Axiella flödespumpar Funktion baserad på principen om att förmedla momentum till vätskan främst i axiell riktning med hjälp av propell-typ impeller. Till skillnad från centrifugalpumpar, som genererar huvud genom centrifugalkraft, genererar axiella flödespumpar huvud genom att lyfta vätska längs axelaxeln. På grund av detta är det utvecklade huvudet relativt lågt och till och med mindre ökningar i urladdningstrycket (backtryck) påverkar flödeshastigheten avsevärt. En plötslig ökning av nedströmsmotståndet - till exempel en delvis stängningsventil eller ackumulering av skräp - kan resultera i en markant nedgång i genomströmningen. Detta gör att axiella flödespumpar är mindre förlåtande i system där backtryck kan förändras snabbt.
Tryckflödeskarakteristiken (även känd som pumpkurvan) för en axiell flödespump är nästan horisontellt över ett brett spektrum av flödeshastigheter. Även om detta gör att pumpen kan arbeta över olika flödeskrav utan drastiskt tryckförändring under stabila förhållanden, presenterar den utmaningar när förhållandena varierar oförutsägbart. Som svar på plötsliga efterfrågan droppar eller överspänningar ger kurvens planhet minimalt huvudjusteringsområde, vilket potentiellt leder till flödessvängning, instabilitet eller drift vid off-designpunkter där effektivitet och tillförlitlighet försämras. Detta beteende kontrasterar kraftigt med radiella eller blandade flödespumpar, vars brantare kurvor i sig buffertsystemtransienter.
Snabba förändringar i ryggtryck kan leda till övergående fenomen såsom hydrauliska överspänningar, särskilt i långa rörledningssystem där vattenhammereffekter kan sprida sig. Axiella flödespumpar är särskilt sårbara för dessa händelser på grund av deras stora impellerblad och öppen flödesdesign. Om flödet plötsligt begränsas eller vänds, kan impellerblad uppleva flödeseparation eller stall, vilket ger allvarlig turbulens och asymmetrisk belastning. I extrema fall, när urladdningstrycket överskrider inloppstrycket, kan flödesomvändning uppstå, vilket snurrar impellerna bakåt och skadliga axelseglar, lager eller motorkomponenter. För att förhindra dessa effekter måste överspänningsarpresterare, expansionskamrar eller ventiler mot återvändande kontroll är korrekt konstruerade i systemet.
Den axiella flödespumpens impeller är utformat för att fungera under balanserade flödesförhållanden. Men när snabba förändringar i systemtrycket eller flödeshastigheten inträffar, förändras det vridmoment som krävs av motorn nästan omedelbart. Detta innebär fluktuerande elektriska belastningar på motorn och kan resultera i överhettning, reducerad effektfaktor och elektrisk instabilitet om den inte mildras korrekt. Mekanisk belastningsvariation manifesteras också som axiella tryckfluktuationer på axeln, som stressar lager och mekaniska tätningar. I vertikala konfigurationer, där pumpaxeln är lång och kan inkludera linjelager, kan plötsliga axiella belastningsförskjutningar orsaka axelavböjning eller felanpassning.
För att säkerställa tillförlitlig drift under systemtransienter är axiella flödespumpar ofta kopplade till automatiserade kontrollarkitekturer. Dessa inkluderar variabla frekvensenheter (VFD) som reglerar motorhastighet baserat på realtidssystemets återkoppling, vilket möjliggör gradvis justering av flödesproduktionen som svar på förändrad efterfrågan. I mer komplexa system integreras PLC: er (programmerbara logikstyrenheter) och SCADA-system med tryckomvandlare, flödesmätare och temperatursensorer för att ge kontroll med sluten slinga. Dessa kontroller förhindrar överbelastning av pump, minimerar energianvändningen och stabiliserar urladdningsegenskaper. Tillägget av PID-styrenheter förbättrar ytterligare smidiga övergångar under ramp-up-, avstängnings- eller lastbyteshändelser.