Nasoslarda hidravlik qüvvələri anlamaq
Hidravlik qüvvələr nasos komponentlərinə axan mayenin tətbiq etdiyi qüvvələr: impeller pərələrinə təzyiqdən yaranan yüklər, impeller boyunca təzyiq fərqi səbəbindən yaranan aksial itələmə, asimmetrik təzyiq paylanmasından doğan radial qüvvələr və yaranan pulsasiya qüvvələri Axın turbulentliyi və qanad–voluta qarşılıqlı təsiri. Onlar tərəfindən yaradılan mexaniki qüvvələrdən köklü şəkildə fərqlənirlər balanssızlıq or yanlış hizalanma, çünki onlar fırlanan kütlədən yox, maye təzyiqi və impuls dəyişikliklərindən yaranırlar — və spektrdə özlərini kimi göstərirlər qanaddan keçmə tezliyi və onun əlaqəli harmonikaları. Onları anlamaq nasosun etibarlılığı üçün vacibdir: hidravlik qüvvələr rulman yükləri, şaft əyilməsi və vibrasiya işləmə şəraiti — axın sürəti, təzyiq və maye xüsusiyyətləri — ilə dəyişən və nasosun təmamilə mexaniki qüvvələrə malik maşınlardan fərqli davranmasına səbəb olan amillər.
1. Tərif: Hidravlik qüvvələr nədir?
İdeal nasosda maye işçi çarxın və gövdənin hər hissəsinə bərabər təzyiq edər və mil yalnız mexaniki qüvvələri hiss edərdi. Reallıq isə daha qarışıqdır. Basınc emişdə olduğundan boşaltmada daha yüksəkdir, impellerin kənarı boyunca bərabər paylanmır və hər dəfə bir lövhə korpus dilinə keçdiyi zaman impuls verir. Bu təsirlərin cəmi rotor və struktur üzərində təsir edən sabit, yavaş dəyişən və sürətlə impuls verən yüklər toplusudur. Vacibdir ki, onların ölçüsü asılıdır nasosun öz əyrisi üzrə işlədiyi yerdə — diaqnostika mühəndisinə güclü bir qaldıraç verən bir faktdır, çünki axını dəyişmək qüvvələri dəyişdirir.
2. Hidravlik qüvvələrin növləri
2.1 Oxial itələmə (hidravlik itələmə)
Baxıcı çarkda təzyiq fərqi səbəbindən yaranan xalis ox boyu qüvvə:
- Mexanizm: Boşaltma təzyiqi impellerin bir tərəfinə, emiş təzyiqi isə digər tərəfinə təsir edir.
- İstiqamət: Adətən emiş istiqamətinə (impellerin arxasına).
- Böyüklük: Hətta orta ölçülü nasoslarda belə minlərlə funtluq qüvvəyə çata bilər.
- Effekt: yükləyir dayaq yatağı və səbəb ola bilər eksenel vibrasiya.
- Fərqlənir: Axın sürəti, təzyiq və impeller dizaynı.
İtələmə tarazlama üsulları
- Balans dəlikləri: impeller qoruyucusundakı deşiklər ki, onun boyunca təzyiqi bərabərləşdirir.
- Arxa qanadlar: Arxa örtüyündəki vanalar mayeni xaricə pompalayaraq arxa tərəfdəki təzyiqi azaldır.
- İki emişli turbınlar: iki tərəfin bir-birinin itələmə qüvvəsini neytrallaşdırdığı simmetrik dizayn.
- Qarşı-qarşıya impellerlər: impellerləri əks istiqamətlərə yönəlmiş çoxmərhələli nasoslar.
2.2 Radial qüvvələr
Impellerin ətrafındakı assimetrik təzyiq paylanması nəticəsində yaranan yan qüvvələr:
Ən yüksək səmərəlilik nöqtəsində (BEP)
- Təzyiq paylanması impellerin ətrafında nisbətən simmetrikdir.
- Radial qüvvələr tarazlanır və demək olar ki, bir-birini ləğv edir.
- Xalis radial qüvvə minimaldır.
- Bu ən aşağı vibrasiya vəziyyətidir.
BEP-dən kənar — aşağı axın
- Volutadakı təzyiq paylanması asimmetrik olur.
- Xalis radial qüvvə voluta dilinə (su kəsiyinə) doğru əmələ gəlir.
- Axın azaldıqca onun böyüklüyü artır.
- Kapatma zamanı bu, impellerin çəkisinin 20–40%-dək çatə bilər.
- Dövr edən radial qüvvə 1× titrəmə kimi görünür.
BEP-dən kənar — yüksək axın
- Fərqli bir asimmetriya naxışı formalaşır.
- Radial qüvvə mövcuddur, lakin adətən aşağı axın zamanı olandan kiçikdir.
- Axın turbulentliyi əlavə təsadüfi qüvvə komponentləri əlavə edir.
2.3 Pervanın keçid dövründəki pulsasiyalar
Hər bir qanad su kəsici önündən keçdikcə yaranan periodik təzyiq impulsları:
- Tezlik: Perə sayı × RPM / 60.
- Mexanizm: Dil yanından keçən hər bir qanadcıq təzyiq impulsu yaradır.
- Qüvvələr: impellerə, volutaya və korpusuna təsir edir.
- Vibrasiya: Vane keçid tezliyində dominantdır.
- Böyüklük: Bu, su sıçrayışından azad məsafədən, işləmə nöqtəsindən və dizayndan asılıdır.
2.4 Yenidən dövriyyə qüvvələri
- Axının qeyri-sabitliyindən aşağı tezlikli qeyri-sabit qüvvələr
- Çox aşağı — və bəzən çox yüksək — axın sürətləri zamanı baş verir.
- Adətən 0,2–0,8× qaçış sürəti, in subsinxron qrup.
- Ciddi aşağı tezlikli titrəmə yarada bilər.
- BEP-dən uzaq əməliyyatın aydın əlaməti — bax təkrar dövriyyə.
3. Nasosun işinə təsirlər
Rulman yüklənməsi
- Hidravlik radial qüvvələr rulmanlardakı mexaniki yüklərə əlavə olunur.
- Fərqli qüvvələr siklik yükləmə tətbiq edir.
- Yükləmə aşağı axın şəraitində ən ağır olur.
- Rulman seçimi hidravlik komponenti nəzərə almalıdır.
- Yük artdıqca rulmanun ömrü kəskin şəkildə azalır (ömür yükün üçdə birinin tərsinə mütənasibdir), buna görə də mülayim L10 daşıyıcının ömrünün hesablanması Aşağı axınlı radial qüvvənin xidmət müddətini nə qədər qısaldığını göstərə bilər.
Mil əyilməsi
- Radial qüvvələr milin əyilməsinə səbəb olur.
- Bu möhür boşluqlarını və aşınma halqalarının uyğunluğunu dəyişdirir.
- Bu səmərəliliyi azalda bilər.
- Ən ekstrem hallarda bu bir ... gətirib çıxarır. sil.
Vibrasiya yaradılması
- 1× komponent: sabit və ya yavaş dəyişən radial qüvvədən.
- VPF komponenti: təzyiq dalğalanmalarından.
- Aşağı tezlikli: təkrar dövriyyə və digər sabitliksizliklərdən.
- İş nöqtəsindən asılı: Bütün şəkil axın sürəti ilə dəyişir.
Mexaniki gərginlik
- Tsiklik qüvvələr tətbiq olunur yorğunluq Yüklənir.
- Impeller lopaları təzyiq fərqlilikləri səbəbindən gərginliyə məruz qalır.
- Mil əyilmə momentlərindən yorulma yaşayır.
- Korpus təzyiq dalğalanmaları ilə yüklənir.
4. Hidravlik qüvvələrin minimuma endirilməsi
BEP yaxınlığında işləmək
- Hidravlik qüvvələri minimuma endirməyin ən effektiv tək strategiyası.
- Mümkün olduqda BEP axınından 80–110% daxilində işləməyi hədəfləyin.
- Radial qüvvələr BEP-də minimum səviyyədədir.
- Vibrasiya və daşıma yükləri birlikdə minimuma endirilir.
Dizayn xüsusiyyətləri
- Diffuzor nasosları: Tək volutadan daha simmetrik təzyiq paylanması.
- İkiqat volüt: Radial qüvvələri tarazlayan, bir-birindən 180° fərqli bucaq altında yerləşən iki kəsici su xətti.
- Artan boşluqlar: Perə keçid təzyiq impulslarını azaltmaq (bəzi səmərəlilik itkisi bahasına).
- Vane sayı seçimi: Akustik rezonanslardan qaçınmaq üçün seçilmişdir.
Sistem dizaynı
- Əsas yük nasosları üçün minimum axınlı təkrar dövriyyə mühafizəsini təmin edin.
- Nasosun ölçüsünü faktiki iş yükünə görə düzgün seçin və həddindən artıq böyük ölçüdə seçməkdən çəkinin.
- Optimal iş nöqtəsini saxlamaq üçün dəyişkən sürətli sürücüdən istifadə edin.
- Girişi əvvəlcədən fırlanma və turbulentliyi minimuma endirəcək şəkildə layihələndirin.
5. Diaqnostik İstifadə
Performans əyriləri və hidravlik qüvvələr
- Vibrasiyanı axın sürətinə qarşı qrafikdə göstərin.
- Minimum vibrasiya adətən BEP-də və ya ona yaxın olur.
- Aşağı axın zamanı artan vibrasiya yüksək radial qüvvələri göstərir.
- Ssenari məntiqli əməliyyat diapazonunu müəyyən etməyə kömək edir.
VPF təhlili
- VPF amplitudu hidravlik pulsasiyanın şiddətini göstərir.
- Artan VPF pisalanma boşluqlarını və ya iş nöqtəsinin dəyişməsini göstərir.
- VPF harmoniklər Turbulent, pozulmuş axına işarə edir.
Bu hidravlik imzoları tamamilə mexaniki imzolardan ayırmaq nasos diaqnostikasının əsasını təşkil edir və məhz burada portativ analizator sahədə öz dəyərini sübut edir. Balanset-1A tutur vibrasiya spektri Yataq korpuslarında 1×, VPF və aşağı tezlikli komponentləri müəyyən edir və həll edir, beləliklə mühəndis yüksək oxumanın tələb edib-etmədiyinə qərar verə bilər Sahənin balanslaşdırılması (mexaniki düzəliş) və ya iş nöqtəsinin dəyişdirilməsi (hidravlik düzəliş) — diaqnoz balanssızlığı göstərdikdə rotoru balanslayın və nəticəni yerində yoxlayın.
6. Ölçmə nəzərdən keçirmələri
Vibrasiya ölçmə məntəqələri
- Rulman korpusları: Birləşmiş mexaniki və hidravlik qüvvələri aşkar edin.
- Nasos korpusu: Hidravlik impulslara daha həssasdır.
- Emme və boşaltma boru kəmərləri: Transmit olunan təzyiq dalğalanmalarını daşımaq.
- Bir neçə məkan: Onları müqayisə etmək hidravlik mənbələri mexaniki mənbələrdən ayırmağa kömək edir.
Təzyiq-impuls ölçümü
- Emme və basdırma xətlərinə təzyiq transduserlərini quraşdırın.
- Bunlar hidravlik pulsasiyaları birbaşa ölçür.
- Pulsasiya məlumatlarını vibrasiya ilə əlaqələndirin.
- Akustik rezonansları müəyyən etmək üçün kombinasiyadan istifadə edin.
Hidravlik qüvvələr nasosun işləmə prinsipinin əsasını təşkil edir və onun vibrasiyasının və yüklənməsinin əsas mənbəyidir. Bu qüvvələrin iş şəraiti ilə necə dəyişdiyini anlamaq, onların vibrasiya spektrindəki izlərini tanımağı bacarmaq və nasosları bu qüvvələri aşağı səviyyədə saxlamaq üçün — əsasən BEP-ə yaxın işləməklə — layihələndirmək və istismar etmək sənaye şəraitində etibarlı, uzunömürlü nasos performansını təmin etmək üçün vacibdir. Bu qüvvələrin yaratdığı nasazlıqlar haqqında daha ətraflı məlumat üçün baxın sentrifuqal nasos qüsurları and impeller qüsurları.
