1. Pervanel bo'shlig'ining ta'rifi va asosiy ta'siri

Pervanel bo'shlig'i pervanel va nasos korpusi (yoki yo'naltiruvchi qanotli halqa) orasidagi radial bo'shliqni anglatadi, odatda 0.2 mm dan 0.5 mm gacha. Bu bo'shliq ish faoliyatini sezilarli darajada ta'sir qiladi  ko'p bosqichli vertikal turbinali nasoslar ikkita asosiy jihatda:

● Shlangi yo'qotishlar: Haddan tashqari bo'shliqlar oqish oqimini oshiradi, volumetrik samaradorlikni pasaytiradi; haddan tashqari kichik bo'shliqlar ishqalanish aşınmasına yoki kavitatsiyaga olib kelishi mumkin.

● Oqim xususiyatlari: Bo'shliq o'lchami to'g'ridan-to'g'ri pervanel chiqishidagi oqim bir xilligiga ta'sir qiladi va shu bilan bosh va samaradorlik egri chizig'iga ta'sir qiladi.

2. Pervanel bo'shlig'ini optimallashtirishning nazariy asoslari

2.1 Volumetrik samaradorlikni oshirish

Volumetrik samaradorlik (ēₛ) haqiqiy ishlab chiqarish oqimining nazariy oqimga nisbati sifatida aniqlanadi:

ēₛ = 1 - QQleak

bu erda Qleak - pervanel bo'shlig'idan kelib chiqadigan oqish oqimi. Bo'shliqni optimallashtirish oqishni sezilarli darajada kamaytiradi. Masalan:

● Bo'shliqni 0.3 mm dan 0.2 mm gacha qisqartirish oqishni 15-20% ga kamaytiradi.

● Ko'p bosqichli nasoslarda bosqichlar bo'yicha kümülatif optimallashtirish jami samaradorlikni 5-10% ga oshirishi mumkin.

2.2 Shlangi yo'qotishlarni kamaytirish

Bo'shliqni optimallashtirish pervanel chiqishidagi oqimning bir xilligini yaxshilaydi, turbulentlikni kamaytiradi va shu bilan bosh yo'qotilishini kamaytiradi. Masalan; misol uchun:

● CFD simulyatsiyalari shuni ko'rsatadiki, bo'shliqni 0.4 mm dan 0.25 mm gacha qisqartirish turbulent kinetik energiyani 30% ga kamaytiradi, bu esa milning quvvat sarfini 4-6% ga qisqartiradi.

2.3 Kavitatsiya samaradorligini oshirish

Katta bo'shliqlar kirishda bosim pulsatsiyasini kuchaytiradi, kavitatsiya xavfini oshiradi. Bo'shliqni optimallashtirish oqimni barqarorlashtiradi va NPSHr (aniq musbat assimilyatsiya boshi) marjasini oshiradi, ayniqsa past oqim sharoitida samarali.

3. Eksperimental tekshirish va muhandislik holatlari

3.1 Laboratoriya sinovlari ma'lumotlari

Ilmiy-tadqiqot instituti a bo'yicha qiyosiy testlar o'tkazdi ko'p bosqichli vertikal turbinali nasos (parametrlari: 2950 rpm, 100 m³ / soat, 200 m bosh).

3.2 Sanoatda qo'llash misollari

● Neft-kimyo aylanma nasosni qayta jihozlash: Neftni qayta ishlash zavodi pervanel bo'shlig'ini 0.4 mm dan 0.28 mm gacha qisqartirdi, bu esa yillik energiyani 120 kVt · soat tejashga va foydalanish xarajatlarini 8% ga kamaytirishga erishdi.

● Offshore platformasi qarshi pompasini optimallashtirish: bo'shliqni (± 0.02 mm) nazorat qilish uchun lazer interferometriyasidan foydalangan holda nasosning hajmli samaradorligi 81% dan 89% gacha yaxshilandi va ortiqcha bo'shliqlar tufayli tebranish muammolarini hal qildi.

4. Optimallashtirish usullari va amalga oshirish bosqichlari

4.1 Bo'shliqni optimallashtirish uchun matematik model

Santrifüj nasosning o'xshashlik qonunlari va tuzatish koeffitsientlariga asoslanib, bo'shliq va samaradorlik o'rtasidagi bog'liqlik:

ē = ē₀(1 − k·dD)

bu erda d - bo'shliq qiymati, D - pervanel diametri va k - empirik koeffitsient (odatda 0.1-0.3).

4.2 Amalga oshirishning asosiy texnologiyalari

●Aniq ishlab chiqarish: CNC dastgohlari va silliqlash asboblari pervanellar va korpuslar uchun mikrometr darajasidagi aniqlikka (IT7-IT8) erishadi.

●In-situ o'lchash: Lazerli hizalama asboblari va ultratovushli qalinlik o'lchagichlari og'ishlarni oldini olish uchun yig'ish paytida bo'shliqlarni nazorat qiladi.

● Dinamik sozlash: Yuqori haroratli yoki korroziv vositalar uchun murvat asosidagi nozik sozlash bilan almashtiriladigan muhrlash uzuklari qo'llaniladi.

4.3 Mulohaza

● Ishqalanish va eskirish balansi: Kichik o'lchamdagi bo'shliqlar mexanik eskirishni oshiradi; materialning qattiqligi (masalan, pervanellar uchun Cr12MoV, korpuslar uchun HT250) va ish sharoitlari muvozanatli bo'lishi kerak.

● Termal kengayish kompensatsiyasi: Zaxira qilingan bo'shliqlar (0.03-0.05 mm) yuqori haroratli ilovalar uchun zarurdir (masalan, issiq moy nasoslari).

5. Kelajakdagi tendentsiyalar

●Raqamli dizayn: AIga asoslangan optimallashtirish algoritmlari (masalan, genetik algoritmlar) optimal bo'shliqlarni tezda aniqlaydi.

●Qo'shimcha ishlab chiqarish: Metall 3D bosib chiqarish birlashtirilgan pervanel korpus konstruksiyalarini yaratishga imkon beradi, bu esa yig'ish xatolarini kamaytiradi.

●Smart Monitoring: Raqamli egizaklar bilan bog'langan optik tolali sensorlar real vaqt rejimida bo'shliqlarni kuzatish va ishlashning pasayishini bashorat qilish imkonini beradi.

Xulosa

Pervanel bo'shlig'ini optimallashtirish ko'p bosqichli vertikal turbinali nasos samaradorligini oshirishning eng to'g'ridan-to'g'ri usullaridan biridir. Aniq ishlab chiqarish, dinamik sozlash va aqlli monitoringni birlashtirib, samaradorlikni 5-15% ga oshirish, energiya sarfini kamaytirish va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytirish mumkin. Ishlab chiqarish va tahlil qilish sohasidagi yutuqlar bilan bo'shliqni optimallashtirish yuqori aniqlik va razvedka tomon rivojlanadi va nasos energiyasini qayta jihozlashning asosiy texnologiyasiga aylanadi.

Eslatma: Amaliy muhandislik echimlari o'rta xususiyatlarni, ish sharoitlarini va hayot aylanish xarajatlarini (LCC) tahlil qilish orqali tasdiqlangan xarajat cheklovlarini birlashtirishi kerak.