази ҳар як чарх бо меҳвари гардиш мувофиқат кунад ва номутавозунии боқимондаро кам кунад.

● Таҳкими сохторӣ:

o Гӯшаҳои мобайнии подшипникҳои сахт ҷойивазкунии радиалиро маҳдуд мекунанд.

o Подшипникҳои омехта (масалан, подшипникҳои шарики дуқатор + подшипникҳои силиндрӣ) бори меҳвар ва радиалиро алоҳида идора мекунанд.

● Ҷуброни гидравликӣ:

o Канаҳои роҳнамо ё камераҳои бозгашт дар тозакунии чархҳо роҳҳои ҷараёнро оптимизатсия карда, гирдоби маҳаллӣ ва тағирёбии қувваи радиалиро коҳиш медиҳанд.

3. Интиқоли бор дар импеллерҳои бисёрмарҳила

Қувваҳои меҳварӣ марҳила ба марҳила ҷамъ мешаванд ва бояд барои пешгирии консентратсияи стресс идора карда шаванд:

● Мувозинат аз рӯи марҳила:Насб кардани диски мувозинат (масалан, дар насосҳои чандзинаи марказгурез) фарқияти фишори холигии меҳварро барои ба таври худкор танзим кардани қувваҳои меҳвар истифода мебарад.

● Оптимизатсияи сахтгирӣ:Валҳои насос аз хӯлаҳои қавӣ (масалан, 42CrMo) сохта шудаанд ва тавассути таҳлили унсурҳои ниҳоӣ (FEA) барои маҳдудиятҳои каҷ (одатан ≤ 0.1 мм/м) тасдиқ карда мешаванд.

4. Омӯзиши мисолҳои муҳандисӣ ва санҷиши ҳисоб

Намуна:Насоси турбинаи бисёрзинагии кимиёвӣ (6 зина, иқтидори умумии 300 м, суръати ҷараёни об 200 м³/соат):

● Ҳисобкунии қувваи меҳвар:

o Тарҳрезии ибтидоӣ (импеллери яккаса): F=K⋅ρ⋅g⋅Q2⋅H (K=1.2−1.5), ки дар натиҷа 1.8×106Н.

o Пас аз табдил додан ба чархи дукарата ва илова кардани сӯрохиҳои мувозинат: Қувваи меҳвар то 5 × 105N кам карда шуда, ба стандартҳои API 610 мувофиқат мекунад (≤1.5 × моменти номиналии қувва).

● Моделсозии сарбории радиалӣ:

o ANSYS Fluent CFD қуллаҳои фишори маҳаллиро (то 12 кН/м²) дар чархҳои оптимизатсияшуда ошкор кард. Ҷорӣ кардани қуттиҳои роҳнамо қуллаҳоро 40% коҳиш дод ва ҳарорати подшипникро 15 ° C боло бурд.

5. Меъёрҳо ва мулоҳизаҳои асосии тарҳрезӣ

● Маҳдудияти қувваи меҳвар: Одатан ≤ 30% қувваи кашиши чоҳи насос, бо ҳарорати подшипник ≤ 70°C.

● Назорати тозакунии чарх: Миёни 0.2-0.5 мм нигоҳ дошта мешавад (хеле хурд боиси соиш мегардад; аз ҳад калон ба ихроҷ оварда мерасонад).

● Санҷиши динамикӣ: Санҷишҳои мувозинати пурраи суръат (синфи G2.5) устувории системаро пеш аз ба кор андохтан таъмин мекунанд.

хулоса

Мувозинати борҳои меҳварӣ ва радиалӣ насосҳои турбинии амудии бисёрсатҳа як мушкилоти мураккаби муҳандисии системаҳо мебошад, ки динамикаи моеъ, тарроҳии механикӣ ва илмҳои моддиро дар бар мегирад. Оптимизатсияи геометрияи дренажҳо, муттаҳидсозии дастгоҳҳои мувозинат ва равандҳои дақиқи истеҳсолӣ эътимоднокӣ ва мӯҳлати истифодаи насосро ба таври назаррас афзоиш медиҳанд. Пешрафтҳои оянда дар симулятсияҳои рақамии аз ҷониби AI асосёфта ва истеҳсоли изофӣ ба тарҳрезии фардӣ ва оптимизатсияи динамикӣ имкон медиҳанд.

Эзоҳ: Тарҳи фармоишӣ барои барномаҳои мушаххас (масалан, хосиятҳои моеъ, суръат, ҳарорат) бояд ба стандартҳои байналмилалӣ, аз қабили API ва ISO мувофиқат кунад.