1. Impeller Gap کی تعریف اور کلیدی اثرات

امپیلر گیپ سے مراد امپیلر اور پمپ کیسنگ (یا گائیڈ وین رنگ) کے درمیان ریڈیل کلیئرنس ہے، جو عام طور پر 0.2 ملی میٹر سے 0.5 ملی میٹر تک ہوتی ہے۔ یہ فرق نمایاں طور پر کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔  ملٹی اسٹیج عمودی ٹربائن پمپ دو اہم پہلوؤں میں:

● ہائیڈرولک نقصانات: ضرورت سے زیادہ خلا رساو کے بہاؤ کو بڑھاتا ہے، حجم کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ ضرورت سے زیادہ چھوٹے خلا رگڑ پہننے یا cavitation کا سبب بن سکتے ہیں۔

● بہاؤ کی خصوصیات: خلا کا سائز امپیلر آؤٹ لیٹ میں بہاؤ کی یکسانیت کو براہ راست متاثر کرتا ہے، اس طرح سر اور کارکردگی کے منحنی خطوط کو متاثر کرتا ہے۔

2. Impeller Gap Optimization کے لیے نظریاتی بنیاد

2.1 والیومیٹرک کارکردگی میں بہتری

والیومیٹرک کارکردگی (ηₛ) کو اصل پیداوار کے بہاؤ کے نظریاتی بہاؤ کے تناسب کے طور پر بیان کیا گیا ہے:

ηₛ = 1 − QQleak

جہاں Qleak امپیلر گیپ کی وجہ سے رساو کا بہاؤ ہے۔ خلا کو بہتر بنانے سے رساو کو نمایاں طور پر کم کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر:

● فرق کو 0.3 ملی میٹر سے 0.2 ملی میٹر تک کم کرنے سے رساو میں 15-20% کمی آتی ہے۔

● ملٹی اسٹیج پمپوں میں، تمام مراحل میں مجموعی اصلاح کل کارکردگی کو 5-10% تک بہتر بنا سکتی ہے۔

2.2 ہائیڈرولک نقصانات میں کمی

خلا کو بہتر بنانے سے امپیلر آؤٹ لیٹ میں بہاؤ کی یکسانیت بہتر ہوتی ہے، ہنگامہ خیزی کم ہوتی ہے اور اس طرح سر کا نقصان کم ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر:

● CFD سمولیشنز سے پتہ چلتا ہے کہ خلا کو 0.4 mm سے 0.25 mm تک کم کرنے سے ہنگامہ خیز حرکی توانائی کو 30% کم کیا جاتا ہے، جو کہ شافٹ پاور کی کھپت میں 4-6% کمی کے مساوی ہے۔

2.3 کاویٹیشن کی کارکردگی میں اضافہ

بڑے خلاء انلیٹ پر دباؤ کی دھڑکن کو بڑھاتے ہیں، جس سے کاویٹیشن کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔ خلا کو بہتر بنانے سے بہاؤ مستحکم ہوتا ہے اور NPSHr (نیٹ پازیٹو سکشن ہیڈ) مارجن میں اضافہ ہوتا ہے، خاص طور پر کم بہاؤ کے حالات میں موثر۔

3. تجرباتی تصدیق اور انجینئرنگ کیسز

3.1 لیبارٹری ٹیسٹ کا ڈیٹا

ایک ریسرچ انسٹی ٹیوٹ نے ایک پر تقابلی ٹیسٹ کروائے ملٹی اسٹیج عمودی ٹربائن پمپ (پیرامیٹر: 2950 rpm، 100 m³/h، 200 m head)۔

3.2 صنعتی درخواست کی مثالیں۔

● پیٹرو کیمیکل سرکولیشن پمپ ریٹروفٹ: ایک ریفائنری نے امپیلر گیپ کو 0.4 ملی میٹر سے کم کر کے 0.28 ملی میٹر کر دیا، جس سے 120 کلو واٹ کی سالانہ توانائی کی بچت اور آپریٹنگ اخراجات میں 8 فیصد کمی ہوئی۔

● آف شور پلیٹ فارم انجیکشن پمپ آپٹیمائزیشن: لیزر انٹرفیومیٹری کا استعمال کرتے ہوئے خلا کو کنٹرول کرنے کے لیے (±0.02 ملی میٹر)، ایک پمپ کی والیومیٹرک کارکردگی 81% سے 89% تک بہتر ہو گئی، ضرورت سے زیادہ خلا کی وجہ سے کمپن کے مسائل کو حل کرتے ہوئے۔

4. اصلاح کے طریقے اور عمل درآمد کے اقدامات

4.1 گیپ آپٹیمائزیشن کے لیے ریاضیاتی ماڈل

سینٹری فیوگل پمپ کی مماثلت کے قوانین اور اصلاحی گتانک کی بنیاد پر، فرق اور کارکردگی کے درمیان تعلق یہ ہے:

η = η₀(1 − k·δD)

جہاں δ فرق کی قدر ہے، D امپیلر قطر ہے، اور k ایک تجرباتی گتانک ہے (عام طور پر 0.1–0.3)۔

4.2 کلیدی نفاذ کی ٹیکنالوجیز

●صحت سے متعلق مینوفیکچرنگ: CNC مشینیں اور پیسنے والے ٹولز امپیلر اور کیسنگز کے لیے مائیکرو میٹر لیول پریزیشن (IT7–IT8) حاصل کرتے ہیں۔

●صورت حال کی پیمائش: لیزر الائنمنٹ ٹولز اور الٹراسونک موٹائی گیجز انحراف سے بچنے کے لیے اسمبلی کے دوران خلا کو مانیٹر کرتے ہیں۔

● متحرک ایڈجسٹمنٹ: ہائی ٹمپریچر یا سنکنرن میڈیا کے لیے، بولٹ پر مبنی فائن ٹیوننگ کے ساتھ بدلنے کے قابل سگ ماہی رنگ استعمال کیے جاتے ہیں۔

4.3 غور

● رگڑ پہننے کا توازن: کم سائز والے خلا میکانی لباس میں اضافہ کرتے ہیں۔ مواد کی سختی (مثال کے طور پر، امپیلر کے لیے Cr12MoV، کیسنگ کے لیے HT250) اور آپریشنل حالات متوازن ہونے چاہئیں۔

● حرارتی توسیع کا معاوضہ: اعلی درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز (مثلاً، گرم تیل کے پمپ) کے لیے محفوظ خلا (0.03–0.05 ملی میٹر) ضروری ہیں۔

5. مستقبل کے رجحانات

●ڈیجیٹل ڈیزائن: AI پر مبنی اصلاحی الگورتھم (مثال کے طور پر، جینیاتی الگورتھم) تیزی سے زیادہ سے زیادہ فرق کا تعین کریں گے۔

●اضافی مینوفیکچرنگ: میٹل 3D پرنٹنگ انٹیگریٹڈ امپیلر کیسنگ ڈیزائن کو قابل بناتی ہے، اسمبلی کی غلطیوں کو کم کرتی ہے۔

●اسمارٹ مانیٹرنگ: ڈیجیٹل جڑواں بچوں کے ساتھ جوڑا بنائے گئے فائبر آپٹک سینسرز ریئل ٹائم گیپ مانیٹرنگ اور کارکردگی میں کمی کی پیشین گوئی کے قابل بنائیں گے۔

نتیجہ

امپیلر گیپ آپٹیمائزیشن ملٹی اسٹیج عمودی ٹربائن پمپ کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے سب سے براہ راست طریقوں میں سے ایک ہے۔ درست مینوفیکچرنگ، متحرک ایڈجسٹمنٹ، اور ذہین نگرانی کو یکجا کرنے سے 5-15٪ کی کارکردگی میں اضافہ ہوسکتا ہے، توانائی کی کھپت کو کم کیا جاسکتا ہے، اور دیکھ بھال کے کم اخراجات ہوسکتے ہیں۔ من گھڑت اور تجزیات میں پیشرفت کے ساتھ، گیپ آپٹیمائزیشن زیادہ درستگی اور ذہانت کی طرف بڑھے گی، پمپ انرجی ریٹروفٹنگ کے لیے ایک بنیادی ٹیکنالوجی بن جائے گی۔

نوٹ: عملی انجینئرنگ کے حل کو درمیانے درجے کی خصوصیات، آپریشنل حالات، اور لاگت کی رکاوٹوں کو مربوط کرنا چاہیے، جو لائف سائیکل لاگت (LCC) کے تجزیہ کے ذریعے درست کیا جاتا ہے۔