Nõudlikes tööstusharudes nagu kaevandamine, süvendamine ja reovee puhastamine  vertikaalsed turbiinpumbad  töötlevad sageli vedelikke, mis sisaldavad abrasiivseid tahkeid aineid, nagu liiv, räbu või kiudmaterjal. Need pealtnäha väikesed saasteained võivad drastiliselt vähendada pumba efektiivsust, kiirendada komponentide kulumist ja põhjustada kulukaid rikkeid. See artikkel uurib tahkete osakestega koormatud keskkonna teaduslikku mõju vertikaalne turbiinpump kavandab ja pakub teostatavaid strateegiaid nende mõjude leevendamiseks.

I. Millised on tahkete ainetega vedeliku viis peamist mõju vertikaalsetele turbiinpumpadele?

1. Kiirendatud komponentide kulumine:

- Osakeste ja pumba pindade vahelised kiired kokkupõrked põhjustavad lõikavat ja väsimuskulumist.

2. Tihendussüsteemi rike:

- Osakesed imbuvad tihendite liidestesse või loputusvedelikku, kriimustavad pindasid ja blokeeruvad vedrudes.

- Tihendi rikkeprotsent suureneb 3–5 korda; vahetusintervallid lühenevad 50–70%.

3. Efektiivsuse langus ja suurem energiakasutus:

- Tiiviku pinna karedus suureneb (Ra 0.8→6.3 μm), suurendades hüdraulilist kadu 15–30%.

- Kulumisrõnga pilu laienemine (0.3 mm→1.5 mm) langetab efektiivsust 20–40%.

4. Kavitatsioon ja vibratsiooni võimendamine:

- Osakesed häirivad voolu, tekitades madalrõhutsoone, mis kiirendavad kavitatsiooni.

- Mulli kokkuvarisemise energia suureneb 2–3 korda; vibratsioon tõuseb 4.5-lt 12 mm/s-ni (ISO piirväärtused ületatud).

5. Hüppeliselt kasvavad hoolduskulud:

- Osade vahetamise sagedus kolmekordistub; varuosade maksumus tõuseb 20%-lt 60%-le.

- Planeerimata seisakud vähendavad töötunde (nt jõepumplas 8,000-lt 5,000-le aastas).

II. Kuidas vertikaalseid turbiinpumpasid ümber projekteerida tahkeid aineid sisaldavate vedelike käitlemiseks

1. Materjali täiustused:

- Kasutage kulumiskindlaid materjale: kõrge kroomisisaldusega rauda, ​​keraamilisi komposiite, dupleks-roostevaba terast.

- Tugevdada tiiviku servi ja voolujoonelisemaid kujusid, et vähendada osakeste kokkupõrgete kahjustusi.

2. Hüdraulilised reguleerimised:

- Otsaku kulumise vähendamiseks valige madal kiirus (nt 1450 p/min vs 2900 p/min).

- Integreerige keerisevastased ribid, et vältida lokaalset erosiooni ja ummistusi.

3. Täiustatud tihenduslahendused:

- Paigaldage topeltkassetttihendid API Plan 32/53A loputus- ja tõkkevedeliku süsteemidega.

- Ülipeente osakeste kontaktivabaks isoleerimiseks kaaluge magnettihendite kasutamist.

- Projekteerige tagasivoolukanalid tihendikambrite isepuhastumiseks.

4. Modulaarsed, hooldatavad komponendid:

- Kasutage kulumisrõngaid ja reguleeritavaid vahetükkide komplekte, et lihtsustada ja kiirendada vahetust.

5. Nutika jälgimise integreerimine:

- Varustage kulumisrõngad pöörisvooluanduritega (±0.02 mm) häirete käivitamiseks.

- Kasutage hägususeandureid loputusvoolu dünaamiliseks reguleerimiseks tahkete ainete kontsentratsiooni põhjal.

III. Kuidas valida tahkete ainete käitlemiseks vertikaalne turbiinpump?

1. Analüüsige tahkeid aineid:

- Arvestage osakeste suuruse, kontsentratsiooni, Mohsi kõvaduse ja kujuga.

2. Valige õiged materjalid ja katted:

- Pragunemise vältimiseks kasutage strateegiat „kõva aluspind + kõva kate”.

3. Käivitage hüdraulilised simulatsioonid:

- Kasutage CFD-DEM tööriistu osakeste trajektooride simuleerimiseks ja vooluteede optimeerimiseks.

4. Tehke kulude-tulude analüüs:

- Kaalu esialgseid kulusid võrreldes kogu elutsükli kokkuhoiuga. Seadke eesmärgiks investeeringu tasuvus alla kahe aasta jooksul.

Kuidas muuta väljakutse pikaajaliseks eeliseks

Tahkete ainete olemasolu pumbatavates vedelikes on vertikaalsete turbiinpumpade töökindluse üks suurimaid väljakutseid. Kuid kulumiskindlate materjalide, tihendite kaitse, nutika jälgimise ja hüdraulilise optimeerimise õige kombinatsiooniga saab need väljakutsed muuta töökindluseks. Ettevõtted, kes lähenevad pumpade projekteerimisele ennetavalt, saavad saavutada pikema eluea, suurema efektiivsuse ja madalamad omamise kogukulud.