आर्किमिडीज स्क्रू में कैविटेशन विफलता: त्रिआयामी स्कैनिंग और सीएफडी द्वारा विश्लेषण

आर्किमिडीज स्क्रू हाइड्रोजनरेटर में ब्लेड के अलग होने से कम गिरावट वाले संयंत्रों में एक गंभीर समस्या उजागर होती है: गुहिकायन और तलछट के घर्षण से त्वरित थकान। कारणों को समझने के लिए, Artec Studio में 3D स्कैनिंग के माध्यम से केंद्रीय शाफ्ट का रिवर्स इंजीनियरिंग किया गया, जिससे उच्च-सटीकता वाला पॉइंट क्लाउड तैयार हुआ। यह डिजिटल मॉडल Flow-3D में CFD सिमुलेशन के आधार के रूप में कार्य किया, जिससे घिसाव वाले क्षेत्रों को प्रवाह और दबाव पैटर्न से जोड़ा जा सका।

डिजिटल पुनर्निर्माण और घिसाव का मल्टीफिजिक्स सिमुलेशन 🛠️

प्रक्रिया क्षतिग्रस्त शाफ्ट के त्रि-आयामी कैप्चर से शुरू हुई, जिसमें सामग्री के नुकसान और सतह की दरारों का दस्तावेजीकरण किया गया। Fusion 360 में, प्लास्टिक विरूपण और गड्ढों की गहराई को मापने के लिए स्कैन डेटा को मूल CAD डिज़ाइन के साथ संरेखित किया गया। Flow-3D में सिमुलेशन ने स्क्रू के मुड़े हुए प्रोफाइल के चारों ओर दो-चरणीय प्रवाह (पानी और भाप) का मॉडल तैयार किया, जिससे कम दबाव वाले क्षेत्रों की पहचान हुई जहाँ गुहिकायन बुलबुले बनते हैं। स्कैन से प्राप्त क्षरण मानचित्रों को उच्च अशांत गतिज ऊर्जा वाले क्षेत्रों पर आरोपित करके, यह पुष्टि हुई कि शाफ्ट की सतह के पास बुलबुलों के ढहने से बार-बार होने वाले सूक्ष्म प्रभावों के कारण थकान हुई।

हाइड्रोजनरेटर में जीवनकाल पूर्वानुमान के लिए सबक 💡

यह मामला दर्शाता है कि 3D स्कैनिंग और CFD का संयोजन न केवल विफलता के निदान के लिए, बल्कि सामग्री की अवशिष्ट थकान की भविष्यवाणी करने के लिए भी काम करता है। वास्तविक घर्षण डेटा के साथ क्षरण मॉडल को कैलिब्रेट करके, इंजीनियर ब्लेड की वक्रता त्रिज्या को संशोधित कर सकते हैं या महत्वपूर्ण क्षेत्रों पर कठोर कोटिंग लगा सकते हैं। यह पद्धति गुहिकायन का सामना करने के लिए स्क्रू डिज़ाइन को अनुकूलित करने की अनुमति देती है, जिससे उच्च तलछट भार वाले वातावरण में इसका जीवनकाल बढ़ जाता है।

CFD मॉडल द्वारा अनुमानित गुहिकायन बुलबुला ढहने वाले क्षेत्रों और विफल आर्किमिडीज स्क्रू के 3D स्कैन में देखी गई फ्रैक्चर सतहों के बीच क्या संबंध था?

(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी तरह होती है।)