1. Axial Force Generatioun an Equiliber Prinzipien

D'axial Kräften inmultitage  vertikal turbine Pompelen  besteet haaptsächlech aus zwee Komponenten:

● Zentrifugalkraaft Komponent:Flësseg Radialfloss wéinst Zentrifugalkraaft entsteet en Drockdifferenz tëscht de viischten an hënneschten Deckele vum Impeller, wat zu enger axialer Kraaft resultéiert (typesch op d'Sauginlet geriicht).

● Drockdifferenzial Effekt:De kumulative Drockdifferenz iwwer all Etapp erhéicht d'axial Kraaft weider.

Balance Methoden:

● Symmetresch Impellerarrangement:D'Benotzung vun Duebelsaug-Impellers (Flëssegkeet erakënnt vu béide Säiten) reduzéiert unidirektional Drockdifferenz, reduzéiert d'axial Kraaft op akzeptabel Niveauen (10% -30%).

● Balance Loch Design:Radial oder Schräg Lächer am Impeller Réckdeckung Viruleedung Héichdrockflëssegkeet zréck an d'Inlet, balancéiert Drockdifferenzen. Lach Gréisst muss iwwer Flëssegket Dynamik Berechnungen optimiséiert ginn Effizienz Verloscht ze vermeiden.

● Reverse Blade Design:Dobäi ëmgedréint Blades (Géigewier Haaptrei Blades) an der leschter Etapp generéiert Géigewier Zentrifugalkraaft fir axial Laascht ze kompenséieren. Allgemeng benotzt an héich-Kapp Pompelen (zB Multistage vertikalturbine Pompelen).

2. Radial Last Generatioun an Equiliber

Radial Lasten entstinn aus Trägerkraaft während der Rotatioun, ongläiche flëssege dynamesche Drockverdeelung, a Reschtdesequiliber an der Rotormass. Akkumuléiert radial Lasten a Multi-Etapp Pompelen kënne Lager Iwwerhëtzung, Schwéngung oder Rotor Mëssverstäerkung verursaachen.

Balance Strategien:

● Impeller Symmetrie Optimisatioun:

o Odd-even Blade Matching (zB 5 Blades + 7 Blades) verdeelt radial Kräfte gläichméisseg.

o Dynamesch Balancéierung garantéiert datt den Zentroid vun all Impeller mat der Rotatiounsachs ausgeriicht ass, wat d'Reschtongleichgewicht miniméiert.

● Strukturell Verstäerkung:

o Steif Zwëschenlagergehäuse beschränken d'radial Verschiebung.

o Kombinéiert Lager (z. B. Doppelreihe Schubkugellager + zylindresch Rolllager) handhaben axial a radial Lasten separat.

● Hydraulesch Kompensatioun:

o Guide vunes oder Retour Chambers an impeller clearances optimiséieren Flux Weeër, reduzéieren lokal Wirbelen a radial Kraaft Schwankungen.

3. Last Transmissioun an Multi-Stage Impellers

Axial Kräfte accumuléieren etappweis a musse geréiert ginn fir Stresskonzentratioune ze vermeiden:

● Bühnesch Balance:Installatioun vun engem Gläichgewiicht Scheif (zum Beispill, an Multi-Etapp Zentrifugalkraaft Pompelen) benotzt axial Spalt Drock Differenzen automatesch axial Kräften ajustéieren.

● Steifheitsoptimiséierung:Pompelwellen sinn aus héichstäerkt Legierungen (zB 42CrMo) a validéiert iwwer endlech Elementanalyse (FEA) fir Oflehnungsgrenzen (typesch ≤ 0.1 mm / m).

4. Engineering Case Etude an Berechnung Verifikatioun

Beispill:Eng chemesch multistagevertikal Turbinepompel (6 Stufen, Gesamtkop 300 m, Flowrate 200 m³/h):

● Axial Kraaft Berechnung:

o Ufanksgestaltung (Single-Saug Impeller): F=K⋅ρ⋅g⋅Q2⋅H (K=1.2−1.5), wat zu 1.8×106N resultéiert.

o No der Ëmwandlung an Duebelsaug-Rumeur an derbäigesat Balance Lächer: Axial Kraaft reduzéiert op 5 × 105N, treffen API 610 Standarden (≤1.5 × bewäert Kraaft Dréimoment).

● Radial Last Simulatioun:

o ANSYS Fluent CFD huet lokal Drockpeaks (bis zu 12 kN/m²) an onoptimiséierten Impelleren opgedeckt. Aféierung vun Leedungsschneider reduzéiert Peaks ëm 40% a Lagertemperaturerhéijung ëm 15 ° C.

5. Schlëssel Design Critèren an Considératiounen

● Axial Kraaft Grenzen: Typesch ≤ 30% vun Pompel Aarsch tensile Kraaft, mat Schub Lagertemperatur ≤ 70 ° C.

● Impeller Clearance Kontroll: Tëscht 0.2-0.5 mm erhale bleiwen (ze kleng verursaacht Reibung; ze grouss féiert zu Leckage).

● Dynamesch Testen: Vollgeschwindeg Balancéierungstester (G2.5 Grad) garantéieren d'Systemstabilitéit virun der Inbetriebung.

Conclusioun

Balancéiere vun axial a radial Lasten an multistage vertikalen Turbine Pompelen ass eng komplex System Ingenieur Erausfuerderung mat Flëssegket Dynamik, mechanesch Design, a Material Wëssenschaft. D'Optimiséierung vun der Impellergeometrie, d'Integratioun vu Balancegeräter a präzise Fabrikatiounsprozesser verbesseren d'Zouverlässegkeet an d'Liewensdauer vun der Pompel wesentlech. Zukünfteg Fortschrëtter an AI-driven numeresche Simulatiounen an additiv Fabrikatioun wäerten weider personaliséierter Impeller Design an dynamesch Lastoptimiséierung erméiglechen.

Notiz: Personnaliséierten Design fir spezifesch Uwendungen (zB Flëssegeigenschaften, Geschwindegkeet, Temperatur) muss international Standarde wéi API an ISO entspriechen.