فشار شعاعی به یک نیروی نامتعادل که عمودی به شاخه پمپ عمل می کند، ناشی از توزیع فشار نابرابر در اطراف چرخ دار است.در حالی که شرایط ایده آل باعث توزیع فشار یکنواخت می شود، عملکرد واقعی ٬ مخصوصاً در شرایط غیر طراحی ٬ ایجاد عدم تعادل فشار می کند که باعث ایجاد فشار شعاعی می شود.
در پمپ های ولوت، مایع از چرخدار به یک محفظه ولوت که به تدریج گسترش می یابد خارج می شود.نقص های هندسی و ناهنجاری های جریان باعث تغییرات فشار می شوند که به نیروهای شعاعی تبدیل می شوند.این عدم تعادل ها به ویژه در زمان کار با جریان کم زمانی که گردش مجدد و تشکیل گرداب رخ می دهد، آشکار می شود.
پمپ های پخش کننده از لوله های ثابت برای هدایت جریان از چرخدار استفاده می کنند. در حالی که کارایی را بهبود می بخشند، این لوله ها نمی توانند عدم یکسانی فشار را به طور کامل از بین ببرند.فاصله بین چرخ دنده و بادکنک پخش کننده به طور قابل توجهی بر شدت فشار تاثیر می گذارد، با شکاف های بیش از حد که باعث جریان نشت می شود که عدم تعادل فشار را تشدید می کند.
- هندسه وولوت/دیفوزر:طرح های دو طرفه یا زاویه های بهینه شده لوله های پخش کننده می توانند توزیع فشار را متعادل کنند
- پیکربندی محرک:تعداد تیغه ها، زاویه ها و پروفایل ها بر یکنواخت فشار تخلیه تاثیر می گذارند
- میزان تحمل:شکاف های مناسب بین چرخ دنده و محفظه، گرداب های نشت را بدون ایجاد ضرر اصطکاک به حداقل می رساند
- نرخ جریان:حداکثر فشار در شرایط کم جریان شدید رخ می دهد
- سرعت چرخش:فشار با مربع سرعت چرخش تغییر می کند
- فشار ورودی:NPSH ناکافی می تواند باعث افزایش فشار ناشی از حفاری شود
- تراکم:به طور مستقیم متناسب با شدت فشار
- ويسکوزيت:مایعات با لزگی بالا فشار برش و تحریفات فشار را افزایش می دهند
- محتوای ذرات:رسوب مواد جامد باعث تغییر جریان می شود و فرسایش را تسریع می کند.
فشار شعاعی کنترل نشده منجر به چالش های عملیاتی متعدد می شود:
- تخریب ناقل:فرسایش سریع ناشی از بارگذاری بیشتر
- انحراف گره:عدم تراز ناشی از از دست دادن بهره وری و تداخل قطعات
- شکستن مهر:نشت ناشی از ارتعاش و آلودگی محیط زیست
- صدای ارتعاش:رزونانس ساختاری که شرایط عملیاتی خطرناک را ایجاد می کند
- کاهش کارایی:از دست دادن انرژی ناشی از افزایش نشت و اصطکاک
- پیاده سازی پیکربندی های متماثل volute/diffuser
- نیروی هیدرولیک چرخ دار تعادل را از طریق تجزیه و تحلیل محاسباتی
- مجوزهای مهم مهندسی دقیق
- در صورت لزوم شامل درام های تعادل یا پورت ها
- حفظ عملکرد در نزدیکی بهترین بهره وری (BEP)
- از درایوهای فرکانس متغیر برای کنترل سرعت استفاده کنید
- تضمین حاشیه های مناسب NPSH
- نظارت منظم بر وضعیت پرت
- تمیز کردن دوره ای داخلی پمپ های دستکاری مواد جامد
- بررسی مجوز در طول تعمیرات
مهندسان سه روش اصلی را برای اندازه گیری فشار استفاده می کنند:
فرمول های تجربی (مودی، آگوستینلی، استپانوف) برآورد های درجه یک را با استفاده از پارامترهای هندسی و عملیاتی ارائه می دهند، اگرچه با محدودیت های دقیق ذاتی.
شبیه سازی های مدرن CFD تجزیه و تحلیل دقیق میدان جریان را با دقت برتر، حساب هندسه های پیچیده و شرایط گذرا امکان پذیر می کند.
تکنیک های اندازه گیری مستقیم عبارتند از:
- ابزار اندازه گیری فشار
- ادغام سلول بار
- تجزیه و تحلیل لرزش های پیزو الکتریکی
جهت های تحقیقاتی در حال ظهور بر:
- معماری های پیشرفته پمپ های کم فشار
- سیستم های نظارت هوشمند و کنترل سازگار
- مدل های جامع پیش بینی زندگی
پیشرفت های مداوم در صداقت شبیه سازی و علم مواد امکان مدیریت فشار را برای سیستم های پمپاژ نسل بعدی افزایش می دهد.
