پوشیدن در پمپ های گریز از مرکز
گاهی اوقات از پمپ های گریز از مرکز در محیط هایی استفاده می شود که محصول پمپ شده حاوی مواد جامد معلق است. در حالی که برخی از پمپ ها به طور خاص برای جابجایی جامد یا کاربردهای دوغاب طراحی شده اند، پمپ های گریز از مرکز معمولی دارای ویژگی هایی برای جلوگیری از تخریب عملکرد در اثر ضربه جامدات نیست.
چند نشانه کلیدی وجود دارد که نشان می دهد یک پمپ سانتریفیوژ معمولی از سایش فرسایشی و سایشی رنج می برد. در اینجا استراتژی‌های ارزیابی و کاهش وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند و در صورت وقوع آن اعمال شوند.
ذرات یک مشکل در پمپ گریز از مرکز به دلیل روشی که ماشین در هنگام عبور از کانال های پروانه به مایع سرعت می دهد، به وجود می آید. به طور کلی، هر چه سرعت در نوک پروانه بیشتر باشد، انرژی بیشتری به ذرات معلق در مایع منتقل می شود. سپس این انرژی می تواند به هر چیزی که تأثیر می گذارد آسیب برساند.
تصویر 1. سرعت ذرات به طور مستقیم با سرعت نوک پروانه مرتبط است. (تصاویر توسط هیدرو, شرکت.)به طور کلی، تلفات مواد در اثر فرسایش با سرعت ذرات مکعبی تعیین می شود (معادله 1).
معادله 1:
فرسایش = XC3
C سرعت ذره است
X یک ضریب بر اساس مایع است
در حال پمپاژ شدن
سرعت ذره به طور مستقیم با سرعت نوک پروانه مرتبط است (تصویر 1). کاهش سرعت نوک ماشین تاثیر قابل توجهی بر سرعت ذرات و در نتیجه انرژی فرسایشی دارد.
سرعت نوک = πD2n/60
به طور خاص، این ذرات خروجی از پروانه را تحت تاثیر قرار می‌دهد و ضربه‌ای با سرعت بالا به لبه‌های پیچ‌دار پمپ وارد می‌کند و باعث آسیب فرسایشی می‌شود.
با عبور یک ذره پرانرژی از پروانه به لبه حلزونی، الگوی بسیار خاصی از آسیب رخ می دهد. آسیب عموماً در تقاطع لبه حلزونی پوشش و دیواره جانبی پوشش متمرکز می شود. ذراتي كه بر مركز لب حلزون تاثير مي‌گذارند، در جريان ميانگين خط جريان جاروب مي‌شوند و زمان تماس آنها با لب محدود است (تصوير 2).
تصویر 2. تصویر ساییدگی در لبه حلزونی
ذراتی که بر لبه حلزونی نزدیک به دیواره جانبی تأثیر می‌گذارند، تحت تأثیر لایه مرزی دوگانه بین لب و دیواره جانبی قرار می‌گیرند. این ذرات به سرعت به جریان جریان متوسط منتقل نمی شوند و شروع به چرخش می کنند (تصویر 3).
تصویر 3. نمایش حرکت ذرات که جریان نزدیک دیوار در مقابل جریان میانی را نشان می دهد.
نواحی دیگر نیز مستعد ساییدگی هستند و عموماً با فاصله ریز حلقه حلقه سایش همراه هستند. دو نوع سایش ساینده/فرساینده وجود دارد که فاصله حلقه سایش را افزایش می‌دهد و عملکرد پمپ را بدتر می‌کند.
تصویر 4 (سمت چپ). ذرات بر اثر فشار دیفرانسیل از روی فاصله حلقه سایش عبور می کنند و شکل و جهت آنها بر روی سطوح حلقه سایش تأثیر می گذارد و فاصله ها را افزایش می دهد. تصویر 5 (سمت راست). اگر فاصله های حلقه سایش کوچکتر از حداکثر اندازه ذرات باشد، مواد از فاصله حذف می شوند.حلقه‌های سایش نیز نقش مهمی در شکل رایج دیگری از سایش که در دیواره‌های جانبی محفظه حلزونی رخ می‌دهد، بازی می‌کنند. یکی از وظایف اصلی حلقه های سایش، ایجاد یک حلقه محدود کننده بین رژیم های فشار مختلف در یک پمپ گریز از مرکز است. به دلیل این عملکرد، یک طرف حلقه سایش با فشار بالاتری نسبت به طرف دیگر عمل می کند. فشار دیفرانسیل در سراسر حلقۀ حلقه، سیال را از فاصله دور حلقه سایش عبور می دهد.
این اثر دارای خواص سفت کننده است که باعث بهبود روتوردینامیک ماشین می شود. در یک محیط فرسایشی این می تواند باعث آسیب الگوی سایش خاصی شود. همانطور که مایع خروجی از حلقه سایش به داخل گذرگاه فشار پایین که ذرات انرژی بالاتری را حمل می کند، به دیواره جانبی بدنه ضربه می زند و به مرز فشار می رسد. این به عنوان آسیب گرداب تیلور شناخته می شود.
تاکتیک هایی برای محدود کردن پوشیدن
محدود کردن سرعت نوک در سرویس هایی که ممکن است ذرات در سیال پمپاژ شده وجود داشته باشند، آسیب را محدود می کند. اگر نمی توان سرعت نوک را محدود کرد، ماشینی را انتخاب کنید که فاصله نوک بالایی بین قطر خارجی پروانه و لبه پیچ دار دارد. این به زمان/فاصله/سرعت این فرصت را می‌دهد تا روی هر ذره‌ای اثر بگذارد، بنابراین سرعت آنها را قبل از برخورد با پوشش کاهش می‌دهد.
لب های پیچ دار را اصلاح کنید. با پروفیل کردن لبه‌های حلزونی به شکل نعل اسبی، می‌توان ساییدگی را که در تقاطع بین لبه و دیواره جانبی دیده می‌شود، محدود کرد. شعاع بزرگ و صاف روی لب به این معنی است که پیامد لایه مرزی دوگانه که ذرات را در خود نگه می‌دارد و باعث چرخش آنها در اثر عبور جریان می‌شود به حداقل می‌رسد زیرا ذرات توسط هندسه شعاع وارد جریان متوسط جریان می‌شوند و نمی توان در تقاطع های گوشه ای گیر کرد (تصویر 6).
تصویر 6. اصلاح لب برای کاهش آسیب
پوشش‌ها می‌توانند در مبارزه با سایش ساینده مفید باشند، اما برای اطمینان از اعمال نوع مناسب پوشش در نواحی مناسب بر اساس ارزیابی آسیب مشاهده‌شده، نیازمند یک چشم ماهر است. پوشش با استحکام باند بالا و سختی بالا در صورت اعمال همراه با سایر تکنیک های ذکر شده در این مقاله می تواند در محدود کردن آسیب موفقیت آمیز باشد.
ذرات موجود در مایعات پمپ گریز از مرکز می توانند باعث آسیب و تخریب عملکرد شوند. برخی از آسیب ها هنوز اجتناب ناپذیر است، اما استفاده از اصلاحات در هندسه، همراه با پوشش های سخت، عمر پمپ و قابلیت اطمینان را افزایش می دهد.