Forståelse af vingepassagefrekvens

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

$2,358.31

Dele

Vibrationssensor

$107.47

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

$148.07

Enheder

Balanset-4

$8,123.32

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

$54.93

Dele

Reflekterende tape

$11.94

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definition: Hvad er vingepassagefrekvens?

Lamellepassagefrekvens (VPF, også kaldet impellerens vingefrekvens eller blot vingepassage) er den frekvens, hvormed vingerne (bladene) på et roterende pumpehjul passerer forbi et stationært referencepunkt, såsom spiralformede spær (tunge), diffusorvinger eller huselementer. Det beregnes som antallet af impellervinger ganget med akslens rotationsfrekvens (VPF = antal vinger × omdr./min. / 60). Dette er pumpens ækvivalent til bladpassagefrekvens i fans.

VPF er den dominerende hydrauliske vibrationer kilde i centrifugalpumper, typisk i området 100-500 Hz for industripumper. Overvågning af VPF-amplitude og dens harmoniske giver kritiske diagnostiske oplysninger om impellerens tilstand, hydraulisk ydeevne og spillerumsproblemer.

Beregning og typiske værdier

Formel

• VPF = Nv × N / 60
• Hvor Nv = antal impellervinger
• N = akselhastighed (omdr./min.)
• Resultat i Hz

Eksempler

Lille pumpe

• 5 skovle ved 3500 omdr./min.
• VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz

Stor procespumpe

• 7 vinger ved 1750 omdr./min.
• VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz

Højhastighedspumpe

• 6 skovle ved 4200 omdr./min.
• VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz

Typiske vingetalantal

• Centrifugalpumper: 3-12 vinger (5-7 mest almindelige)
• Små pumper: Færre skovle (3-5)
• Store pumper: Flere skovle (7-12)
• Pumper med højt tryk: Flere vinger til energioverførsel

Fysisk mekanisme

Trykpulsationer

VPF opstår fra variationer i hydraulisk tryk:

1. Hver impellervinge transporterer væske med høj hastighed
2. Når vinge passerer spiralformet vand, skabes der en trykpuls
3. Trykforskellen over vinge ændrer sig hurtigt
4. Skaber kraftimpuls på impeller og hus
5. Med Nv-vinger forekommer Nv-pulser pr. omdrejning
6. Pulsationsfrekvens = vingepassagehastighed = VPF

Ved designpunkt (BEP)

• Strømningsvinkel matcher vingevinkel
• Jævn strømning, minimal turbulens
• VPF-amplitude moderat og stabil
• Optimal trykfordeling

Off-Design Point

• Strømningsvinkel ikke matchende med vingevinkel
• Øget turbulens og strømningsseparation
• Pulsationer ved højere tryk
• Forhøjet VPF-amplitude
• Mulige yderligere frekvenskomponenter

Diagnostisk fortolkning

Normal VPF-amplitude

• Pumpe ved bedste effektivitetspunkt (BEP)
• VPF-amplitude stabil over tid
• Typisk 10-30% med 1× vibrationsamplitude
• Rent spektrum med minimale harmoniske

Forhøjet VPF indikerer

Drift uden BEP

• Lavt flow-drift (< 70% BEP) øger VPF
• Højt flow (> 120% BEP) forhøjer også VPF
• Optimal drift ved 80-110% af BEP

Problemer med spillerum mellem impeller og hus

• Slidte slidringe øger frigangen
• Forskydning af impeller på grund af lejeslid
• VPF-amplituden stiger med for stor clearance
• Forringelse af ydeevne (intern recirkulation)

Impellerskade

• Knuste eller revnede lameller skaber asymmetri
• VPF-amplitude med sidebånd ved ±1× hastighed
• Erosion eller ophobning på skovle
• Skade på fremmedlegemer

Hydraulisk resonans

• VPF matcher akustisk resonans i rør eller foringsrør
• Dramatisk amplitudeforstærkning
• Kan forårsage strukturelle vibrationer og støj
• Kan kræve systemændringer

VPF-harmoniske

2×VPF og højere

Flere harmoniske signaler indikerer problemer:

• 2×VPF til stede: Uensartet skovlafstand, impellerens excentricitet
• Flere harmoniske: Alvorlig hydraulisk turbulens, skade på skovlen
• For store amplituder: Potentiale for udmattelsesfejl

Subharmoniske

• Fraktionelle VPF-komponenter (VPF/2, VPF/3)
• Angiv strømningsinstabiliteter
• Roterende bås eller separationsceller
• Almindelig ved meget lave flowhastigheder

Overvågning og tendenser

Basislinjeetablering

• Registrer VPF, når pumpen er ny eller nyligt renoveret
• Dokument ved designdriftspunkt
• Etabler et normalt VPF/1× amplitudeforhold
• Indstil alarmgrænser (typisk 2-3× baseline VPF-amplitude)

Trendparametre

• VPF-amplitude: Spor over tid, stigende indikerer et udviklende problem
• VPF/1×-forhold: Bør forblive relativt konstant
• Harmonisk indhold: Udseende eller vækst af 2×VPF, 3×VPF
• Udvikling af sidebånd: Fremkomsten af ±1× sidebånd omkring VPF

Driftstilstandskorrelation

• Spor VPF vs. flowhastighed
• Identificér optimal driftszone (minimum VPF)
• Registrer når driftspunktet er forskudt
• Korreler med ydeevneforringelse

Korrigerende handlinger

For forhøjet VPF

Optimering af driftspunkt

• Juster flowet for at bringe pumpen tættere på BEP
• Gashåndtag udladning eller justering af systemmodstand
• Kontroller, at sugeforholdene er tilstrækkelige

Mekanisk korrektion

• Udskift slidte slidringe (gendan spillerum)
• Udskift slidt eller beskadiget impeller
• Rettelse af lejeproblemer, der muliggør skift af impeller
• Bekræft korrekt rotorposition (aksial og radial)

Hydrauliske forbedringer

• Forbedre indløbsrørsdesign (reducer forhvirvel og turbulens)
• Installer strømningsrettere om nødvendigt
• Bekræft tilstrækkelig NPSH-margin
• Eliminer luftindtrængning

Forhold til andre frekvenser

VPF vs. BPF

• Udtryk, der ofte bruges i flæng for pumper vs. ventilatorer
• VPF: Foretrukken betegnelse for pumper (vinger i væske)
• BPF: Foretrukken betegnelse for ventilatorer (blade i luften)
• Beregnings- og diagnostisk tilgang identisk

VPF vs. løbehastighed

• VPF = Nv × (hastighedsfrekvens)
• VPF altid højere frekvens end 1×
• For 7-vinget løbehjul, VPF = 7× driftshastighedsfrekvens

Lamelpassagefrekvensen er den grundlæggende hydrauliske vibrationskomponent i centrifugalpumper. Forståelse af VPF-beregning, genkendelse af normale vs. forhøjede amplituder og korrelering af VPF-mønstre med driftsforhold og pumpetilstand muliggør effektiv pumpediagnostik og vejleder beslutninger om optimering af driftspunkter, genoprettelse af spillerum og udskiftning af impeller.

---

← Tilbage til hovedindekset