ما هي القوى الهيدروليكية؟ مصادر اهتزازات المضخات • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، الأعمدة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هي القوى الهيدروليكية؟ مصادر اهتزازات المضخات • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، الأعمدة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هي القوى الهيدروليكية؟ مصادر اهتزاز المضخة

نُشر بواسطة admin على

فهم القوى الهيدروليكية في المضخات

التعريف: ما هي القوى الهيدروليكية؟

القوى الهيدروليكية هي القوى التي يؤثر بها السائل المتدفق على مكونات المضخة، بما في ذلك الأحمال الناتجة عن الضغط على ريش المكره، والدفع المحوري الناتج عن فروق الضغط، والقوى الشعاعية الناتجة عن توزيعات الضغط غير المتماثلة، والقوى النابضة الناتجة عن اضطراب التدفق وتفاعل الريشة واللولب. تختلف هذه القوى عن القوى الميكانيكية (من عدم التوازن, عدم المحاذاة) حيث أنها تنشأ من ضغط السوائل وتغيرات الزخم، مما يخلق اهتزاز المكونات في تردد مرور الريشة والتوافقيات ذات الصلة.

إن فهم القوى الهيدروليكية أمر ضروري لموثوقية المضخة لأن هذه القوى تخلق أحمال تحمل، وانحراف العمود، والاهتزاز التي تختلف باختلاف ظروف التشغيل (معدل التدفق، والضغط، وخصائص السوائل)، مما يجعل سلوك المضخة مختلفًا عن الآلات الدوارة الأخرى حيث تكون القوى ميكانيكية في المقام الأول.

أنواع القوى الهيدروليكية

1. الدفع المحوري (الدفع الهيدروليكي)

القوة المحورية الصافية من فرق الضغط عبر المكره:

  • الآلية: ضغط التفريغ على جانب واحد، وضغط الشفط على الجانب الآخر من المكره
  • اتجاه: عادة نحو الشفط (الجزء الخلفي من المكره)
  • ضخامة: يمكن أن يصل وزنها إلى آلاف الجنيهات حتى في المضخات المعتدلة
  • تأثير: الأحمال التي تحمل الدفع، يمكن أن تسبب الاهتزاز المحوري
  • يختلف مع: معدل التدفق والضغط وتصميم المكره

طرق موازنة الدفع

  • فتحات التوازن: ثقوب في غلاف المكره لمعادلة الضغط
  • الريش الخلفية: ريش على الجانب الخلفي تضخ السائل لتقليل الضغط
  • مراوح الشفط المزدوجة: تصميم متماثل يلغي الدفع
  • المراوح المتقابلة: مضخات متعددة المراحل مع مراوح تواجه اتجاهات متعاكسة

2. القوى الشعاعية

القوى الجانبية الناتجة عن توزيع الضغط غير المتماثل:

في أفضل نقطة كفاءة (BEP)

  • توزيع الضغط متماثل نسبيًا حول المكره
  • القوى الشعاعية متوازنة وإلغاء
  • الحد الأدنى للقوة الشعاعية الصافية
  • أدنى حالة اهتزاز

إيقاف تشغيل BEP (التدفق المنخفض)

  • توزيع الضغط غير المتماثل في الحلزون
  • القوة الشعاعية الصافية تجاه اللسان الحلزوني
  • تزداد قوة القوة مع انخفاض التدفق
  • يمكن أن يكون وزن المكره 20-40% عند الإغلاق
  • يُنشئ اهتزازًا بمقدار 1 × من القوة الشعاعية الدوارة

إيقاف تشغيل BEP (التدفق العالي)

  • نمط عدم التماثل المختلف
  • القوة الشعاعية موجودة ولكنها أقل عادةً من تلك الموجودة في التدفق المنخفض
  • يضيف اضطراب التدفق مكونات قوة عشوائية

3. نبضات مرور الريشة

نبضات ضغط دورية عندما تمر الريشة عبر قاطع المياه:

  • تكرار: عدد الريش × دورة في الدقيقة / 60
  • الآلية: كل ريشة تمر تخلق نبضة ضغط
  • القوات: العمل على المكره واللولب والغلاف
  • اهتزاز: مهيمن على تردد تمرير الريشة
  • ضخامة: يعتمد على الخلوص ونقطة التشغيل والتصميم

4. قوى إعادة التدوير

  • القوى غير المستقرة منخفضة التردد الناتجة عن عدم استقرار التدفق
  • تحدث عند معدلات تدفق منخفضة جدًا أو عالية جدًا
  • الترددات عادة 0.2-0.8× سرعة التشغيل
  • يمكن أن يسبب اهتزازات شديدة منخفضة التردد
  • يشير إلى التشغيل بعيدًا عن BEP

التأثيرات على أداء المضخة

تحميل المحمل

  • القوى الشعاعية الهيدروليكية تضاف إلى الأحمال الميكانيكية
  • القوى المتغيرة تخلق تحميلًا دوريًا
  • أقصى تحميل في ظروف التدفق المنخفض
  • يجب أن يأخذ اختيار المحمل في الاعتبار الأحمال الهيدروليكية
  • تم تقليل عمر المحمل بواسطة القوى الهيدروليكية (العمر ∝ 1/الحمل³)

انحراف العمود

  • القوى الشعاعية تنحرف العمود
  • تغيير خلوص الختم وحلقات التآكل
  • يمكن أن يؤثر على الكفاءة
  • الحالات المتطرفة تؤدي إلى الاحتكاك

توليد الاهتزازات

  • 1 × مكون: من قوة شعاعية ثابتة أو متغيرة ببطء
  • مكون VPF: من نبضات الضغط
  • التردد المنخفض: من إعادة التدوير وعدم الاستقرار
  • يعتمد على نقطة التشغيل: يختلف الاهتزاز مع معدل التدفق

الإجهاد الميكانيكي

  • القوى الدورية تخلق تحميل التعب
  • ريش المكره تتعرض للإجهاد بسبب فروق الضغط
  • إجهاد العمود الناتج عن عزم الانحناء
  • إجهاد الغلاف الناتج عن نبضات الضغط

تقليل القوة الهيدروليكية

العمل بالقرب من BEP

  • الاستراتيجية الأكثر فعالية لتقليل القوى الهيدروليكية
  • قم بالعمل ضمن مسافة 80-110% من تدفق BEP عندما يكون ذلك ممكنًا
  • الحد الأدنى للقوى الشعاعية عند BEP
  • تم تقليل الاهتزازات وأحمال التحمل

ميزات التصميم

  • مضخات الناشر: توزيع الضغط أكثر تناسقًا من الحلزوني
  • حلزون مزدوج: قاطعان مائيان متباعدان بمقدار 180 درجة يوازنان القوى الشعاعية
  • زيادة الخلوص: تقليل نبضات الضغط المار بالريشة (ولكن انخفاض الكفاءة)
  • اختيار رقم الريشة: تحسين لتجنب الرنين الصوتي

تصميم النظام

  • إعادة تدوير التدفق الأدنى لمضخات الحمل الأساسي
  • مضخة ذات حجم مناسب للخدمة الفعلية (تجنب الحجم الزائد)
  • محرك ذو سرعة متغيرة للحفاظ على نقطة التشغيل المثالية
  • تصميم المدخل يقلل من الدوامات المسبقة والاضطرابات

الاستخدام التشخيصي

منحنيات الأداء والقوى الهيدروليكية

  • رسم بياني للاهتزاز مقابل معدل التدفق
  • الحد الأدنى للاهتزاز عادةً عند أو بالقرب من BEP
  • تشير زيادة الاهتزاز عند التدفق المنخفض إلى قوى شعاعية عالية
  • دليل اختيار نطاق التشغيل

تحليل VPF

  • تشير سعة VPF إلى شدة النبض الهيدروليكي
  • تشير زيادة VPF إلى تدهور الخلوص أو تحول نقطة التشغيل
  • تشير التوافقيات VPF إلى تدفق مضطرب ومضطرب

اعتبارات القياس

مواقع قياس الاهتزاز

  • أغلفة المحمل: الكشف عن القوى الميكانيكية والهيدروليكية الكلية
  • غلاف المضخة: أكثر حساسية للنبضات الهيدروليكية
  • أنابيب الشفط والتفريغ: نقل نبضات الضغط
  • مواقع متعددة: التمييز بين المصادر الهيدروليكية والميكانيكية

قياس نبض الضغط

  • محولات الضغط في الشفط والتفريغ
  • قياس النبضات الهيدروليكية بشكل مباشر
  • ترتبط بالاهتزاز
  • تحديد الرنينات الصوتية

القوى الهيدروليكية أساسية لتشغيل المضخات، ومصدر رئيسي لاهتزازها وحملها. إن فهم كيفية تغير هذه القوى باختلاف ظروف التشغيل، والتعرف على بصماتها في أطياف الاهتزاز، وتصميم/تشغيل المضخات لتقليل القوى الهيدروليكية من خلال التشغيل شبه الأمثل (BEP)، كلها أمور أساسية لتحقيق أداء مضخة موثوق وطويل الأمد في التطبيقات الصناعية.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب