اگر آپ سینٹرفیوگل پمپ امپیلرز کے ڈیزائن کو بہتر بنانا چاہتے ہیں۔ لہذا، اصلاح کے مقصد کو واضح کرنا ضروری ہے: سانس کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے؟ پمپ کی کارکردگی کو بہتر بنائیں؟ Q-H وکر کے عروج کے طول و عرض کو ایڈجسٹ کریں... اور پھر اسے مخصوص ضروریات کے مطابق بہتر بنائیں۔ مرکزی ہائیڈرولک جز جو سینٹرفیوگل پمپوں کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے وہ امپیلر ہے، بہاؤ کے اجزاء جیسے کہ وولٹس/گائیڈ وینز جو اس کے ساتھ ملتے ہیں۔
فلوئڈ میکانکس ایک نیم نظریاتی اور نیم تجرباتی نظم ہے، اور اب بھی بہت سے ایسے شعبے ہیں جن کو درست طریقے سے ڈیزائن، نقلی، اور پیشین گوئی نہیں کی جا سکتی، جیسے سیالوں کی صحیح بہاؤ کی حالت کو درست طریقے سے نقل کرنے میں ناکامی اور مختلف ڈھانچے، درجہ حرارت، اور پمپنگ میڈیا کے تحت پمپ کی کارکردگی پر ان کے اثرات۔ لہٰذا، یہ مضمون صرف مختصراً اس بات کی وضاحت کر سکتا ہے کہ سنٹری فیوگل پمپ کے امپیلر کو کس طرح بہتر بنایا جائے تاکہ اس کے سکشن اور ہائیڈرولک کارکردگی کو معیار کے نقطہ نظر سے، تجربے کے ساتھ مل کر بہتر بنایا جا سکے۔ صرف حوالہ کے لیے۔
1. سانس کی کارکردگی کو بہتر بنائیں
امپیلر بلیڈ کے لیے موڑنے کی دو قسمیں ہیں: آگے موڑنے والا اور پیچھے کی طرف موڑنے والا۔ طاقت کو زیادہ سے زیادہ کرنے، سیال کو اعلی گردشی قوت فراہم کرنے، اور بہاؤ کو الگ کرنے سے روکنے میں اس کی تاثیر کی وجہ سے، سینٹری فیوگل پمپ عام طور پر پیچھے مڑے ہوئے بلیڈ امپیلر استعمال کرتے ہیں۔
پمپ باڈی کے لیے، پمپ کی کاویٹیشن رویہ اور سکشن کارکردگی بڑی حد تک جیومیٹرک شکل اور امپیلر انلیٹ کے علاقے سے متاثر ہوتی ہے۔ امپیلر کے ان لیٹ پر بہت سے جیومیٹرک عوامل کاویٹیشن کو متاثر کر سکتے ہیں، جیسے کہ انلیٹ اور حب کا قطر، بلیڈ انلیٹ اینگل اور اپ اسٹریم فلو انسیڈینس اینگل، بلیڈ نمبر اور موٹائی، بلیڈ تھروٹ ایریا، سطح کا کھردرا پن، بلیڈ لیڈنگ ایج پروفائل وغیرہ۔ (گائیڈ وین پمپ کے لیے) یا والیٹس (وولوٹ پمپ کے لیے)۔
1) امپیلر کا انلیٹ قطر/انلیٹ ایریا
سینٹری فیوگل پمپوں کی سکشن کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، ڈیزائنرز عام طور پر امپیلر کے داخلی قطر کو بڑھا کر اسے حاصل کرتے ہیں۔ آج، یہ ڈیزائن کا طریقہ اب بھی سینٹرفیوگل پمپوں کے انجینئرنگ ڈیزائن میں استعمال ہو رہا ہے۔
جب شافٹ کا قطر ایک جیسا ہوتا ہے اور امپیلر منہ کی انگوٹھی میں قطر کی کلیئرنس ایک جیسی ہوتی ہے تو سکشن کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوتی ہے (امپلر انلیٹ ایریا جتنا بڑا ہوتا ہے، سکشن کی مخصوص رفتار کی قیمت اتنی ہی زیادہ ہوتی ہے)، امپیلر منہ کی انگوٹھی میں کلیئرنس ایریا اتنا ہی بڑا ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ رساو کی مقدار زیادہ ہوتی ہے اور پمپ کی کارکردگی کم ہوتی ہے۔
تاہم، impeller کے inlet قطر کو بڑھا کر سکشن کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے طریقہ کار کے لیے، خاص توجہ دی جانی چاہیے:
سکشن کی مخصوص رفتار کی قدر کو متعلقہ معیارات اور تصریحات میں بیان کردہ قدروں سے نمایاں طور پر تجاوز کرنے کی اجازت نہیں ہے، بصورت دیگر اس کے نتیجے میں پمپ کی ایک تنگ مستحکم آپریٹنگ رینج ہوگی۔
2) بلیڈ لیڈنگ ایج شکل
لیڈنگ ایج بلیڈ کی موٹائی کی مکینیکل اور مینوفیکچرنگ رکاوٹوں کو پورا کرتے ہوئے، پیرابولک پروفائل کو اپنانے سے امپیلر کی سکشن کارکردگی بہتر ہو سکتی ہے۔ بیضوی کنٹور کی سکشن پرفارمنس دوسری ہے، اور یہ شکل لیڈنگ ایج کے لیے ڈیفالٹ کنٹور سلیکشن ہے، کیونکہ یہ بلیڈ لیڈنگ ایج موٹائی کی مکینیکل اور مینوفیکچرنگ حدود کو آسانی سے پورا کر سکتی ہے۔
3) امپیلر کور پلیٹ کے داخلی حصے کا گھماؤ رداس
موڑ پر impeller کے inlet پر مائع بہاؤ پر کام کرنے والی سینٹرفیوگل قوت کی وجہ سے، دباؤ کم ہوتا ہے اور سامنے کی کور پلیٹ کے قریب بہاؤ کی رفتار زیادہ ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں impeller کے inlet میں ناہموار رفتار کی تقسیم ہوتی ہے۔ کور پلیٹ کے انلیٹ حصے کے گھماؤ والے رداس کو مناسب طور پر بڑھانا فرنٹ کور پلیٹ (بلیڈ انلیٹ سے تھوڑا آگے) پر مطلق رفتار کو کم کرنے اور رفتار کی تقسیم کی یکسانیت کو بہتر بنانے، پمپ انلیٹ حصے پر پریشر ڈراپ کو کم کرنے کے لیے فائدہ مند ہے، اور اس طرح پمپ کے این آر پی ایس کی کارکردگی کو کم کرتا ہے
4) بلیڈ inlet کنارے کی پوزیشن اور inlet حصے کی شکل
بلیڈ کا انلیٹ کنارہ سکشن پورٹ کی طرف پیچھے سے پھیلتا ہے، ایک سویپ بیک بلیڈ انلیٹ ایج کا استعمال کرتے ہوئے (انلیٹ ایج ایک ہی محور پر نہیں ہوتا ہے، اور بیرونی کنارہ ایک خاص زاویہ سے پیچھے کی طرف ہوتا ہے)، جس سے حب کی طرف مائع کے بہاؤ کو بلیڈ کی کارروائی اور دباؤ میں اضافہ کرنے کی اجازت ملتی ہے۔
بلیڈ کا داخلی کنارہ آگے بڑھتا ہے اور جھک جاتا ہے، جس کی وجہ سے ہر نقطہ پر مختلف طواف کی رفتار ہوتی ہے۔ عام طور پر، محوری رفتار تقریباً یکساں طور پر انلیٹ کنارے کے ساتھ تقسیم کی جاتی ہے، جس کے نتیجے میں انلیٹ کنارے پر ہر نقطہ پر مختلف رشتہ دار بہاؤ کے زاویے ہوتے ہیں۔ اس بہاؤ کی صورت حال کو پورا کرنے اور اثرات کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے، بلیڈ کے ان لیٹ کو جگہ جگہ بٹی ہوئی شکل میں بنایا جانا چاہیے، یہی وجہ ہے کہ بہت سے کم-اسپیڈ امپیلر بلیڈ کے ان لیٹ پرزے بھی بٹے ہوئے بلیڈ میں بنائے جاتے ہیں۔
5) بلیڈ inlet زاویہ
ڈیزائن کی حالت بلیڈ کے داخلی زاویہ کو بڑھانے، بلیڈ کے داخلی حصے پر موڑنے کو کم کرنے، بلیڈوں کی نقل مکانی کو کم کرنے، بلیڈ کے داخلی بہاؤ کے علاقے کو بڑھانے اور اس طرح سکشن کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے حملے کا تھوڑا بڑا مثبت زاویہ اپناتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، یہ ٹریفک کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے زیادہ ٹریفک کے تحت آپریٹنگ ماحول کو بھی بہتر بنائے گا۔ تاہم، حملے کا زاویہ بہت بڑا نہیں ہونا چاہیے، ورنہ یہ کارکردگی کو متاثر کرے گا۔
6) بلیڈ inlet موٹائی اور ہمواری
بلیڈ انلیٹ کی موٹائی کو مناسب طریقے سے کم کریں اور اسے گول کریں تاکہ اسے ہموار شکل کے قریب بنایا جاسکے۔ بلیڈ کی موٹائی کو کم کرنے سے نہ صرف امپیلر سکشن چینل کا رقبہ بڑھتا ہے، بہاؤ کی رفتار کم ہوتی ہے، اور دباؤ میں اضافہ ہوتا ہے (بلیڈ انلیٹ کی شکل پریشر ڈراپ کے لیے انتہائی حساس ہوتی ہے)، بلکہ امپیلر اور بلیڈ انلیٹ کی سطح کی ہمواری کو بھی بہتر بناتا ہے، مزاحمتی نقصانات کو کم کرتا ہے۔ یہ تمام اقدامات پمپ کی سکشن کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے فائدہ مند ہیں۔
7) بیلنس ہول
امپیلر پر بیلنس ہول لیکیج کی وجہ سے امپیلر میں داخل ہونے والے مرکزی بہاؤ پر ایک خاص تباہ کن اثر ڈالتا ہے (رساو کے بہاؤ کی شرح کو کم کرنے اور اس طرح مرکزی بہاؤ پر اثر کو کم کرنے کے لیے بیلنس ہول کا رقبہ سیلنگ گیپ ایریا سے 5 گنا کم نہیں ہونا چاہیے)۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ جب امپیلر پر بیلنس ہول کھولا جاتا ہے، تو امپیلر کے پیچھے بھنور کی شدت کم ہو جاتی ہے، اور کچھ بھنور غائب بھی ہو سکتے ہیں، جس سے پمپ کی سکشن کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔
8) امپیلر آؤٹ لیٹ قطر
امپیلر قطر میں ایک چھوٹی سی کمی NPSHR میں صرف تھوڑا سا اضافہ کرے گی۔ لیکن جب قطر 5% سے 10% تک کم ہو جائے گا، NPSHR نمایاں طور پر بڑھے گا، کیونکہ بلیڈ کی لمبائی میں کمی سے بلیڈ کے مخصوص بوجھ میں اضافہ ہو جائے گا، اس طرح امپیلر کے اندر جانے والی رفتار کی تقسیم پر اثر پڑے گا۔
نوٹس:
1) سکشن کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے امپیلر کے انلیٹ ایریا کو بڑھانے کے طریقہ کار کو استعمال کرنے سے گریز کریں، اور سکشن کی مخصوص رفتار سے شدید حد سے تجاوز کرنے سے گریز کریں، بصورت دیگر پمپ کے غیر مستحکم آپریٹنگ ایریا کو انلیٹ ریفلکس کا سبب بننا اور پھیلانا آسان ہے۔
2) بلیڈ چینل سنڈروم cavitation کی موجودگی سے بچنا چاہئے. اس قسم کا کیویٹیشن نقصان گائیڈ وینز (گائیڈ وین پمپس کے لیے) یا وولوٹس (وولوٹ پمپس کے لیے) اور امپیلر بلیڈ کے بیرونی قطر کے درمیان چھوٹے فرق کی وجہ سے ہوتا ہے۔ جب مائع چھوٹے چینل سے بہتا ہے تو، مائع کی رفتار میں اضافہ مائع دباؤ میں کمی، مقامی بخارات، اور بلبلوں کی نسل کا سبب بنتا ہے، جو پھر زیادہ دباؤ پر پھٹ جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں cavitation ہو جاتا ہے۔
2. ہائیڈرولک کارکردگی کو بہتر بنائیں
پمپوں کی ہائیڈرولک کارکردگی کو متاثر کرنے والے بہت سے عوامل ہیں، اور امپیلر کی ہائیڈرولک کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل مختلف نقصانات ہیں۔ خاص طور پر، وہاں ہیں:
1) پتیوں کی تعداد
سینٹرفیوگل پمپ کے لیے، بلیڈ کی تعداد میں اضافہ عام طور پر مائع کے بہاؤ کو بہتر بنا سکتا ہے اور پمپ کے سر کو مناسب طریقے سے بڑھا سکتا ہے۔ تاہم، بلیڈ کی تعداد میں اضافہ چینل کے بہاؤ کے علاقے کو کم کر دے گا، جس کے نتیجے میں بہاؤ کی رفتار میں اضافہ ہو گا اور بلیڈ کے رگڑ کا نقصان ہو گا۔
لہذا، بلیڈ کی تعداد میں ضرورت سے زیادہ اضافہ نہ صرف کارکردگی کو کم کرتا ہے اور امپیلر کی کاویٹیشن کارکردگی کو خراب کرتا ہے، بلکہ پمپ کی کارکردگی کے منحنی خطوط میں کوبڑ کا سبب بھی بن سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، بلیڈوں کی تعداد میں اضافہ سر کی خصوصیت کے منحنی خطوط (درجہ بندی کے نقطہ سے) کے اوپری رجحان کو نازک ڈیڈ پوائنٹ تک چپٹا کر دے گا۔ اس کے برعکس، جیسے جیسے بلیڈز کی تعداد کم ہوتی جاتی ہے، سر کی خصوصیت کا وکر تیز تر ہوتا جاتا ہے۔ عام طور پر، بلیڈ کی ایک بڑی تعداد کے ساتھ سینٹرفیوگل پمپ امپیلر کے لیے 5-7 بلیڈز کا انتخاب کیا جاتا ہے۔
2) لمبے اور چھوٹے پتے
تحقیق سے ثابت ہوا ہے کہ پمپ امپیلر میں چھوٹے اور لمبے بلیڈ کا کوئی بھی امتزاج پمپ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے فائدہ مند ثابت ہوگا، کیونکہ یہ امپیلر انلیٹ کے قریب ناہموار رفتار کی تقسیم کی وجہ سے ہونے والے ویک فلو کی کسی بھی ترقی کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے۔
3) بٹی ہوئی بلیڈ
تجربات سے معلوم ہوا ہے کہ مڑے ہوئے بلیڈ والے پمپ ڈیزائن آپریٹنگ پوائنٹ کے قریب اور زیادہ بہاؤ والے علاقوں میں خمیدہ بلیڈ والے پمپ کے مقابلے میں زیادہ کارکردگی رکھتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، بٹی ہوئی بلیڈ والے پمپوں کا سر اہم موڑ پر خم دار بلیڈ والے پمپوں کے مقابلے میں اونچا ہوتا ہے (جو اہم مقام پر سر کی خصوصیت والے گھماؤ کے اوپر کی طرف رجحان کو تبدیل کر سکتا ہے، خاص طور پر کم مخصوص رفتار والے سینٹری فیوگل پمپوں کے لیے، جو کوبڑوں کو مؤثر طریقے سے بہتر/ختم کر سکتے ہیں)۔
4) امپیلر آؤٹ لیٹ قطر
API 610 معیار پمپ کو زیادہ سے زیادہ امپیلر قطر تک پہنچنے کی اجازت نہیں دیتا ہے اور پمپ کی مطلوبہ کارکردگی کو پورا کرنے کے لیے امپیلر کو کاٹنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگر پمپ کا انتخاب بہت بڑا ہے تو، امپیلر کو کاٹنا دباؤ اور پیدا ہونے والے بہاؤ کو کم کرنے کے لیے نسبتاً اقتصادی اور موثر طریقہ ہے۔ اگرچہ امپیلر کو کاٹنا مطلوبہ آپریٹنگ حالات کو پورا کرنے کے لیے تھروٹل والو کے استعمال سے زیادہ کارآمد ہے، لیکن اس کی کارکردگی عام طور پر پورے-سائز کے امپیلر سے کم ہوتی ہے کیونکہ امپیلر بلیڈ چھوٹے ہو جاتے ہیں اور امپیلر بلیڈ اور پمپ ہاؤسنگ کے درمیان فاصلہ بڑھ جاتا ہے۔
ریڈیل فلو امپیلرز کے لیے، ان کا قطر زیادہ سے زیادہ ڈیزائن قطر کے 70% سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ پمپ امپیلر قطر میں کمی سے آؤٹ لیٹ چینل کی چوڑائی، بلیڈ آؤٹ لیٹ اینگل اور بلیڈ کی لمبائی بھی بدل جائے گی۔ امپیلر کا قطر زیادہ سے زیادہ قطر سے جتنا کم ہوگا، پمپ کی کارکردگی اتنی ہی کم ہوگی، امپیلر کی کٹائی کے ساتھ، اور اعلی ترین کارکردگی کا نقطہ کم بہاؤ کی شرح کی طرف منتقل ہوگا۔
3. پمپ کی کارکردگی پر دیگر پیرامیٹرز کا اثر و رسوخ
1) امپیلر کی بلیڈ کی چوڑائی
جیسے جیسے بلیڈ کی چوڑائی بڑھتی ہے، مائع کا دباؤ کم ہو جاتا ہے، اس لیے امپیلر بلیڈ کی چوڑائی میں اضافے کے ساتھ سر کم ہو جائے گا۔ بہترین کارکردگی کے نقطہ کی کارکردگی پر بلیڈ کی چوڑائی کا اثر عام طور پر اہم نہیں ہوتا ہے (جیسے جیسے بلیڈ کی چوڑائی بڑھتی ہے، زیادہ سے زیادہ کارکردگی والے نقطہ کی کارکردگی میں قدرے اضافہ ہو سکتا ہے)، لیکن بلیڈ کی چوڑائی کم ہونے کے ساتھ ہی اعلی-کارکردگی کا زون کم بہاؤ کی شرح کی طرف منتقل ہو جائے گا۔ کارکردگی کا اثر بڑے حجم کے بہاؤ کی شرح پر زیادہ اہم ہوتا ہے، دوسرے لفظوں میں، جیسے جیسے بلیڈ کی چوڑائی بڑھتی ہے، کارکردگی کا منحنی خطوط زیادہ سے زیادہ کارکردگی کے دائیں طرف تیزی سے کم ہو جاتا ہے۔
2) امپیلر آؤٹ لیٹ بلیڈ اینگل
آؤٹ لیٹ بلیڈ کا زاویہ جتنا بڑا ہوگا، مقررہ رفتار سے سر اتنا ہی اونچا ہوگا، لیکن کم کارکردگی اور پہننے کی کارکردگی کی قیمت پر۔ کم آؤٹ لیٹ بلیڈ زاویہ کارکردگی اور بلیڈ کی لمبائی کو بڑھاتا ہے، لیکن سر کو کم کرنے کی قیمت پر۔ لہذا، برآمدی بلیڈ زاویہ کو عام طور پر ان عوامل کے توازن کو حاصل کرنے کے لیے بہتر بنانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ آؤٹ لیٹ بلیڈ اینگل کے بڑھنے کے ساتھ سر بڑھتا ہے، جس کی وضاحت آؤٹ لیٹ بلیڈ اینگل کے بڑھتے ہوئے سیکشنل سائز میں اضافے سے کی جا سکتی ہے، جس کے نتیجے میں بلیڈ کے درمیان فلو چینل میں مائع دباؤ میں کمی واقع ہوتی ہے۔
مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ آؤٹ لیٹ بلیڈ زاویہ میں اضافہ کے ساتھ زیادہ سے زیادہ کارکردگی کی قیمت کم ہوتی ہے. جب آؤٹ لیٹ بلیڈ کا زاویہ چھوٹا ہوتا ہے تو، سب سے زیادہ کارکردگی والے نقطہ کے دائیں جانب پمپ کی کارکردگی تیزی سے کم ہو جاتی ہے۔
3) امپیلر آؤٹ لیٹ اسپلٹر بلیڈ
امپیلر کے آؤٹ لیٹ سائیڈ پر اسپلٹر بلیڈ شامل کرنے سے پمپ کے سر اور ہائیڈرولک کارکردگی میں اضافہ ہوگا، اور اسپلٹر بلیڈ کی لمبائی بڑھنے کے ساتھ ہی سر اور کارکردگی میں اضافہ ہوگا۔ اسپلٹر بلیڈ کی لمبائی عام طور پر بلیڈ کی اصل لمبائی کے 0.5 گنا سے زیادہ نہیں ہوتی ہے، اس کا انحصار امپیلر کے سائز، بلیڈ کی شکل اور بلیڈ کی تعداد پر ہوتا ہے۔
4) امپیلر بلیڈ آؤٹ لیٹ ایج کو تراشنا
امپیلر آؤٹ لیٹ بلیڈ کے پچھلے حصے کو پیسنے سے امپیلر آؤٹ لیٹ کے بہاؤ چینل کے علاقے میں توسیع ہوتی ہے، اس طرح امپیلر کے بہاؤ کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔ جیسے جیسے آؤٹ لیٹ چینل کا رقبہ پھیلتا جائے گا، سر بھی بڑھے گا، اور پمپ کا بہترین کارکردگی کا نقطہ زیادہ بہاؤ کی طرف منتقل ہو جائے گا۔
