সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প পরিচালনার সময় ক্যাভিটেশন একটি সাধারণ সমস্যা, যা পাম্পের কম্পন এবং শব্দ বৃদ্ধি, কর্মক্ষমতা হ্রাস এবং উপাদানগুলির গুরুতর ক্ষতির কারণ হতে পারে।
এই নিবন্ধটি গহ্বরের পেশাদার তাত্ত্বিক জ্ঞানের অন্বেষণ করে না, তবে কেবলমাত্র সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পে বিভিন্ন সাধারণ ধরণের ক্যাভিটেশন, গহ্বরের বিপদ এবং সাইটে গহ্বরের উন্নতির জন্য সাধারণভাবে ব্যবহৃত ব্যবস্থাগুলির বিশদ পরিচিতি দেওয়ার জন্য তুলনামূলক সহজ ভাষা ব্যবহার করার চেষ্টা করে।
1. গহ্বরের প্রকারভেদ
ঘটনার অবস্থান থেকে, ক্যাভিটেশনকে ব্লেড ক্যাভিটেশন, গ্যাপ ক্যাভিটেশন, রুক্ষ ক্যাভিটেশন, ক্যাভিটি ক্যাভিটেশন এবং ব্যাকফ্লো ক্যাভিটেশনে ভাগ করা যায়।
(1) পাতার গহ্বর
যখন ক্যাভিটেশন ঘটে, তখন বুদবুদের গঠন এবং বিস্ফোরণ প্রধানত ব্লেডের সামনে এবং পিছনে ঘটে, যা এয়ারফয়েল ক্যাভিটেশন নামেও পরিচিত, যা সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পে ক্যাভিটেশনের প্রধান রূপ। যখন পাম্পটি খুব বেশি ইন্সটল করা হয়, এমনকি পাম্পটি ডিজাইনের অবস্থার অধীনে চললেও, ব্লেড ইনলেট এবং আউটলেটের পিছনে একটি কম{1}}চাপ তৈরি হওয়ার সম্ভাবনা থাকে:
1) যখন পাম্পটি উচ্চ প্রবাহের পরিস্থিতিতে কাজ করে, তখন ব্লেডের অগ্রভাগের প্রান্তে প্রবাহ বিচ্ছেদ এবং ঘূর্ণি ঘটতে থাকে, যা নেতিবাচক চাপ তৈরি করে যা ব্লেডের সামনের দিকে গহ্বর সৃষ্টি করতে পারে।
2) যখন পাম্প কম প্রবাহের অবস্থার মধ্যে কাজ করে, তখন ব্লেডের পিছনে ঘূর্ণি তৈরি হয়, একটি কম-চাপ জোন তৈরি করে এবং ব্লেডের পিছনে ক্যাভিটেশন সৃষ্টি করে।
(2) ফাঁক গহ্বর
এটি গহ্বরকে বোঝায় যখন তরল একটি সংকীর্ণ চ্যানেল বা ফাঁক দিয়ে প্রবাহিত হয়, যার ফলে প্রবাহের বেগ স্থানীয় বৃদ্ধি এবং প্রবাহ উপাদানগুলির বাষ্পীভবনের চাপে চাপ হ্রাস পায়।
সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প কেসিং এর পরিধান-প্রতিরোধী রিং এবং ইমপেলারের বাইরের প্রান্তের (কভার প্লেট) মধ্যে ফাঁকে, ইমপেলার ইনলেট এবং আউটলেটের উভয় পাশে চাপের পার্থক্যের (বিশেষ করে বড় চাপের পার্থক্য) আউটলেটের পাশের তরলটি উচ্চ গতিতে প্রবাহিত হয়, যার ফলে স্থানীয় চাপ কমে যায়।
অক্ষীয় প্রবাহ পাম্প ব্লেড এবং পাম্প কেসিংয়ের বাইরের প্রান্তের মধ্যে ছোট ফাঁকে, ব্লেডের সামনে এবং পিছনের চাপের পার্থক্যের ক্রিয়াকলাপে, ফাঁকে থাকা তরলটির উচ্চ বিপরীত প্রবাহ বেগও স্থানীয় চাপ হ্রাসের কারণ হতে পারে, যার ফলে সিংগনি পাম্পের অনুরূপ বাইরের প্রান্তে ক্যাভিটেশন এবং caughney পাম্প ব্লেড এবং caughney ব্লেডের মধ্যে ক্যাভিটেশন তৈরি হয়। ইম্পেলার এবং ব্লেডের বাইরের প্রান্তে জোন।
(3) রুক্ষ গহ্বর
রুক্ষ ক্যাভিটেশন বলতে প্রোট্রুশনের নিচের দিকে ঘূর্ণি সৃষ্টিকে বোঝায় যখন পাম্পের আবরণের অভ্যন্তরে রুক্ষ প্রবাহের উপাদানগুলির অসম পৃষ্ঠের মধ্য দিয়ে তরল প্রবাহিত হয়, যার ফলে স্থানীয় চাপ কমে যায় এবং ক্যাভিটেশনের দিকে পরিচালিত করে।
পাম্প প্রবাহের উপাদানগুলির ঢালাই এবং প্রক্রিয়াকরণের সময়, পৃষ্ঠের অসমতা, বালির গর্ত, বায়ু গর্ত ইত্যাদির কারণে স্থানীয় প্রবাহের অবস্থার হঠাৎ পরিবর্তন হতে পারে এবং এর ফলে ক্যাভিটেশন হতে পারে।
(4) গহ্বর গহ্বর
গহ্বরে ক্যাভিটেশন বলতে বোঝায় পানির ইনলেটের দুর্বল অবস্থা বা অপর্যাপ্ত নিমজ্জনের গভীরতার কারণে একটি পাম্পের ইনলেটে সাকশন চেম্বারে একটি সর্পিল ঘূর্ণি ব্যান্ডের গঠন। যখন ঘূর্ণি বেল্টের কেন্দ্রীয় চাপ বাষ্পীভবনের চাপে হ্রাস পায়, তখন গহ্বরও ঘটবে, শক্তিশালী কম্পন সহ।
(5) রিফ্লাক্স ক্যাভিটেশন
সাধারণভাবে বলতে গেলে, ক্যাভিটেশনের পূর্বশর্ত হল NPSHA
যখন পাম্পিং প্রবাহের হার খুব কম হয় বা ইনলেট চাপ খুব বেশি হয়, তখন ব্যাকফ্লো ঘটে। যখন পাম্পিং প্রবাহের হার খুব কম হয়, তখন ইমপেলারের ইনলেটে অভ্যন্তরীণ রিফ্লাক্স ঘটে; যখন পাম্পের ইনলেট চাপ খুব বেশি হয়, তখন ইমপেলারের আউটলেটে অভ্যন্তরীণ রিফ্লাক্স ঘটে। অভ্যন্তরীণ রিফ্লাক্স তরল প্রবাহের হার বৃদ্ধি করে যতক্ষণ না বাষ্পীভবন বুদবুদ তৈরি করে, যা পরবর্তীতে উচ্চ আশেপাশের চাপে ফেটে যায়। যখন সাকশন পোর্টে অভ্যন্তরীণ ব্যাকফ্লো ঘটে, তখন পাম্পের সাকশন পোর্টের চারপাশে অনিয়মিত ক্র্যাকিং শব্দ নির্গত হবে, যার সাথে উচ্চ-বিস্ফোরণের শব্দ হবে।
রিফ্লাক্স ক্যাভিটেশন সাধারণত নিম্নলিখিত পদ্ধতির মাধ্যমে উন্নত করা যেতে পারে:
1) পাম্পের আউটপুট প্রবাহ হার বাড়ান।
2) পাম্পের ইনলেট এবং আউটলেটের মধ্যে একটি বাইপাস ইনস্টল করুন (গ্রাহকদের জন্য ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এই পদ্ধতিটি গ্রহণ করা কঠিন)।
3) ইমপেলারের গঠন অপ্টিমাইজ করুন (ইমপেলারের ইনলেট এরিয়া কমিয়ে দিন)।
2. গহ্বরের বিপদ
(1) কর্মক্ষমতা অবনতি, পাইপলাইনের ক্ষতি
Cavitation উল্লেখযোগ্যভাবে পাম্প কর্মক্ষমতা কমাতে পারে. সাধারণত, সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পগুলির জন্য, যখন ইনলেট চাপ একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে নেমে যায়, তখন তাদের কার্যকারিতা তীব্রভাবে হ্রাস পায়, যা ক্যাভিটেশন ফ্র্যাকচার নামেও পরিচিত। ক্যাভিটেশন তরলের অভ্যন্তরে অস্থিরতা সৃষ্টি করতে পারে, যা প্রবাহ এবং চাপে দোলনের কারণ হতে পারে। এই দোলনের সাহায্যে, এটি পাম্প এবং এর ইনলেট এবং আউটলেট পাইপলাইনের ক্ষতি করতে পারে।
(2) পাম্পের ওভারকারেন্ট উপাদানগুলির গুরুতর ক্ষতি
Cavitation উপাদান পৃষ্ঠের ক্ষতি হতে পারে. যখন বুদবুদ ফেটে যায়, তখন আশেপাশের তরল 49 MPa পর্যন্ত অত্যন্ত উচ্চ প্রভাবের চাপ (পিক প্রেসার) তৈরি করে। যখন cavitation এর জলবাহী শক্তি এই প্রভাব প্রতিহত করার উপাদানের ক্ষমতা অতিক্রম করে, এটি স্থানীয় প্রাচীর উপাদান ক্লান্তি ব্যর্থতা এবং পৃষ্ঠ উপাদান বিচ্ছিন্নতা হতে পারে. ক্যাভিটেশন রাসায়নিক এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ক্ষয়ের সাথে একই সাথে ঘটে। ক্যাভিটেশনের প্রাথমিক পর্যায়ে পদার্থের ক্ষয় এবং প্লাস্টিকের বিকৃতির দ্বারা উত্পন্ন গর্তের আকার প্রায় 10 μm থেকে 50 μm, বিশেষত দুর্বল ক্ষয় প্রতিরোধের কিছু উপাদানের জন্য, যা দীর্ঘমেয়াদী ক্যাভিটেশনের অধীনে মৌচাকের মতো কাঠামো প্রদর্শন করতে পারে।
(3) কম্পন এবং শব্দ তৈরি করুন
এই মুহুর্তে যখন বুদবুদ ঘনীভূত হয়, সঙ্কুচিত হয় এবং ফেটে যায়, তখন বুদবুদের চারপাশের তরল উচ্চ গতিতে শূন্যতা পূরণ করে (বুদবুদের ঘনীভবন এবং ফেটে যাওয়ার ফলে গঠিত), চাপ স্পন্দন তৈরি করে এবং এইভাবে উত্তেজনাপূর্ণ কম্পন এবং শব্দ হয়। ক্যাভিটেশন শব্দের ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত 10 kHz এবং 100 kHz এর মধ্যে থাকে, যখন রিফ্লাক্স এবং চাপ স্পন্দনের কারণে ক্যাভিটেশন শব্দের ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় কয়েকশ হার্জ, যা মানুষের কানকে বিশেষভাবে সংবেদনশীল করে তোলে। একই সময়ে, cavitation এছাড়াও কম্পন উদ্দীপিত করতে পারে, এবং cavitation দ্বারা উত্পন্ন কম্পনের প্রধান ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত প্রায় 1 kHz হয়।
ক্যাভিটেশন শুধুমাত্র উচ্চ শব্দের মাত্রা দ্বারা চিহ্নিত করা হয় না, তবে কম্পন সূচক যেমন পাম্প বেসের অপর্যাপ্ত শক্ততা এবং দুর্বল পাইপলাইন সমর্থন, যা কাঠামোগত অনুরণন সৃষ্টি করতে পারে; পাম্প ইনস্টল করার পরে, ভিত্তিটি কংক্রিট দিয়ে ভরা হয় এবং পাইপলাইনের সমর্থন কঠোরতা যথেষ্ট, যা সাধারণত শক্তিশালী কম্পনের ঘটনা ঘটায় না। যাইহোক, পাম্প বডিতে কম্পন পরিমাপের মাধ্যমে, ক্যাভিটেশনের মাধ্যমে উত্পন্ন কম্পনের কম্পাঙ্কের উচ্চ-কম্পোনেন্ট প্রাধান্য পায় এবং কম্পনের ত্বরণ মান কম্পন স্থানচ্যুতি এবং কম্পন বেগের চেয়ে বেশি।
3. cavitation কর্মক্ষমতা উন্নত সাধারণ ব্যবস্থা
(1) সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের বিরোধী cavitation কর্মক্ষমতা উন্নত করার ব্যবস্থা
1) পাম্পের সাকশন পোর্ট ডিজাইন উন্নত করুন
ইম্পেলার নাকাল দ্বারা, প্রবাহ এলাকা বৃদ্ধি করা যেতে পারে;
তরল প্রবাহের দ্রুত ত্বরণ এবং চাপ হ্রাস কমাতে ইম্পেলার কভার প্লেটের ইনলেট বিভাগের বক্রতা ব্যাসার্ধ বৃদ্ধি করুন;
ব্লেডের খাঁড়িটির পুরুত্ব যথাযথভাবে হ্রাস করুন এবং ব্লেডের খাঁড়িটি গোল করুন (ব্লেডের মাথাটি পালিশ করুন, ইনলেটের প্রভাবের ক্ষতি কমাতে এবং খাঁড়ি কোণের সংবেদনশীলতা কমাতে এটিকে তীক্ষ্ণ করুন, এবং প্রয়োজনীয় ক্যাভিটেশন অ্যালাউন্স প্রায় 0.5 মিটার হ্রাস করা যেতে পারে), এটি একটি স্ট্রিমলাইনের কাছাকাছি তৈরি করুন এবং মাথার চারপাশে চাপ ড্রপ করুন;
প্রতিরোধের ক্ষতি কমাতে ইম্পেলার এবং ব্লেড ইনলেটের পৃষ্ঠের মসৃণতা উন্নত করুন;
ইম্পেলার ইনলেটের দিকে ব্লেডের খাঁড়ি প্রান্তটি প্রসারিত করুন যাতে তরল প্রবাহ আগে থেকে কাজ পেতে পারে এবং চাপ বাড়াতে পারে।
2) একটি সামনে আনয়ন চাকা যোগ করুন
তরল প্রবাহকে তরল প্রবাহের চাপ বাড়ানোর জন্য সামনের ইন্ডাকশন হুইলে আগে থেকেই কাজ করতে দিন (এই স্কিমটির জন্য কাঠামোগত পরিবর্তন এবং বিভিন্ন ডিজাইনের প্যারামিটারের পুনঃক্রমিককরণ প্রয়োজন)।
3) ডবল সাকশন ইম্পেলার গ্রহণ করা
ইমপেলারের ইনলেট এরিয়া বাড়ান এবং ইনলেট লিকুইড ফ্লো রেট কমিয়ে দিন (প্রবাহের হার হ্রাস এবং চাপ বৃদ্ধি)।
4) আক্রমণের একটি সামান্য বড় ইতিবাচক কোণ ব্যবহার করে
ব্লেড খাঁড়ি কোণ বাড়ানোর জন্য, ব্লেডের খাঁড়িতে বাঁক কমাতে হবে, ব্লেডের অবরোধ কমাতে হবে এবং এইভাবে খাঁড়ি এলাকা বাড়ান;
প্রবাহের ক্ষতি কমাতে উচ্চ প্রবাহের অবস্থার অধীনে কাজের অবস্থার উন্নতি করুন। তবে আক্রমণের ইতিবাচক কোণটি খুব বড় হওয়া উচিত নয়, অন্যথায় এটি দক্ষতাকে প্রভাবিত করবে।
5) একটি কম-গতির পাম্প ব্যবহার করা
ঘূর্ণন গতি যত কম হবে, NPSHr তত ছোট হবে।
6) বিরোধী cavitation উপকরণ ব্যবহার করে
অনুশীলন প্রমাণ করেছে যে একটি উপাদানের শক্তি, কঠোরতা এবং দৃঢ়তা যত বেশি, তার রাসায়নিক স্থিতিশীলতা তত ভাল এবং গহ্বরের প্রতিরোধ ক্ষমতা তত বেশি।
(2) ডিভাইসের ক্যাভিটেশন ভাতা বাড়ানোর ব্যবস্থা
1) কার্যকর ক্যাভিটেশন ভাতা উন্নত করতে পাম্পের আগে স্টোরেজ ট্যাঙ্কে তরল স্তরের চাপ বাড়ান।
2) সাকশন ডিভাইসে পাম্পের ইনস্টলেশনের উচ্চতা কমিয়ে দিন, বিশেষ করে যখন গরম জলকে মাধ্যম হিসাবে বোঝানো হয়, এবং সাকশন উচ্চতা এবং মাঝারি তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক বিবেচনা করুন।
3) একটি ব্যাকফ্লো ডিভাইসের সাথে সাকশন ডিভাইসটি প্রতিস্থাপন করুন।
4) পাম্পের আগে সাকশন পাইপলাইনে প্রবাহের ক্ষতি হ্রাস করুন। যদি সম্ভব হয়, প্রয়োজনীয় সীমার মধ্যে পাইপলাইনটি ছোট করুন, পাইপলাইনে প্রবাহের হার কমাতে উপযুক্ত সাকশন পাইপলাইন ব্যাস এবং ফিল্টার পরিস্রাবণ এলাকা (যদি থাকে) ব্যবহার করুন, বাঁক এবং ভালভের সংখ্যা হ্রাস করুন এবং যতটা সম্ভব ভালভ খোলার পরিমাণ বাড়ান।
5) যদি গ্যাপ ক্যাভিটেশন গুরুতর হয়, তাহলে ইম্পেলারে ভারসাম্য গর্ত ড্রিলিং করার পদ্ধতিটি ফুটো প্রবাহের হার কমাতে এবং গহ্বরের মাত্রা কমানোর জন্য গ্রহণ করা যেতে পারে। ব্লেডের ভারসাম্য ছিদ্রগুলি ইমপেলার ইনলেটে ইনজেকশনযুক্ত তরল প্রবাহের উপর একটি ধ্বংসাত্মক এবং হস্তক্ষেপকারী প্রভাব ফেলে। ভারসাম্যের গর্তের ক্ষেত্রটি ফুটো প্রবাহের হার কমাতে সিলিং রিংয়ের ক্লিয়ারেন্স এলাকার 5 গুণের কম হওয়া উচিত নয়, যার ফলে প্রধান তরল প্রবাহের উপর প্রভাব কমানো যায় এবং পাম্পের অ্যান্টি ক্যাভিটেশন ক্ষমতা উন্নত হয়।
6) অভিজ্ঞতায় দেখা গেছে যে গহ্বরের প্রক্রিয়া থেকে শুরু করে, সাকশন পোর্টে উপযুক্ত পরিমাণে গ্যাসের পরিপূরক ক্যাভিটেশন ঘটার শর্তগুলিকে ব্যাহত করতে পারে। যাইহোক, পাম্প ক্যাভিটেশন রোধ করার জন্য বায়ু পুনঃপূরণ ব্যবহার করা অত্যন্ত প্রযুক্তিগত, এবং শুধুমাত্র উপযুক্ত বায়ু পুনঃপূরণ ভলিউম, অবস্থান এবং পদ্ধতির সাথে ভাল ফলাফল অর্জন করা যেতে পারে। অন্যথায়, এটি পাম্পের প্রবাহের হার, মাথা এবং দক্ষতায় উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটাবে এবং এমনকি অপারেশন চলাকালীন প্রবাহ বাধা এবং বিরূপ পরিণতির দিকে পরিচালিত করবে।
লেখকের অনুশীলনের সাথে মিলিত সঠিক পরিমাণে বায়ু সরবরাহ এবং সঠিক পরিমাপ নিয়ন্ত্রণে অসুবিধা বিবেচনা করে, একটি সুই ভালভ ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয় যা বায়ু সরবরাহ ভালভের জন্য প্রবাহের হারকে সামঞ্জস্য করতে পারে। সাইটের সামঞ্জস্যের সময়, ক্যাভিটেশন নয়েজ আলাদা করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে: ক্যাভিটেশনের আওয়াজ কম না হওয়া পর্যন্ত সুই ভালভের মাধ্যমে ইনটেক ভলিউম সামঞ্জস্য করুন (কিছু সিস্টেম সম্পূর্ণরূপে শব্দ নির্মূল করতে পারে, কিন্তু কিছু সিস্টেম শুধুমাত্র ক্যাভিটেশনের শব্দ কমাতে পারে, সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করতে পারে না), তারপর সুই ভালভকে কিছুটা পিছিয়ে সামঞ্জস্য করুন, যতক্ষণ না ইনটেকের কার্যক্ষমতা কম না হওয়া পর্যন্ত বিভিন্ন ক্রিয়াকলাপের সময় কম হয়। নির্দিষ্ট অপারেটিং শর্ত, এবং তারপর সুই ভালভ খোলার লক. এই পদ্ধতিতে কখনই শব্দকে সর্বনিম্ন স্তরে নামানো উচিত নয়! পাম্প চলা বন্ধ হয়ে গেলে ইনলেট চাপ ইতিবাচক হলে, ফুটো প্রতিরোধ করার জন্য একটি চেক ভালভ ইনস্টল করা উচিত।
7) গবেষণায় পাওয়া গেছে যে যখন মাধ্যমটিতে উদ্বায়ী গ্যাস এবং বালির মতো কঠিন কণা থাকে, তখন পাম্পের ক্যাভিটেশন কর্মক্ষমতা হ্রাস পাবে। পাম্পটি ক্যাভিটেশন অনুভব করে না তা নিশ্চিত করার জন্য, পাম্পের স্তন্যপান উচ্চতা পরিষ্কার জলের গণনা করা উচ্চতা থেকে কমপক্ষে 4.2 মিটার হ্রাস করা উচিত। এটি পৌর শিল্পে মনোযোগ দেওয়ার মতো।