1. அச்சு விசை உருவாக்கம் மற்றும் சமநிலை கொள்கைகள்

பல நிலைகளில் உள்ள அச்சு விசைகள்  செங்குத்து விசையாழி குழாய்கள்  முதன்மையாக இரண்டு கூறுகளால் ஆனது:

● மையவிலக்கு விசை கூறு:மையவிலக்கு விசையின் காரணமாக திரவ ரேடியல் ஓட்டம் தூண்டியின் முன் மற்றும் பின் உறைகளுக்கு இடையே ஒரு அழுத்த வேறுபாட்டை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக ஒரு அச்சு விசை (பொதுவாக உறிஞ்சும் நுழைவாயிலை நோக்கி இயக்கப்படுகிறது) ஏற்படுகிறது.

● அழுத்த வேறுபாடு விளைவு:ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் உள்ள ஒட்டுமொத்த அழுத்த வேறுபாடு அச்சு விசையை மேலும் அதிகரிக்கிறது.

சமநிலைப்படுத்தும் முறைகள்:

● சமச்சீர் தூண்டி அமைப்பு:இரட்டை உறிஞ்சும் தூண்டிகளைப் பயன்படுத்துவது (இரு பக்கங்களிலிருந்தும் திரவம் நுழைகிறது) ஒருதிசை அழுத்த வேறுபாட்டைக் குறைத்து, அச்சு விசையை ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய அளவுகளுக்கு (10%-30%) குறைக்கிறது.

● சமநிலை துளை வடிவமைப்பு:தூண்டியின் பின்புற அட்டையில் உள்ள ரேடியல் அல்லது சாய்ந்த துளைகள் உயர் அழுத்த திரவத்தை மீண்டும் நுழைவாயிலுக்கு திருப்பி, அழுத்த வேறுபாடுகளை சமநிலைப்படுத்துகின்றன. செயல்திறன் இழப்பைத் தவிர்க்க திரவ இயக்கவியல் கணக்கீடுகள் மூலம் துளை அளவை மேம்படுத்த வேண்டும்.

● தலைகீழ் பிளேடு வடிவமைப்பு:கடைசி கட்டத்தில் தலைகீழ் கத்திகளைச் சேர்ப்பது (பிரதான கத்திகளுக்கு எதிரே) அச்சு சுமைகளை ஈடுசெய்ய எதிர்-மையவிலக்கு விசையை உருவாக்குகிறது. பொதுவாக உயர்-தலை விசையியக்கக் குழாய்களில் (எ.கா., பல-நிலை செங்குத்து விசையாழி பம்புகள்) பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. ரேடியல் சுமை உருவாக்கம் மற்றும் சமநிலைப்படுத்துதல்

சுழற்சியின் போது ஏற்படும் நிலைம விசைகள், சீரற்ற திரவ டைனமிக் அழுத்த விநியோகம் மற்றும் ரோட்டார் வெகுஜனத்தில் எஞ்சிய ஏற்றத்தாழ்வு ஆகியவற்றிலிருந்து ரேடியல் சுமைகள் உருவாகின்றன. பல-நிலை பம்புகளில் திரட்டப்பட்ட ரேடியல் சுமைகள் தாங்கியை அதிக வெப்பமாக்குதல், அதிர்வு அல்லது ரோட்டார் தவறான சீரமைப்பு ஆகியவற்றை ஏற்படுத்தும்.

சமநிலைப்படுத்தும் உத்திகள்:

● இம்பெல்லர் சமச்சீர் உகப்பாக்கம்:

o ஒற்றை-இரட்டையடி கத்தி பொருத்தம் (எ.கா., 5 கத்திகள் + 7 கத்திகள்) ஆர விசைகளை சமமாக விநியோகிக்கிறது.

o டைனமிக் பேலன்சிங், ஒவ்வொரு இம்பெல்லரின் மையப்பகுதியும் சுழற்சி அச்சுடன் சீரமைக்கப்படுவதை உறுதிசெய்து, எஞ்சிய சமநிலையின்மையைக் குறைக்கிறது.

● கட்டமைப்பு வலுவூட்டல்:

o உறுதியான இடைநிலை தாங்கி வீடுகள் ஆர இடப்பெயர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.

o இணைந்த தாங்கு உருளைகள் (எ.கா., இரட்டை வரிசை உந்துதல் பந்து தாங்கு உருளைகள் + உருளை உருளை தாங்கு உருளைகள்) அச்சு மற்றும் ரேடியல் சுமைகளை தனித்தனியாகக் கையாளுகின்றன.

● ஹைட்ராலிக் இழப்பீடு:

o தூண்டி அனுமதிகளில் உள்ள வழிகாட்டி வேன்கள் அல்லது திரும்பும் அறைகள் ஓட்டப் பாதைகளை மேம்படுத்துகின்றன, உள்ளூர் சுழல்கள் மற்றும் ரேடியல் விசை ஏற்ற இறக்கங்களைக் குறைக்கின்றன.

3. பல-நிலை தூண்டிகளில் சுமை பரிமாற்றம்

அச்சு விசைகள் நிலை வாரியாகக் குவிகின்றன, மேலும் அழுத்த செறிவுகளைத் தடுக்க அவற்றை நிர்வகிக்க வேண்டும்:

● நிலை வாரியான சமநிலைப்படுத்தல்:சமநிலை வட்டை நிறுவுதல் (எ.கா., பல-நிலை மையவிலக்கு விசையியக்கக் குழாய்களில்) அச்சு இடைவெளி அழுத்த வேறுபாடுகளைப் பயன்படுத்தி அச்சு விசைகளை தானாகவே சரிசெய்யும்.

● விறைப்புத்தன்மை மேம்படுத்தல்:பம்ப் தண்டுகள் அதிக வலிமை கொண்ட உலோகக் கலவைகளால் (எ.கா., 42CrMo) தயாரிக்கப்படுகின்றன மற்றும் விலகல் வரம்புகளுக்கு (பொதுவாக ≤ 0.1 மிமீ/மீ) வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு (FEA) மூலம் சரிபார்க்கப்படுகின்றன.

4. பொறியியல் வழக்கு ஆய்வு மற்றும் கணக்கீட்டு சரிபார்ப்பு

உதாரணமாக:ஒரு வேதியியல் மல்டிஸ்டேஜ் செங்குத்து டர்பைன் பம்ப் (6 படிகள், மொத்த தலை 300 மீ, ஓட்ட விகிதம் 200 மீ³/ம):

● அச்சு விசை கணக்கீடு:

o ஆரம்ப வடிவமைப்பு (ஒற்றை-உறிஞ்சும் தூண்டி): F=K⋅ρ⋅g⋅Q2⋅H (K=1.2−1.5), இதன் விளைவாக 1.8×106N.

o இரட்டை உறிஞ்சும் தூண்டியாக மாற்றப்பட்டு சமநிலை துளைகளைச் சேர்த்த பிறகு: அச்சு விசை 5×105N ஆகக் குறைக்கப்பட்டு, API 610 தரநிலைகளை (≤1.5× மதிப்பிடப்பட்ட சக்தி முறுக்குவிசை) பூர்த்தி செய்கிறது.

● ரேடியல் சுமை உருவகப்படுத்துதல்:

o ANSYS Fluent CFD, உகந்ததாக்கப்படாத இம்பெல்லர்களில் உள்ளூர் அழுத்த உச்சங்களை (12 kN/m² வரை) வெளிப்படுத்தியது. வழிகாட்டி வேன்களை அறிமுகப்படுத்துவது சிகரங்களை 40% குறைத்தது மற்றும் தாங்கும் வெப்பநிலையை 15°C அதிகரித்தது.

5. முக்கிய வடிவமைப்பு அளவுகோல்கள் மற்றும் பரிசீலனைகள்

● அச்சு விசை வரம்புகள்: பொதுவாக பம்ப் ஷாஃப்ட் இழுவிசை வலிமையின் ≤ 30%, உந்துதல் தாங்கி வெப்பநிலை ≤ 70°C.

● இம்பெல்லர் கிளியரன்ஸ் கட்டுப்பாடு: 0.2-0.5 மிமீ இடையே பராமரிக்கப்படுகிறது (மிகச் சிறியது உராய்வை ஏற்படுத்துகிறது; மிகப் பெரியது கசிவுக்கு வழிவகுக்கிறது).

● டைனமிக் சோதனை: முழு வேக சமநிலை சோதனைகள் (G2.5 தரம்) இயக்கப்படுவதற்கு முன் கணினி நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கின்றன.

தீர்மானம்

பலநிலை செங்குத்து விசையாழி விசையியக்கக் குழாய்களில் அச்சு மற்றும் ரேடியல் சுமைகளை சமநிலைப்படுத்துவது என்பது திரவ இயக்கவியல், இயந்திர வடிவமைப்பு மற்றும் பொருள் அறிவியல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான அமைப்புகள் பொறியியல் சவாலாகும். தூண்டி வடிவவியலை மேம்படுத்துதல், சமநிலை சாதனங்களை ஒருங்கிணைத்தல் மற்றும் துல்லியமான உற்பத்தி செயல்முறைகள் பம்ப் நம்பகத்தன்மை மற்றும் ஆயுட்காலத்தை கணிசமாக மேம்படுத்துகின்றன. AI- இயக்கப்படும் எண் உருவகப்படுத்துதல்கள் மற்றும் சேர்க்கை உற்பத்தியில் எதிர்கால முன்னேற்றங்கள் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட தூண்டி வடிவமைப்பு மற்றும் மாறும் சுமை உகப்பாக்கத்தை மேலும் செயல்படுத்தும்.

குறிப்பு: குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கான தனிப்பயனாக்கப்பட்ட வடிவமைப்பு (எ.கா., திரவ பண்புகள், வேகம், வெப்பநிலை) API மற்றும் ISO போன்ற சர்வதேச தரநிலைகளுக்கு இணங்க வேண்டும்.