Помпи и компресоричесто се сблъскват с трудни ситуации – едно проучване показва, че над 47% от промишлените компресори стоят бездействащи поради повреди, като надеждността им пада под 36%. Симулационно задвижваното леене под налягане се намесва като супергерой, борейки се с дефектите и повишавайки издръжливостта, така че тези машини могат да продължат да работят без постоянни спирания.

Ключови изводи

• Леене под налягане, управлявано от симулацияпомага на инженерите да откриват и отстраняват конструктивни проблеми рано, правейки помпите и компресорите по-ефективни и по-дълготрайни.
• Тази технология намалява дефекти като порьозност и повърхностни недостатъци, което води до по-здрави части, които се нуждаят от по-малко поддръжка и издържат по-дълго.
• Постоянното качество на материалите и оптимизираните проекти, получени чрез симулации, водят до по-ниска консумация на енергия, по-малко повреди и големи икономии на разходи за ремонт.

Предизвикателства пред ефективността и дълготрайността на помпите и компресорите

Често срещани проблеми, ограничаващи производителността и продължителността на живота

Помпите и компресорите се сблъскват с редица препятствия във фабриките. Те трябва да спазват строгите правила за ефективност на Министерството на енергетиката на САЩ и ЕС. Производителите често жонглират с високи сметки за енергия, скъпи ремонти и постоянна заплаха от престой. Следният списък подчертава най-често срещаните главоболия:

• Висока консумация на енергия по време на операции по компресиране на въздух и вакуумиране
• Повишени разходи за поддръжка поради износени части
• Престой, когато оборудването стои бездействащо или се повреди
• Трудност при поддържане на постоянно налягане по време на работа
• Проблеми с внедряването на интелигентни системи за мониторинг с по-стари модели
• Високи първоначални разходи и сложна технология за високотемпературни компресори
• Натиск за спазване на екологичните стандарти и преминаване към екологични хладилни агенти
• Смущения във веригата за доставки и резки колебания в цените на суровините

Фактори на околната среда като топлина, прах и влажност също се присъединяват към купона, което прави помпите и компресорите трудни за издръжливост. Прегряването, шумните вибрации и запушените филтри могат да превърнат една надеждна машина в кошмар за поддръжка. Операторите трябва да следят за признаци като огъване на ротора, износване на лагерите и проблеми с охлаждането на маслото, които могат да се появят незабелязано и да съкратят живота на оборудването.

Влияние на производствените дефекти върху дълголетието

Производствените дефекти могат да превърнат обещаваща помпа или компресор в бомба със закъснител. Проблеми като връщането на течност, при което хладилният агент се смесва със смазка, премахват защитния маслен филм. Това води до триене, износване и прегряване. Изтичането на течност може да повреди клапаните, прътите и буталата, докато лошото смазване причинява повреда на цилиндрите и буталата.

Замърсяването на системата – например влага, меден оксид или мръсотия – води до корозия и механични засядания. Високите температури на изпускане от ниско съдържание на хладилен агент или високи коефициенти на компресия причиняват износване на буталата и натрупване на въглерод. Дори малка грешка при сглобяване може да доведе до течове, несъответствие или повреди на лагерите. Тези дефекти намаляват надеждността и живота на помпите и компресорите, което прави редовната проверка и...качествено производствоот съществено значение за дългосрочния успех.

Решения за леене под налягане, базирани на симулация, за помпи и компресори

Оптимизиране на вътрешните пътища на потока и геометриите

Инженерите обичат хубавите пъзели и нищо не ги вълнува повече от предизвикателството да усъвършенстват вътрешността на помпите и компресорите. Леенето под налягане, управлявано от симулация, им предоставя дигитален набор от инструменти, пълен с мощни трикове. Методите за изчислителна флуидна динамика (CFD), като RANS, позволяват на дизайнерите да надникнат в пътищата на потока и да забележат всеки вихър, водовъртеж и пречка. Те използват усъвършенствани стратегии за създаване на мрежи – структурирани за работното колело, неструктурирани за спиралата – за да уловят всеки детайл. Автоматизирани инструменти за генериране на мрежи, като Fidelity Automesh, ускоряват процеса, правейки създаването на мрежи до пет пъти по-бързо.

Симулации, управлявани от изкуствен интелект, вече се присъединяват към компанията, работещи на суперкомпютри, ускорени от графичен процесор. Тези инструменти обработват числа със светкавична скорост, помагайки на инженерите да настройват формите на работното колело и пътищата на потока за максимална ефективност. Невронните мрежи и параметризираните CAD данни позволяват многоцелева оптимизация, така че дизайнерите могат да повишат както налягането, така и ефективността. Всъщност, проучванията показват, че комбинирането на CFD с AI може да увеличи средното съотношение на налягане с 9,3% и изентропната ефективност с 6,7% при проектирането на работното колело. Оптимизацията на геометрията чрез CFD дори е увеличила ефективността на компресора с 4,56% и налягането с 15,85%. С тези цифрови суперсили производителите могат да настройват фино всяка крива и ъгъл, като гарантират, че помпите и компресорите работят по-плавно, издържат по-дълго и консумират по-малко енергия.

Съвет:Проектирането, основано на симулация, позволява на инженерите да тестват стотици идеи, преди да направят една-единствена матрица, спестявайки време и пари, докато се стреми към перфектния поток.

Намаляване на порьозността, повърхностните дефекти и слабите места

Порьозността и повърхностните дефекти са тихите саботьори, дебнещи във всяка отлята част. Леенето под налягане, управлявано от симулация, се справя директно с тези проблеми. Чрез анализ на потока и тестване за течове, инженерите могат да оптимизират разположението на вентилационните отвори и приложението на вакуум, намалявайки степента на порьозност. Разгледайте тази таблица, показваща влиянието на леенето под налягане с вакуумна кофа върху корпусите на компресорите:

Вакуумно-асистираното обезвъздушаване, ръководено от симулационен софтуер, премахва задържаните газове от трудните зони на матрицата. Един производител на медицинско оборудване намали повредите от 8% до само 0,5%, като добави вакуумно-асистирано обезвъздушаване. Процентът на брак в автомобилните и аерокосмическите части спадна рязко от двуцифрени числа до под 2% благодарение на тези техники. Резултатът? По-малко слаби места, по-здрави части и много по-малко отпадъци.

Повърхностните обработки също играят важна роля. Химическите обработки и полирането могат да намалят скоростта на корозия от 5,72 мм/година до само 0,45 мм/година. Адхезионната якост скача с до 111% с правилната подготовка на повърхността. Тестовете за умора показват, че полираните, бездефектни части могат да издържат два до три пъти по-дълго от своите груби, порести братовчеди. При помпите и компресорите това означава по-малко повреди и повече време на работа.

Подобряване на свойствата и консистенцията на материалите

Постоянството е от първостепенно значение в света на помпите и компресорите. Леенето под налягане, управлявано от симулация, гарантира, че всяка част е произведена с едни и същи висококачествени свойства. Инженерите използват съвременни материали като гъвкави еластомерни диафрагми и безчеткови DC двигатели, за да намалят триенето и износването. Тези иновации помагат на помпите да се огъват милиарди пъти, без да се напукват или да губят еластичност.

Постоянството на материалите означава и по-добър живот на умора. Проучвания върху хидравлични тръби показват, че когато свойствата на материалите останат стабилни, компонентите могат да издържат значително по-дълго от проектния си живот. Новите полимери и съполимери повишават температурната устойчивост и характеристиките на умора, докато подобрените материали за лагери и сухите смазочни материали осигуряват безпроблемна работа на всичко. Резултатът? Помпи и компресори, които не се поддават на напрежение, устойчиви са на корозия и продължават да работят дълго след като други са спрели работа.

Забележка:Еднородните материали означават по-малко изненади на терен и по-надеждна работа, дори при тежки условия.

Резултати от реалния свят и подобрения в дълголетието

Леенето под налягане, задвижвано от симулация, прави повече от това да изглежда добре на хартия – то дава резултати и в реалния свят. CFD симулациите за помпи и компресори, като героторни помпи и спирални компресори, съвпадат тясно с експерименталните измервания. Инженерите виждат, че прогнозираните дебити на маслото и масовите дебити съвпадат с това, което всъщност се случва в лабораторията. Това тясно съответствие означава, че подобренията, задвижвани от симулация, се превръщат директно в по-добра производителност във фабричния цех.

В един случай, мелница е преработила помпите си с оптимизирана хидравлика и е успяла да използва по-малко помпи паралелно. Резултатът? Огромни 17% икономии на разходи за енергия всяка година и голям скок в живота на оборудването. Усъвършенстваните анализи и машинното обучение вече помагат за сравняване на очакваната производителност с реални данни, разкривайки нови начини за постигане на още по-голяма ефективност и надеждност.

Леене под налягане, управлявано от симулациядава на производителите силата да предвиждат, тестват и усъвършенстват всеки детайл преди началото на производството. Резултатът е по-дълготрайни и по-надеждни помпи и компресори, които осигуряват непрекъсната работа на индустриите и усмивки на екипите по поддръжката.

Леенето под налягане, управлявано от симулация, превръща обикновеното производство във високотехнологично приключение. Усъвършенстваните симулации откриват проблеми, преди да се случат, спестявайки хиляди пари на операторите и увеличавайки времето за непрекъсната работа.Тенденции в индустриятапоказват, че все повече леярни инвестират в тези цифрови инструменти всяка година. Бъдещето изглежда светло за тези, които възприемат тази революционна технология.

Съвет: Ранното внедряване означава по-малко главоболия и повече печалба в бъдеще.

ЧЗВ

Какво е симулационно леене под налягане?

Леене под налягане, управлявано от симулацияизползва компютърни модели, за да прогнозира и отстрани проблеми, преди да произведе реални части. Инженерите го обожават. Машините издържат по-дълго. Всички печелят.

Съвет:Мислете за това като за наметало на супергерой за производство!

Как тази технология помага на помпите и компресорите?

Той открива слаби места, намалява дефектите и повишава здравината.Помпи и компресориработят по-гладко. Екипите по поддръжката се радват. Времето за престой намалява.

Може ли симулационно леене под налягане да спести пари?

Абсолютно! По-малко повреди означават по-малко пари, изразходвани за ремонти. Сметките за енергия намаляват. Печалбите на компаниите се увеличават. Усмивки навсякъде.