ทั้งผู้ใช้และผู้ผลิตคาดหวัง ปั๊มกรณีแยกตามแนวแกน เพื่อให้ทำงานที่จุดประสิทธิภาพสูงสุด (BEP) เสมอ น่าเสียดาย ด้วยเหตุผลหลายประการ ปั๊มส่วนใหญ่เบี่ยงเบนไปจาก BEP (หรือทำงานที่โหลดบางส่วน) แต่ความเบี่ยงเบนจะแตกต่างกันไป ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องเข้าใจปรากฏการณ์การไหลภายใต้ภาระบางส่วน

การดำเนินการโหลดบางส่วน

การดำเนินการโหลดบางส่วนหมายถึงสถานะการทำงานของปั๊มไม่ถึงโหลดเต็ม (โดยปกติคือจุดออกแบบหรือจุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด)

ปรากฏการณ์ที่ปรากฏของปั๊มภายใต้ภาระบางส่วน

เมื่อราคาของ ปั๊มกรณีแยกตามแนวแกน ทำงานที่โหลดบางส่วน ซึ่งมักจะเกิดขึ้น: การรีโฟลว์ภายใน ความผันผวนของความดัน (เช่น ที่เรียกว่าแรงที่น่าตื่นเต้น) แรงในแนวรัศมีที่เพิ่มขึ้น การสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้น และเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้น ในกรณีที่รุนแรง ประสิทธิภาพการทำงานจะลดลงและการเกิดโพรงอากาศอาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน

พลังและแหล่งกำเนิดที่น่าตื่นเต้น

ภายใต้สภาวะโหลดบางส่วน การแยกการไหลและการหมุนเวียนจะเกิดขึ้นในใบพัดและตัวกระจายหรือก้นหอย เป็นผลให้เกิดความผันผวนของแรงดันรอบๆ ใบพัด ซึ่งสร้างสิ่งที่เรียกว่าแรงที่น่าตื่นเต้นซึ่งกระทำต่อโรเตอร์ปั๊ม ในปั๊มความเร็วสูง แรงไฮดรอลิกที่ไม่เสถียรเหล่านี้มักจะเกินแรงที่ไม่สมดุลทางกลอย่างมาก และมักจะเป็นสาเหตุหลักของการกระตุ้นการสั่นสะเทือน

การหมุนเวียนของการไหลจากตัวกระจายหรือก้นหอยกลับไปยังใบพัด และจากใบพัดกลับไปยังช่องดูดทำให้เกิดปฏิกิริยาที่รุนแรงระหว่างส่วนประกอบเหล่านี้ สิ่งนี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อความเสถียรของเส้นโค้งการไหลของกระแสไหลและแรงกระตุ้น

ของไหลที่หมุนเวียนจากตัวกระจายหรือรูปก้นหอยยังทำปฏิกิริยากับของไหลระหว่างแก้มยางของใบพัดและโครงอีกด้วย ดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อแรงขับในแนวแกนและของเหลวที่ไหลผ่านช่องว่าง ซึ่งในทางกลับกันจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพไดนามิกของโรเตอร์ปั๊ม ดังนั้น เพื่อให้เข้าใจถึงการสั่นสะเทือนของโรเตอร์ปั๊ม จึงควรเข้าใจปรากฏการณ์การไหลภายใต้ภาระบางส่วน

ปรากฏการณ์การไหลของของไหลภายใต้ภาระบางส่วน

เนื่องจากความแตกต่างระหว่างจุดสภาพการทำงานและจุดออกแบบ (โดยปกติคือจุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด) ค่อยๆ เพิ่มขึ้น (เคลื่อนไปทางทิศทางของการไหลเล็กน้อย) การเคลื่อนที่ของของไหลที่ไม่เสถียรจะเกิดขึ้นบนใบพัดหรือใบพัดตัวกระจายเนื่องจากการไหลเข้าหาที่ไม่เอื้ออำนวย ซึ่งจะนำไปสู่การแยกการไหล (ดีโฟลว์) และการสั่นสะเทือนทางกล พร้อมด้วยเสียงรบกวนและโพรงอากาศที่เพิ่มขึ้น เมื่อทำงานที่โหลดชิ้นส่วน (เช่น อัตราการไหลต่ำ) โปรไฟล์ของใบมีดจะแสดงปรากฏการณ์การไหลที่ไม่เสถียรอย่างมาก - ของไหลไม่สามารถตามแนวโค้งของด้านดูดของใบมีดได้ ซึ่งนำไปสู่การแยกของการไหลสัมพัทธ์ การแยกชั้นขอบเขตของของไหลเป็นกระบวนการไหลที่ไม่เสถียร และรบกวนการโก่งตัวและการหมุนของของไหลที่โปรไฟล์ใบมีดซึ่งจำเป็นสำหรับส่วนหัวอย่างมาก ทำให้เกิดการเต้นเป็นจังหวะแรงดันของของไหลที่ผ่านการประมวลผลในเส้นทางการไหลของปั๊มหรือส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกับปั๊ม การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน นอกเหนือจากการแยกชั้นขอบเขตของของไหลแล้ว ลักษณะการทำงานของโหลดส่วนที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างต่อเนื่องของ แยกกรณี ปั๊มยังได้รับผลกระทบจากความไม่เสถียรของการหมุนเวียนโหลดชิ้นส่วนภายนอกที่ทางเข้าใบพัด (การไหลย้อนกลับของทางเข้า) และการหมุนเวียนโหลดของชิ้นส่วนภายในที่ทางออกของใบพัด (การไหลย้อนกลับของทางออก) การหมุนเวียนภายนอกที่ทางเข้าใบพัดจะเกิดขึ้นหากมีความแตกต่างอย่างมากระหว่างอัตราการไหล (อันเดอร์โฟลว์) และจุดออกแบบ ในสภาวะการโหลดชิ้นส่วน ทิศทางการไหลของการหมุนเวียนกลับของทางเข้าอยู่ตรงข้ามกับทิศทางการไหลหลักในท่อดูด - สามารถตรวจจับได้ที่ระยะห่างที่สอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อดูดหลายเส้นในทิศทางตรงกันข้ามกับการไหลหลัก การขยายตัวของการไหลตามแนวแกนของการหมุนเวียนซ้ำถูกจำกัดโดย ตัวอย่างเช่น ฉากกั้น ข้อศอก และการเปลี่ยนแปลงในหน้าตัดของท่อ ถ้าเป็นแกนแยก ปั๊มเคส ด้วยส่วนหัวที่สูงและกำลังมอเตอร์สูงจะทำงานที่โหลดบางส่วน ขีดจำกัดต่ำสุด หรือแม้กระทั่งที่จุดตาย กำลังขับสูงของไดรเวอร์จะถูกถ่ายโอนไปยังของไหลที่ถูกจัดการ ทำให้อุณหภูมิของของเหลวสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้จะนำไปสู่การระเหยของตัวกลางที่ถูกสูบ ซึ่งจะทำให้ปั๊มเสียหาย (เนื่องจากการติดขัดของช่องว่าง) หรือแม้กระทั่งทำให้ปั๊มระเบิด (ความดันไอเพิ่มขึ้น)

อัตราการไหลคงที่ต่อเนื่องขั้นต่ำ

สำหรับปั๊มเดียวกัน อัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำที่คงที่ (หรือเปอร์เซ็นต์ของอัตราการไหลของจุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด) จะเท่ากันหรือไม่เมื่อทำงานที่ความเร็วคงที่และความเร็วตัวแปร

คำตอบคือใช่ เนื่องจากอัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำที่เสถียรของปั๊มแยกแกนตามแนวแกนสัมพันธ์กับความเร็วเฉพาะของการดูด เมื่อกำหนดขนาดโครงสร้างประเภทปั๊ม (ส่วนประกอบที่ไหลผ่าน) แล้ว ความเร็วเฉพาะของการดูดจะถูกกำหนด และช่วงที่ปั๊ม สามารถทำงานได้อย่างเสถียรถูกกำหนดไว้ (ยิ่งความเร็วจำเพาะการดูดมากขึ้น ช่วงการทำงานที่มั่นคงของปั๊มก็จะยิ่งน้อยลง) นั่นคือกำหนดอัตราการไหลคงที่ต่อเนื่องขั้นต่ำของปั๊ม ดังนั้น สำหรับปั๊มที่มีขนาดโครงสร้างที่แน่นอน ไม่ว่าจะทำงานที่ความเร็วคงที่หรือความเร็วตัวแปร อัตราการไหลต่อเนื่องขั้นต่ำที่เสถียรขั้นต่ำ (หรือเปอร์เซ็นต์ของอัตราการไหลของจุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด) จะเท่ากัน