Tööratta trimmimine on tavaline reguleerimismeetod  vertikaalne sukelturbiinpump  jõudlust, vähendades tõstekõrgust ja vooluhulka, vähendades tiiviku välisläbimõõtu, et see vastaks tegelikele töönõuetele. Vale kärpimine võib aga kaasa tuua efektiivsuse languse, kavitatsiooni süvenemise või isegi seadme kahjustamise. Kuidas teaduslikult hinnata tiiviku trimmimise mõju?

I. Tööratta trimmimise klassikaline teooria: muudetud afiinsusseadused

1. Tiiviku trimmimise seaduste rakendatavus

Kui tiiviku välisdiameetrit vähendatakse väärtuselt D2 väärtusele D2′ (lõikekogus ≤20% muutmata laba väljumisnurgaga β2), järgivad pumba tööparameetrid:

QQ′=D2D2′,HH′=(D2D2′)2,PP′=(D2D2′)3

kus Q: voolukiirus, H: pea, P: võlli võimsus.

2. Trimmimise tehnilised piirid

• Maksimaalne lubatud kärpimine: tavaliselt 15–20% algsest läbimõõdust; selle ületamine deformeerib laba väljavooluteed, põhjustades kiire efektiivsuse languse (vt joonis 1).

• Erikiiruse (ns) piirangud: Suure erikiirusega pumbad (ns> 60) on trimmimise suhtes tundlikumad ja nõuavad ettevaatlikku kasutamist.

II. Toimivusparameetrite variatsioonid ja eksperimentaalne valideerimine

1. Kõrguse ja voolu mittelineaarne sumbumine

• Teoreetiline kõrvalekalle: kui kärpida >10%, võib tegelik pea kahanemine ületada ruutseaduse suhet tänu intensiivistunud tera otsa äratusefektidele.

**"Pöördepunkti efekt" efektiivsuskõverates**

• Kärpimine <10%: Tippefektiivsuse nihe ≤3%;

• Kärpimine >15%: efektiivsuse languse kalle järsub (nt 18% efektiivsuse langus pärast 20% trimmimist ühel juhul).

2. Nõutava NPSH (NPSHr) halvenemine

• Kärpimine raskendab sisselaske retsirkulatsiooni, suurendades potentsiaalselt NPSHr-i 10–30%, mistõttu on vaja NPSHa uuesti kontrollida.

III. Inseneritavad: meetodid, tööriistad ja keelud

1. Kärpimismeetodid

• Töötlemine: sobib homogeensetele metallist tiivikutele (malm, roostevaba teras); säilitada tera otsa paksus ≥70% algsest disainist.

• Plasma lõikamine + lihvimine: Komposiittiivikutele (nt nailonkattega), et vältida termilist deformatsiooni.

2. Kärpimisjärgne kriitiline kontroll

• Dünaamilise tasakaalu test: jääktasakaalustamatus ≤ G6.3 klass (ISO 1940); vastasel juhul ületab vibratsioon piire.

• Väljalaskeava serva ümardamine: tera otsad vajavad faasimist (R≥1mm), et vältida pinge kontsentratsiooni murdumist.

3. Keelatud stsenaariumid

• Mitmeastmelise pumba viimase astme tiivikud: suur aksiaaljõu tasakaalustamatuse oht;

• Suletud tiivikud: voolutee terviklikkuse kahjustuse tõttu pöördumatu efektiivsuse kaotus;

• Abrasiivsed kandjad: trimmimisjärgsed kulumiskindluse langused.

Järeldus

Sukeldatud vertikaalse turbiinpumba tiiviku trimmimine ei ole pelgalt "treipingi töötlemine", vaid täppisoperatsioon, mis hõlmab vedeliku dünaamikat, materjali mehaanikat ja süsteemi sobitamist. Insenerid peavad rangelt kinni pidama kärpimispiirangutest, hindama kvantitatiivselt tõhususe, energia ja töökindluse koostoimet ning vältima "vale energiasäästu" lõkse.