pampu ni mojawapo ya watumiaji wakubwa wa mihuri ya mitambo. Kama jina linavyopendekeza, mihuri ya mitambo ni mihuri ya aina ya mguso, tofauti na mihuri isiyo ya mguso ya aerodynamic au labyrinth.Mihuri ya mitambopia hujulikana kama muhuri wa mitambo uliosawazishwa aumuhuri wa mitambo usio na usawaHii inarejelea ni asilimia ngapi ya shinikizo la mchakato, ikiwa ipo, inaweza kuja nyuma ya uso wa muhuri usiosimama. Ikiwa uso wa muhuri haujasukumwa dhidi ya uso unaozunguka (kama ilivyo kwa muhuri wa aina ya msukuma) au umajimaji wa mchakato kwenye shinikizo linalohitaji kufungwa hauruhusiwi kufika nyuma ya uso wa muhuri, shinikizo la mchakato lingepuliza uso wa muhuri nyuma na kufungua. Mbuni wa muhuri anahitaji kuzingatia hali zote za uendeshaji ili kubuni muhuri kwa nguvu inayohitajika ya kufunga lakini si nguvu nyingi kiasi kwamba upakiaji wa kitengo kwenye uso wa muhuri unaobadilika husababisha joto na uchakavu mwingi. Huu ni usawa maridadi unaofanya au kuvunja uaminifu wa pampu.
muhuri unaobadilika unakabiliwa kwa kuwezesha nguvu ya ufunguzi badala ya njia ya kawaida ya
kusawazisha nguvu ya kufunga, kama ilivyoelezwa hapo juu. Haiondoi nguvu ya kufunga inayohitajika lakini humpa mbuni wa pampu na mtumiaji kisu kingine cha kugeuza kwa kuruhusu kuondoa uzito au kupakua nyuso za muhuri, huku ikidumisha nguvu ya kufunga inayohitajika, hivyo kupunguza joto na uchakavu huku ikipanua hali zinazowezekana za uendeshaji.
Mihuri ya Gesi Kavu (DGS), ambayo mara nyingi hutumika katika vigandamizaji, hutoa nguvu ya ufunguzi kwenye nyuso za muhuri. Nguvu hii imeundwa kwa kanuni ya uenezaji wa aerodynamic, ambapo mifereji midogo ya kusukuma husaidia kuhimiza gesi kutoka upande wa mchakato wa shinikizo kubwa la muhuri, hadi kwenye pengo na kwenye uso wa muhuri kama fani ya filamu ya umajimaji isiyogusana.
Nguvu ya ufunguzi wa fani ya angani ya uso wa muhuri wa gesi kavu. Mteremko wa mstari unawakilisha ugumu kwenye pengo. Kumbuka kwamba pengo liko katika mikroni.
Jambo hilo hilo hutokea katika fani za mafuta ya hidrodynamic zinazounga mkono vishinikiza vingi vikubwa vya centrifugal na rotors za pampu na huonekana katika michoro ya eccentricity ya rotor inayoonyeshwa na Bently. Athari hii hutoa utulivu wa nyuma na ni kipengele muhimu katika mafanikio ya fani za mafuta ya hidrodynamic na DGS. Mihuri ya mitambo haina mifereji mizuri ya kusukuma ambayo inaweza kupatikana katika uso wa DGS ya aerodynamic. Kunaweza kuwa na njia ya kutumia kanuni za fani za gesi zenye shinikizo la nje ili kupunguza uzito wa nguvu ya kufunga kutoka kwauso wa muhuri wa mitambos.
Vielelezo vya ubora wa vigezo vya kubeba filamu ya umajimaji dhidi ya uwiano wa utofauti wa jarida. Ugumu, K, na unyevunyevu, D, ni vya chini kabisa wakati jarida liko katikati ya fani. Jarida linapokaribia uso wa fani, ugumu na unyevunyevu huongezeka sana.
Fani za gesi zenye shinikizo la nje hutumia chanzo cha gesi yenye shinikizo la nje, ilhali fani zenye nguvu hutumia mwendo wa jamaa kati ya nyuso ili kutoa shinikizo la pengo. Teknolojia yenye shinikizo la nje ina angalau faida mbili za msingi. Kwanza, gesi yenye shinikizo inaweza kuingizwa moja kwa moja kati ya nyuso za muhuri kwa njia iliyodhibitiwa badala ya kuhimiza gesi kuingia kwenye pengo la muhuri kwa kutumia mifereji midogo ya kusukuma inayohitaji mwendo. Hii inaruhusu kutenganisha nyuso za muhuri kabla ya mzunguko kuanza. Hata kama nyuso zimeunganishwa pamoja, zitafunguka kwa msuguano usioanza na kusimama wakati shinikizo linaingizwa moja kwa moja kati yao. Zaidi ya hayo, ikiwa muhuri unaendesha moto, inawezekana kwa shinikizo la nje kuongeza shinikizo hadi kwenye uso wa muhuri. Pengo kisha litaongezeka sawia na shinikizo, lakini joto kutoka kwa shear litaanguka kwenye kazi ya mchemraba ya pengo. Hii inampa opereta uwezo mpya wa kutumia nguvu dhidi ya uzalishaji wa joto.
Kuna faida nyingine katika vigandamizaji kwa kuwa hakuna mtiririko kwenye uso kama ilivyo katika DGS. Badala yake, shinikizo kubwa zaidi ni kati ya nyuso za muhuri, na shinikizo la nje litaingia angani au kutoa hewa upande mmoja na kuingia kwenye kigandamizaji kutoka upande mwingine. Hii huongeza uaminifu kwa kuweka mchakato nje ya pengo. Katika pampu hii inaweza isiwe faida kwani inaweza kuwa haifai kulazimisha gesi inayoweza kubanwa ndani ya pampu. Gesi zinazoweza kubanwa ndani ya pampu zinaweza kusababisha matatizo ya cavitation au nyundo ya hewa. Hata hivyo, itakuwa ya kuvutia kuwa na muhuri usiogusa au usio na msuguano kwa pampu bila hasara ya mtiririko wa gesi kwenye mchakato wa pampu. Je, inawezekana kuwa na fani ya gesi yenye shinikizo la nje bila mtiririko sifuri?
Fidia
Fani zote zenye shinikizo la nje zina aina fulani ya fidia. Fidia ni aina ya kizuizi kinachozuia shinikizo kurudi nyuma. Aina ya kawaida ya fidia ni matumizi ya mashimo, lakini pia kuna mbinu za fidia za mfereji, hatua na vinyweleo. Fidia huwezesha fani au nyuso za kuziba kukaribiana bila kugusana, kwa sababu kadiri zinavyokaribiana, ndivyo shinikizo la gesi kati yao linavyoongezeka, na hivyo kurudisha nyuso hizo mbali.
Kwa mfano, chini ya shimo tambarare lenye fani ya gesi iliyofidiwa (Picha ya 3), wastani
Shinikizo katika pengo litalingana na mzigo wote kwenye fani iliyogawanywa na eneo la uso, hii ni upakiaji wa kitengo. Ikiwa shinikizo hili la gesi chanzo ni pauni 60 kwa kila inchi ya mraba (psi) na uso una eneo la inchi 10 za mraba na kuna pauni 300 za mzigo, kutakuwa na wastani wa psi 30 katika pengo la fani. Kwa kawaida, pengo litakuwa takriban inchi 0.0003, na kwa sababu pengo ni dogo sana, mtiririko ungekuwa takriban futi za ujazo 0.2 za kawaida kwa dakika (scfm). Kwa sababu kuna kizuizi cha orifice kabla tu ya pengo linaloshikilia shinikizo nyuma, ikiwa mzigo utaongezeka hadi pauni 400, pengo la fani hupunguzwa hadi takriban inchi 0.0002, na hivyo kuzuia mtiririko kupitia pengo chini ya 0.1 scfm. Ongezeko hili la kizuizi cha pili humpa kizuizi cha orifice mtiririko wa kutosha kuruhusu shinikizo la wastani katika pengo kuongezeka hadi psi 40 na kusaidia mzigo ulioongezeka.
Huu ni mwonekano wa pembeni wa fani ya kawaida ya hewa ya orifice inayopatikana katika mashine ya kupimia inayolingana (CMM). Ikiwa mfumo wa nyumatiki utazingatiwa kama "fani iliyolipwa" unahitaji kuwa na kizuizi juu ya kizuizi cha pengo la fani.
Fidia ya Orifice dhidi ya Vinyweleo
Fidia ya orifice ndiyo aina inayotumika sana ya fidia. Orifice ya kawaida inaweza kuwa na kipenyo cha shimo cha inchi .010, lakini kwa kuwa inalisha inchi chache za mraba za eneo, inalisha oda kadhaa za ukubwa zaidi ya eneo lenyewe, kwa hivyo kasi ya gesi inaweza kuwa kubwa. Mara nyingi, orifice hukatwa kwa usahihi kutoka kwa rubi au yakuti ili kuepuka mmomonyoko wa ukubwa wa orifice na hivyo mabadiliko katika utendaji wa fani. Suala jingine ni kwamba kwenye nafasi zilizo chini ya inchi 0.0002, eneo linalozunguka orifice huanza kuzuia mtiririko hadi sehemu iliyobaki ya uso, ambapo kuanguka kwa filamu ya gesi hutokea. Hili hutokea wakati wa kuinuliwa, kwani ni eneo la orifice na mifereji yoyote pekee inayopatikana ili kuanzisha kuinuliwa. Hii ni moja ya sababu kuu za fani zenye shinikizo la nje kutoonekana katika mipango ya muhuri.
Hii sivyo ilivyo kwa fani yenye vinyweleo vilivyofidiwa, badala yake ugumu unaendelea
huongezeka kadri mzigo unavyoongezeka na pengo linapungua, kama ilivyo kwa DGS (Picha 1) na
fani za mafuta ya hidrodynamic. Katika fani zenye vinyweleo vyenye shinikizo la nje, fani itakuwa katika hali ya nguvu iliyosawazishwa wakati shinikizo la kuingiza linapozidi eneo hilo sawa na mzigo wote kwenye fani. Hii ni kesi ya kuvutia ya kikabila kwani kuna kuinua sifuri au pengo la hewa. Kutakuwa na mtiririko sifuri, lakini nguvu ya hidrostatic ya shinikizo la hewa dhidi ya uso wa kaunta chini ya uso wa fani bado hupunguza uzito wa mzigo wote na kusababisha mgawo wa karibu sifuri wa msuguano—ingawa nyuso bado zinagusana.
Kwa mfano, ikiwa uso wa muhuri wa grafiti una eneo la inchi 10 za mraba na pauni 1,000 za nguvu ya kufunga na grafiti ina mgawo wa msuguano wa 0.1, ingehitaji pauni 100 za nguvu ili kuanzisha mwendo. Lakini kwa chanzo cha shinikizo la nje cha psi 100 kilichowekwa kupitia grafiti yenye vinyweleo hadi usoni mwake, kimsingi hakutakuwa na nguvu yoyote inayohitajika kuanzisha mwendo. Hii ni licha ya ukweli kwamba bado kuna pauni 1,000 za nguvu ya kufunga inayobana nyuso hizo mbili pamoja na kwamba nyuso hizo zinagusana kimwili.
Darasa la vifaa vya kubeba mizigo kama vile: grafiti, kaboni na kauri kama vile alumina na silikoni-kabidi ambazo zinajulikana kwa viwanda vya turbo na zina vinyweleo vya asili hivyo zinaweza kutumika kama fani zenye shinikizo la nje ambazo ni fani za filamu ya kioevu zisizogusana. Kuna kazi mseto ambapo shinikizo la nje hutumika kupunguza uzito wa shinikizo la mguso au nguvu ya kufunga ya muhuri kutoka kwa tribolojia inayoendelea katika nyuso za muhuri unaogusana. Hii inaruhusu mwendeshaji wa pampu kurekebisha kitu nje ya pampu ili kushughulikia matumizi ya matatizo na shughuli za kasi ya juu wakati wa kutumia mihuri ya mitambo.
Kanuni hii pia inatumika kwa brashi, vifaa vya kuendeshea, vichocheo, au kondakta yoyote ya mguso ambayo inaweza kutumika kuchukua data au mikondo ya umeme kwenye au kuzima vitu vinavyozunguka. Rota zinapozunguka haraka na kuisha zinapoongezeka, inaweza kuwa vigumu kuweka vifaa hivi vikigusana na shimoni, na mara nyingi ni muhimu kuongeza shinikizo la chemchemi linalovishikilia dhidi ya shimoni. Kwa bahati mbaya, haswa katika kesi ya uendeshaji wa kasi kubwa, ongezeko hili la nguvu ya mguso pia husababisha joto na uchakavu zaidi. Kanuni hiyo hiyo mseto inayotumika kwa nyuso za muhuri za mitambo iliyoelezwa hapo juu inaweza pia kutumika hapa, ambapo mguso wa kimwili unahitajika kwa upitishaji umeme kati ya sehemu zisizosimama na zinazozunguka. Shinikizo la nje linaweza kutumika kama shinikizo kutoka kwa silinda ya majimaji ili kupunguza msuguano kwenye kiolesura kinachobadilika huku bado likiongeza nguvu ya chemchemi au nguvu ya kufunga inayohitajika ili kuweka brashi au uso wa muhuri ukigusana na shimoni inayozunguka.
Muda wa chapisho: Oktoba-21-2023