การตัดแต่งใบพัดของปั๊มเซนตริฟูลกอล

การตัดแต่งใบพัด หมายถึงกระบวนการของการตัดเฉือนเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัด เพื่อลดพลังงานที่เติมลงในของเหลวของระบบ การตัดแต่งใบพัดอาจเป็นการแก้ไขที่มีประโยชน์สำหรับปั๊ม โดยการออกแบบที่อนุรักษนิยมมากเกินไข หรือการเปลี่ยนแปลงโหลดของระบบที่มีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับการใช้งาน

การตัดแต่งใบพัด แสดงถึงระดับการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า การซื้อใบพัดขนาดเล็กจากผู้ผลิตเครื่องสูบน้ำตั้งแต่ทีแรก ในหลายกรณี ใบพัดขนาดที่เล็กกว่าขนาดเดิม จะเล็กเกินไปสำหรับโหลดของปั๊ม และในบางกรณี ใบพัดขนาดเล็กอาจไม่สามารถใช้ได้สำหรับขนาดปั๊มในการใช้งาน ดังนั้นการตัดแต่งใบพัดจึงเป็นทางเลือกเดียวที่ใช้งานได้จริงในการเปลี่ยนชุดปั๊ม และมอเตอร์ทั้งหมด

เมื่อต้องพิจารณาการตัดแต่งใบพัด ผู้ใช้ปั๊มควรพิจารณาตัดแต่งใบพัดเมื่อเกิดเงื่อนไขใดๆ ดังต่อไปนี้

• วาล์วบายพาสของระบบจำนวนมากถูกเปิดใช้งานอยู่ ซึ่งแสดงว่ามีการไหลส่วนเกินสำหรับอุปกรณ์ในระบบ xx

• จำเป็นต้องมีการควบคุมปริมาณมากเกินไป เพื่อควบคุมการไหลผ่านระบบ หรือกระบวนการ

• เสียงหรือการสั่นสั่นสะเทือนระดับสูง บ่งบอกถึงการไหลที่มากเกินไป

• ปั๊มทำงานไกลจากจุดออกแบบ

Figure 1: แสดงผลกระทบของการตัดแต่งใบพัด ต่อประสิทธิภาพการทำงานของปั๊ม

ทำไมการตัดแต่งใบพัดจึงใช้ได้ผล

การตัดแต่งใบพัดช่วยลดความเร็วปลายใบพัด (Tip speed) ซึ่งจะช่วยลดปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับของเหลวในระบบโดยตรง ลดทั้งการไหล และแรงดันที่เกิดจากปั๊ม 

(ดูที่ Figure 1; โปรดทราบว่าตัวเลขตามภาพประกอบสมมุติขึ้น และไม่ใช่ค่าจริงของเส้นประสิทธิภาพการทำงานของปั๊มจริง)

ความสัมพันธ์ทางทฤษฎีระหว่างขนาดใบพัด และ Out put ของปั๊มดังนี้ ; สมมุติฐานว่าความเร็วปั๊มคงที่ :

ผลกระทบพื้นฐานของการตัดแต่งใบพัดต่อการไหล เฮด และแรงม้า

จากตัวอย่าง Figure 1 เส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดที่ลดลง 2% จะทำให้การไหลลดลง 2% , เฮดลดลง 4% และการกินกำลังมอเตอร์ลดลง 8%

ความสัมพันธ์นี้ควรใช้เป็นค่าประมาณสำหรับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ผลสุดท้ายของการตัดแต่งขึ้นอยู่กับเส้นโค้งของระบบ (system curve) และการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของปั๊ม

ประโยชน์ของการตัดแต่งใบพัด

ประโยชน์หลักของการลดขนาดของใบพัดทำให้ต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาลดลง พลังงานของไหลน้อยลงจะสูญเปล่าในท่อบายพาส และข้ามลิ้นปีกผีเสื้อ หรือกระจายไปตามเสียงและการสั่นสะเทือนผ่านระบบ

การประหยัดพลังงานเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับลูกบาศก์ของการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง สิ่งนี้แสดงในสมการกำลังของไหลที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้

การกินกำลังมอเตอร์สูงขึ้นเนื่องจากมอเตอร์ และปั๊มไม่มีประสิทธิภาพ

นอกจากการประหยัดพลังงานแล้ว การตัดแต่งใบพัดยังช่วยลดการสึกหรอของระบบท่อ วาล์ว และส่วนรองรับท่อ การสั่นสะเทือนของท่อที่เกิดจากกระแสมักจะทำให้รอยเชื่อมท่ออ่อนล้าและข้อต่อทางกล เมื่อเวลาผ่านไป รอยเชื่อมจะแตกและข้อต่อหลุด ทำให้เกิดการรั่วและต้องหยุดทำงานเพื่อการซ่อมแซม

พลังงานของไหลที่มากเกินไปก็ไม่เป็นที่ต้องการเช่นกัน จากมุมมองของการออกแบบตัวรองรับท่อมักจะเว้นระยะและกำหนดขนาดเพื่อรองรับแรงสถิตจากน้ำหนักของท่อและของเหลว โหลดแรงดันจากระบบภายในและในการใช้งานจะเกิดความร้อนเชิงไดนามิก ทำให้อุปกรณ์เกิดการขยายตัวจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ