আপনি যদি সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প ইমপেলারের ডিজাইন অপ্টিমাইজ করতে চান। অতএব, অপ্টিমাইজেশনের উদ্দেশ্য স্পষ্ট করা প্রয়োজন: ইনহেলেশন কর্মক্ষমতা উন্নত করতে? পাম্পের দক্ষতা উন্নত? কিউ সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে এমন প্রধান হাইড্রোলিক উপাদান হল ইম্পেলার, এর সাথে মিলিত ভলিউট/গাইড ভ্যানের মতো প্রবাহের উপাদানগুলি ছাড়াও।
ফ্লুইড মেকানিক্স হল একটি আধা তাত্ত্বিক এবং আধা অভিজ্ঞতামূলক শৃঙ্খলা, এবং এখনও অনেক ক্ষেত্র রয়েছে যেগুলি সঠিকভাবে ডিজাইন করা যায় না, সিমুলেট করা যায় না এবং ভবিষ্যদ্বাণী করা যায় না, যেমন তরলগুলির প্রকৃত প্রবাহের অবস্থা এবং বিভিন্ন কাঠামো, তাপমাত্রা এবং পাম্পিং মিডিয়ার অধীনে পাম্পের কার্যকারিতার উপর তাদের প্রভাব নির্ভুলভাবে অনুকরণ করতে অক্ষমতা। অতএব, এই নিবন্ধটি শুধুমাত্র সংক্ষিপ্তভাবে ব্যাখ্যা করতে পারে যে কীভাবে একটি কেন্দ্রাতিগ পাম্পের ইমপেলারকে তার সাকশন এবং হাইড্রোলিক পারফরম্যান্সকে একটি গুণগত দৃষ্টিকোণ থেকে উন্নত করার জন্য অপ্টিমাইজ করা যায়, অভিজ্ঞতার সাথে মিলিত হয়। শুধুমাত্র রেফারেন্সের জন্য।
1. ইনহেলেশন কর্মক্ষমতা উন্নত
ইম্পেলার ব্লেডের জন্য দুটি ধরণের নমন রয়েছে: সামনের নমন এবং পিছনের দিকে নমন। শক্তিকে সর্বাধিক করা, তরলকে উচ্চ ঘূর্ণন শক্তি প্রদান এবং প্রবাহ বিচ্ছেদ রোধে এর কার্যকারিতার কারণে, কেন্দ্রাতিগ পাম্পগুলি সাধারণত পিছনের বাঁকা ব্লেড ইম্পেলার ব্যবহার করে।
পাম্প শরীরের জন্য, cavitation আচরণ এবং পাম্পের স্তন্যপান কর্মক্ষমতা মূলত জ্যামিতিক আকৃতি এবং ইমপেলার ইনলেটের ক্ষেত্রফল দ্বারা প্রভাবিত হয়। ইমপেলারের ইনলেটে থাকা অনেক জ্যামিতিক কারণ ক্যাভিটেশনকে প্রভাবিত করতে পারে, যেমন ইনলেট এবং হাবের ব্যাস, ব্লেড ইনলেট অ্যাঙ্গেল এবং আপস্ট্রিম ফ্লো ইনসিডেন্স অ্যাঙ্গেল, ব্লেডের সংখ্যা এবং পুরুত্ব, ব্লেড থ্রোট এরিয়া, পৃষ্ঠের রুক্ষতা, ব্লেড লিডিং এজ প্রোফাইল ইত্যাদি। উপরন্তু, এটি ইমপেলভ্যান এবং আউটার গ্যাডব্লান সাইজের মধ্যে গাইডের সাথে সম্পর্কিত। (গাইড ভ্যান পাম্পের জন্য) বা ভলুট (ভোলুট পাম্পের জন্য)।
1) ইমপেলারের ইনলেট ব্যাস/ইনলেট এলাকা
সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পগুলির সাকশন কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য, ডিজাইনাররা সাধারণত ইমপেলারের ইনলেট ব্যাস বাড়িয়ে এটি অর্জন করে। আজ, এই নকশা পদ্ধতি এখনও সেন্ট্রিফুগাল পাম্পের প্রকৌশল নকশায় ব্যবহৃত হচ্ছে।
যখন শ্যাফ্ট ব্যাস একই হয় এবং ইমপেলার মুখের রিং-এ ব্যাস ক্লিয়ারেন্স একই হয়, তখন সাকশন কর্মক্ষমতা তত ভালো হয় (ইম্পেলার ইনলেট এরিয়া যত বড়, সাকশন নির্দিষ্ট গতির মান তত বেশি), ইমপেলার মুখের রিং-এ ক্লিয়ারেন্স এরিয়া তত বেশি, যার মানে ফুটো হওয়ার পরিমাণ বেশি এবং পাম্পের কার্যকারিতা কম।
যাইহোক, ইমপেলারের ইনলেট ব্যাস বাড়িয়ে সাকশন কর্মক্ষমতা উন্নত করার পদ্ধতির জন্য, বিশেষ মনোযোগ দিতে হবে:
এটি স্তন্যপান নির্দিষ্ট গতি মান উল্লেখযোগ্যভাবে প্রাসঙ্গিক মান এবং স্পেসিফিকেশনে উল্লেখ করা মান অতিক্রম করার অনুমতি দেওয়া হয় না, অন্যথায় এটি পাম্পের একটি সংকীর্ণ স্থিতিশীল অপারেটিং পরিসরে পরিণত হবে।
2) ফলক অগ্রণী প্রান্ত আকৃতি
অগ্রণী প্রান্তের ব্লেডের বেধের যান্ত্রিক এবং উত্পাদন সীমাবদ্ধতাগুলিকে সন্তুষ্ট করে, একটি প্যারাবোলিক প্রোফাইল গ্রহণ করা ইমপেলারের সাকশন কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে। উপবৃত্তাকার কনট্যুরের স্তন্যপান কর্মক্ষমতা দ্বিতীয়, এবং এই আকৃতিটি অগ্রণী প্রান্তের জন্য ডিফল্ট কনট্যুর নির্বাচন, কারণ এটি সহজেই ফলকের অগ্রবর্তী প্রান্তের বেধের যান্ত্রিক এবং উত্পাদন সীমাবদ্ধতা পূরণ করতে পারে।
3) ইম্পেলার কভার প্লেটের ইনলেট অংশের বক্রতা ব্যাসার্ধ
টার্নিং পয়েন্টে ইমপেলারের ইনলেটে তরল প্রবাহের উপর কেন্দ্রাতিগ বলের কাজ করার কারণে, চাপ কম এবং সামনের কভার প্লেটের কাছে প্রবাহের বেগ বেশি, ফলে ইমপেলারের ইনলেটে অসম বেগ বন্টন হয়। কভার প্লেটের খাঁড়ি অংশের বক্রতা ব্যাসার্ধ যথাযথভাবে বৃদ্ধি করা সামনের কভার প্লেটে (ব্লেড ইনলেটের সামান্য এগিয়ে) পরম বেগ কমাতে এবং বেগ বিতরণের অভিন্নতা উন্নত করার জন্য উপকারী, পাম্পের খাঁড়ি অংশে চাপের ড্রপ হ্রাস করে, যার ফলে পাম্পের এনআরপিএস কর্মক্ষমতা হ্রাস পায়।
4) ব্লেডের খাঁড়ি প্রান্তের অবস্থান এবং খাঁড়ি অংশের আকৃতি
ব্লেডের খাঁড়ি প্রান্তটি সুইপ্ট ব্যাক ব্লেড ইনলেট এজ ব্যবহার করে সাকশন পোর্টের দিকে পার্শ্বীয়ভাবে প্রসারিত হয় (ইনলেট প্রান্তটি একই অক্ষের উপর থাকে না এবং বাইরের প্রান্তটি পিছনের দিকে একটি নির্দিষ্ট কোণ দ্বারা অফসেট হয়), যা হাবের দিকে তরল প্রবাহকে ব্লেডের ক্রিয়া গ্রহণ করতে এবং চাপ বাড়াতে দেয়।
ব্লেডের খাঁড়ি প্রান্তটি সামনের দিকে প্রসারিত হয় এবং কাত হয়, যার ফলে প্রতিটি বিন্দুতে বিভিন্ন পরিধিগত বেগ হয়। সাধারণত, অক্ষীয় বেগ খাঁড়ি প্রান্ত বরাবর প্রায় সমানভাবে বিতরণ করা হয়, যার ফলে খাঁড়ি প্রান্তের প্রতিটি বিন্দুতে বিভিন্ন আপেক্ষিক প্রবাহ কোণ হয়। এই প্রবাহ পরিস্থিতি মেটাতে এবং প্রভাবের ক্ষয়ক্ষতি কমাতে, ব্লেডের খাঁড়িকে স্থানিকভাবে বাঁকানো আকারে তৈরি করা উচিত, যে কারণে অনেক কম-গতির ইম্পেলার ব্লেডের খাঁড়ি অংশগুলিকেও পেঁচানো ব্লেডে তৈরি করা হয়।
5) ব্লেড খাঁড়ি কোণ
ব্লেডের খাঁড়ি কোণ বাড়ানো, ব্লেডের খাঁড়িতে বাঁক কমাতে, ব্লেডের স্থানচ্যুতি কমাতে, ব্লেডের খাঁড়ি প্রবাহের ক্ষেত্র বাড়ানো এবং এইভাবে সাকশন কর্মক্ষমতা উন্নত করতে ডিজাইনের অবস্থাটি আক্রমণের একটি সামান্য বড় ইতিবাচক কোণ গ্রহণ করে। একই সময়ে, এটি ট্রাফিক ক্ষতি কমাতে উচ্চ ট্র্যাফিকের অধীনে অপারেটিং পরিবেশের উন্নতি করবে। যাইহোক, আক্রমণের কোণ খুব বড় হওয়া উচিত নয়, অন্যথায় এটি দক্ষতা প্রভাবিত করবে।
6) ব্লেড খাঁড়ি বেধ এবং মসৃণতা
ব্লেডের খাঁড়িটির পুরুত্ব যথাযথভাবে হ্রাস করুন এবং এটিকে একটি সুবিন্যস্ত আকারের কাছাকাছি করতে এটিকে বৃত্তাকার করুন। ব্লেডের পুরুত্ব হ্রাস করা শুধুমাত্র ইম্পেলার সাকশন চ্যানেলের ক্ষেত্রকে প্রসারিত করে না, প্রবাহের বেগ কমায় এবং চাপ বাড়ায় (ব্লেড ইনলেটের আকৃতি চাপের ড্রপের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল), কিন্তু ইমপেলার এবং ব্লেড ইনলেটের পৃষ্ঠের মসৃণতাও উন্নত করে, প্রতিরোধের ক্ষতি হ্রাস করে। এই ব্যবস্থাগুলি পাম্পের স্তন্যপান কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য সমস্ত উপকারী।
7) ভারসাম্য গর্ত
ইমপেলারের ভারসাম্য ছিদ্রটি ফুটো হওয়ার কারণে ইমপেলারে প্রবেশকারী প্রধান প্রবাহের উপর একটি নির্দিষ্ট ধ্বংসাত্মক প্রভাব ফেলে (লিকেজ প্রবাহের হার কমাতে ভারসাম্য গর্তের ক্ষেত্রফল সিলিং গ্যাপ এলাকার 5 গুণের কম হওয়া উচিত নয় এবং এইভাবে প্রধান প্রবাহের উপর প্রভাব কমানো উচিত)। গবেষণায় দেখা গেছে যে যখন ইম্পেলারে একটি ভারসাম্য ছিদ্র খোলা হয়, তখন ইমপেলারের পিছনে ঘূর্ণি তীব্রতা হ্রাস পাবে এবং কিছু ঘূর্ণি এমনকি অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে, পাম্পের সাকশন কর্মক্ষমতা উন্নত করে।
8) ইম্পেলার আউটলেট ব্যাস
ইম্পেলার ব্যাসের একটি ছোট হ্রাস শুধুমাত্র সামান্য NPSHR বৃদ্ধি করবে। কিন্তু যখন ব্যাস 5% থেকে 10% কমে যায়, NPSHR উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে, কারণ ব্লেডের দৈর্ঘ্য হ্রাস হলে নির্দিষ্ট ব্লেড লোড বৃদ্ধি পাবে, যার ফলে ইমপেলারের ইনলেটে বেগ বিতরণকে প্রভাবিত করবে।
নোট:
1) সাকশন কর্মক্ষমতা উন্নত করতে ইমপেলারের ইনলেট এরিয়া বাড়ানোর পদ্ধতি ব্যবহার এড়াতে চেষ্টা করুন এবং সাকশন নির্দিষ্ট গতিকে মারাত্মকভাবে অতিক্রম করা এড়িয়ে চলুন, অন্যথায় ইনলেট রিফ্লাক্স সৃষ্টি করা এবং পাম্পের অস্থির অপারেটিং এলাকা প্রসারিত করা সহজ।
2) ব্লেড চ্যানেল সিন্ড্রোম গহ্বরের ঘটনা এড়ানো উচিত। গাইড ভ্যান (গাইড ভ্যান পাম্পের জন্য) বা ভলুট (ভোলুট পাম্পের জন্য) এবং ইমপেলার ব্লেডের বাইরের ব্যাসের মধ্যে ছোট ফাঁকের কারণে এই ধরনের গহ্বরের ক্ষতি হয়। যখন তরল ছোট চ্যানেলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন তরলের বেগ বৃদ্ধির ফলে তরল চাপ কমে যায়, স্থানীয় বাষ্পীভবন হয় এবং বুদবুদ তৈরি হয়, যা পরে উচ্চ চাপে ফেটে যায়, যার ফলে গহ্বর সৃষ্টি হয়।
2. জলবাহী কর্মক্ষমতা উন্নত
পাম্পের হাইড্রোলিক কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে এমন অনেকগুলি কারণ রয়েছে এবং ইমপেলারগুলির হাইড্রোলিক দক্ষতাকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান কারণগুলি হল বিভিন্ন ক্ষতি। বিশেষ করে, আছে:
1) পাতার সংখ্যা
কেন্দ্রাতিগ পাম্পগুলির জন্য, ব্লেডের সংখ্যা বৃদ্ধি সাধারণত তরল প্রবাহকে উন্নত করতে পারে এবং পাম্পের মাথা যথাযথভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। যাইহোক, ব্লেডের সংখ্যা বৃদ্ধি চ্যানেলের প্রবাহের ক্ষেত্রকে হ্রাস করবে, যার ফলে প্রবাহের বেগ বৃদ্ধি পাবে এবং ব্লেডগুলির ঘর্ষণ ক্ষতি হবে।
অতএব, ব্লেডের সংখ্যার অত্যধিক বৃদ্ধি শুধুমাত্র কার্যকারিতা হ্রাস করে না এবং ইমপেলারের ক্যাভিটেশন কর্মক্ষমতাকে খারাপ করে, তবে পাম্পের কর্মক্ষমতা বক্ররেখায় একটি কুঁজও হতে পারে। উপরন্তু, ব্লেডের সংখ্যা বৃদ্ধি মাথার বৈশিষ্ট্যগত বক্ররেখার ঊর্ধ্বগামী প্রবণতাকে (রেটেড পয়েন্ট থেকে) ক্রিটিক্যাল ডেড পয়েন্টে সমতল করবে; বিপরীতে, ব্লেডের সংখ্যা হ্রাসের সাথে সাথে মাথার বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখা আরও খাড়া হয়ে যায়। সাধারণত, প্রচুর সংখ্যক ব্লেড সহ সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প ইমপেলারের জন্য 5-7 ব্লেড নির্বাচন করা হয়।
2) লম্বা এবং ছোট পাতা
গবেষণায় দেখা গেছে যে একটি পাম্প ইমপেলারে ছোট এবং লম্বা ব্লেডের যেকোন সংমিশ্রণ পাম্পের দক্ষতার উন্নতির জন্য উপকারী হবে, কারণ এটি ইমপেলার ইনলেটের কাছে অসম বেগ বন্টনের কারণে সৃষ্ট জেগে ওঠা প্রবাহের বিকাশকে কার্যকরভাবে প্রতিরোধ করতে পারে।
3) টুইস্টেড ব্লেড
পরীক্ষায় দেখা গেছে যে বাঁকানো ব্লেডযুক্ত পাম্পগুলির নকশা অপারেটিং পয়েন্টের কাছাকাছি এবং উচ্চ প্রবাহের অঞ্চলে বাঁকা ব্লেডযুক্ত পাম্পগুলির তুলনায় উচ্চতর দক্ষতা রয়েছে। একই সময়ে, বাঁকানো ব্লেডযুক্ত পাম্পগুলির ক্রিটিকাল পয়েন্টে বাঁকা ব্লেডগুলির তুলনায় উচ্চতর মাথা থাকে (যা গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্টে মাথার বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখার ঊর্ধ্বগামী প্রবণতাকে পরিবর্তন করতে পারে, বিশেষত নিম্ন নির্দিষ্ট গতির সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পগুলির জন্য, যা কার্যকরভাবে কুঁজগুলিকে উন্নত/নির্মূল করতে পারে)।
4) ইম্পেলার আউটলেট ব্যাস
এপিআই 610 স্ট্যান্ডার্ড পাম্পগুলিকে ইমপেলারের সর্বোচ্চ ব্যাসে পৌঁছানোর অনুমতি দেয় না এবং পাম্পের প্রয়োজনীয় কার্যকারিতা মেটাতে ইমপেলার কাটার প্রয়োজন হয়। যদি পাম্প নির্বাচন খুব বড় হয়, তাহলে ইম্পেলার কাটা একটি অপেক্ষাকৃত অর্থনৈতিক এবং কার্যকর পদ্ধতি যা তৈরি হওয়া চাপ এবং প্রবাহ কমাতে পারে। যদিও প্রয়োজনীয় অপারেটিং শর্ত পূরণের জন্য থ্রোটল ভালভ ব্যবহার করার চেয়ে ইমপেলার কাটা বেশি কার্যকর, তবে এটির কার্যকারিতা সাধারণত একটি পূর্ণ-আকারের ইমপেলারের চেয়ে কম হয় কারণ ইমপেলার ব্লেডগুলি ছোট হয়ে যায় এবং ইমপেলার ব্লেড এবং পাম্প হাউজিংয়ের মধ্যে ব্যবধান বৃদ্ধি পায়।
রেডিয়াল ফ্লো ইম্পেলারের জন্য, তাদের ব্যাস সর্বাধিক ডিজাইনের ব্যাসের 70% এর বেশি হওয়া উচিত নয়। পাম্প ইমপেলার ব্যাস হ্রাস আউটলেট চ্যানেলের প্রস্থ, ব্লেড আউটলেট কোণ এবং ফলকের দৈর্ঘ্যও পরিবর্তন করবে। ইমপেলারের ব্যাস সর্বাধিক ব্যাস থেকে যত বেশি হ্রাস পাবে, ইমপেলার কাটার সাথে পাম্পের কার্যকারিতা তত কমবে এবং সর্বোচ্চ দক্ষতার পয়েন্টটি নিম্ন প্রবাহের হারের দিকে সরে যাবে।
3. পাম্প কর্মক্ষমতা অন্যান্য পরামিতি প্রভাব
1) ইমপেলারের ব্লেড প্রস্থ
ব্লেডের প্রস্থ বাড়ার সাথে সাথে তরল চাপ হ্রাস পায়, তাই ইমপেলার ব্লেডের প্রস্থ বৃদ্ধির সাথে মাথাটি হ্রাস পাবে; সর্বোত্তম দক্ষতা বিন্দুর দক্ষতার উপর ব্লেডের প্রস্থের প্রভাব সাধারণত উল্লেখযোগ্য নয় (ব্লেডের প্রস্থ বৃদ্ধির সাথে সাথে সর্বোত্তম কার্যকারিতা বিন্দুর কার্যকারিতা কিছুটা বাড়তে পারে), কিন্তু ফলকের প্রস্থ হ্রাসের সাথে সাথে উচ্চ-দক্ষতা অঞ্চলটি নিম্ন প্রবাহের হারের দিকে সরে যাবে। বৃহত্তর ভলিউম্যাট্রিক প্রবাহ হারে দক্ষতার প্রভাব আরও তাৎপর্যপূর্ণ, অন্য কথায়, ব্লেডের প্রস্থ বাড়ার সাথে সাথে কার্যকারিতা বক্ররেখা দ্রুত সর্বোত্তম দক্ষতা বিন্দুর ডানদিকে হ্রাস পায়।
2) ইম্পেলার আউটলেট ব্লেড কোণ
বৃহত্তর আউটলেট ব্লেড কোণ, একটি প্রদত্ত গতিতে মাথা উচ্চতর, কিন্তু কম দক্ষতা এবং পরিধান কর্মক্ষমতা খরচে. নিম্ন আউটলেট ব্লেড কোণ দক্ষতা এবং ব্লেড দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি করে, কিন্তু মাথা কমানোর খরচে। অতএব, রপ্তানি ব্লেড কোণ সাধারণত এই কারণগুলির ভারসাম্য অর্জনের জন্য অপ্টিমাইজ করা প্রয়োজন। আউটলেট ব্লেড কোণ বৃদ্ধির সাথে সাথে মাথা বৃদ্ধি পায়, যা আউটলেট ক্রস-বর্ধিত আউটলেট ব্লেড কোণের সাপেক্ষে বিভাগীয় আকারের বৃদ্ধি দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যার ফলে ব্লেডগুলির মধ্যে প্রবাহ চ্যানেলে তরল চাপ কমে যায়।
গবেষণায় পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে আউটলেট ব্লেড কোণ বৃদ্ধির সাথে সর্বাধিক দক্ষতার মান হ্রাস পায়। যখন আউটলেট ব্লেড কোণ ছোট হয়, সর্বোচ্চ দক্ষতার পয়েন্টের ডানদিকে পাম্পের দক্ষতা দ্রুত হ্রাস পাবে।
3) ইম্পেলার আউটলেট স্প্লিটার ব্লেড
ইমপেলারের আউটলেট সাইডে স্প্লিটার ব্লেড যোগ করলে পাম্পের হেড এবং হাইড্রোলিক দক্ষতা বাড়বে এবং স্প্লিটার ব্লেডের দৈর্ঘ্য বাড়লে মাথা ও কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি পাবে। স্প্লিটার ব্লেডের দৈর্ঘ্য সাধারণত মূল ব্লেডের দৈর্ঘ্যের 0.5 গুণের বেশি হয় না, ইমপেলারের আকার, ব্লেডের আকৃতি এবং ব্লেডের সংখ্যার উপর নির্ভর করে।
4) ইম্পেলার ব্লেড আউটলেট প্রান্তের ছাঁটাই
ইমপেলার আউটলেট ব্লেডের পিছনে পিষে দিলে ইমপেলার আউটলেটের প্রবাহ চ্যানেল এলাকা প্রসারিত হয়, যার ফলে ইমপেলারের প্রবাহের হার বৃদ্ধি পায়। আউটলেট চ্যানেল এলাকা প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে মাথাটিও বৃদ্ধি পাবে এবং পাম্পের সর্বোত্তম দক্ষতার বিন্দুটি উচ্চ প্রবাহের দিকে সরে যাবে।