Cavitation yn fygythiad cudd i  pwmp tyrbin fertigol  gweithrediad, gan achosi dirgryniad, sŵn, ac erydiad impeller a all arwain at fethiannau trychinebus. Fodd bynnag, oherwydd eu strwythur unigryw (hyd siafftiau hyd at ddegau o fetrau) a gosodiad cymhleth, mae profion perfformiad cavitation (penderfyniad NPSHr) ar gyfer pympiau tyrbin fertigol yn peri heriau sylweddol.

I. Rig Prawf Dolen Gaeedig: Manwl yn erbyn Cyfyngiadau Gofodol

1.Egwyddorion a Gweithdrefnau Profi

• Offer craidd: System dolen gaeedig (pwmp gwactod, tanc sefydlogi, mesurydd llif, synwyryddion pwysau) ar gyfer rheoli pwysau mewnfa yn fanwl gywir.

• Gweithdrefn:

· Gosod cyflymder pwmp a chyfradd llif.

· Lleihau pwysau mewnfa yn raddol nes bod y pen yn gostwng 3% (pwynt diffiniad NPSHr).

· Cofnodi gwasgedd critigol a chyfrifo NPSHr.

• Cywirdeb Data: ±2%, yn cydymffurfio â safonau ISO 5199.

2. Heriau ar gyfer Pympiau Tyrbin Fertigol

• Cyfyngiadau Lle: Mae gan rigiau dolen gaeedig safonol ≤5 m o uchder fertigol, sy'n anghydnaws â phympiau siafft hir (hyd siafft nodweddiadol: 10-30 m).

• Afluniad Ymddygiad Dynamig: Mae byrhau siafftiau yn newid cyflymderau critigol a dulliau dirgrynu, gan wyro canlyniadau profion.

3. Ceisiadau Diwydiant

• Achosion Defnydd: Pympiau ffynnon ddwfn-siafft byr (siafft ≤5 m), ymchwil a datblygu prototeip.

• Astudiaeth Achos: Lleihaodd gwneuthurwr pwmp NPSHr 22% ar ôl optimeiddio dyluniad impeller trwy 200 o brofion dolen gaeedig.

II. Rig Prawf Dolen Agored: Cydbwyso Hyblygrwydd a Chywirdeb

1. Egwyddorion Profi

• System Agored:Yn defnyddio gwahaniaethau lefel hylif tanc neu bympiau gwactod ar gyfer rheoli pwysau mewnfa (symlach ond llai manwl gywir).

• Gwelliannau Allweddol:

· Trosglwyddyddion pwysau gwahaniaethol cywirdeb uchel (gwall ≤0.1% FS).

· Mesuryddion llif laser (cywirdeb ±0.5%) yn lle mesuryddion tyrbin traddodiadol.

2. Addasiadau Pwmp Tyrbinau Fertigol

• Efelychu Deep-Well: Adeiladu siafftiau tanddaearol (dyfnder ≥ hyd siafft pwmp) i ailadrodd amodau trochi.

• Cywiro Data:Mae modelu CFD yn gwneud iawn am golledion pwysau mewnfa a achosir gan wrthwynebiad piblinell.

III. Profi Maes: Dilysiad Byd Go Iawn

1. Egwyddorion Profi

• Addasiadau Gweithredol: Modiwleiddio pwysedd mewnfa trwy throtio falf neu newidiadau cyflymder VFD i nodi mannau gollwng pen.

• Fformiwla Allweddol:

NPSHr=NPSHr=ρgPin+2gvin2−ρgPv

(Angen mesur pwysedd mewnfa Pin, vin cyflymder, a thymheredd hylif.)

Gweithdrefn

Gosodwch synwyryddion pwysedd manwl gywir yn fflans y fewnfa.

Caewch falfiau mewnfa yn raddol wrth gofnodi llif, pen a phwysau.

Pen plot yn erbyn cromlin gwasgedd mewnfa i nodi pwynt ffurfdro NPSHr.

2.Challenges ac Atebion

• Ffactorau Ymyrraeth:

· Dirgryniad pibell → Gosod mowntiau gwrth-dirgryniad.

· Gyrru nwy → Defnyddiwch fonitorau cynnwys nwy mewnol.

• Gwelliannau Cywirdeb:

· Mesuriadau lluosog ar gyfartaledd.

· Dadansoddi sbectra dirgrynu (mae cychwyniad cavitation yn sbarduno pigau egni 1–4 kHz).

IV. Profi Model Graddol: Mewnwelediadau Cost-effeithiol

1. Sail Theori Tebygrwydd

•Deddfau Graddio: Cynnal cyflymder penodol ns; dimensiynau impeller graddfa fel:

· QmQ=(DmD)3,HmH=(DmD)2

• Dyluniad Model:  cymarebau graddfa 1:2 i 1:5; atgynhyrchu deunyddiau a garwedd arwyneb.

2. Pwmp Tyrbin Fertigol Manteision

• Cydnawsedd Gofod: Mae modelau siafftiau byr yn ffitio rigiau prawf safonol.

•Arbedion Cost: Gostyngodd costau profi i 10-20% o brototeipiau graddfa lawn.

Ffynonellau Gwallau a Chywiriadau

•Effeithiau Graddfa:  Gwyriadau rhif Reynolds → Cymhwyso modelau cywiro cynnwrf.

• Garwedd yr Arwyneb:  Modelau Pwyleg i Ra≤0.8μm i wrthbwyso colledion ffrithiant.

V. Efelychu Digidol: Chwyldro Profi Rhithwir

1. Modelu CFD

•Proses:

Adeiladu modelau 3D llwybr llif-llawn.

Ffurfweddu llif amlgyfran (dŵr + anwedd) a modelau cavitation (ee, Schnerr-Sauer).

Ailadroddwch nes bod 3% yn disgyn; echdynnu NPSHr .

• Dilysu: Mae canlyniadau CFD yn dangos gwyriad o ≤8% oddi wrth brofion corfforol mewn astudiaethau achos.

2. Rhagfynegiad Dysgu Peiriant

• Dull Seiliedig ar Ddata:  Hyfforddi modelau atchweliad ar ddata hanesyddol; paramedrau impeller mewnbwn (D2, β2, ac ati) i ragweld NPSHr.

• Mantais: Yn dileu profion corfforol, gan dorri cylchoedd dylunio 70%.

Casgliad: O "Dyfalu Empirig" i "Danywiredd Mesuradwy"

Rhaid i brofion cavitation pwmp tyrbin fertigol oresgyn y camsyniad bod "strwythurau unigryw yn atal profion cywir." Trwy gyfuno rigiau caeedig / dolen agored, profion maes, modelau graddedig, ac efelychiadau digidol, gall peirianwyr feintioli NPSHr i wneud y gorau o gynlluniau a strategaethau cynnal a chadw. Wrth i offer profi hybrid ac AI symud ymlaen, bydd sicrhau gwelededd a rheolaeth lawn dros berfformiad cavitation yn dod yn arfer safonol.