Κατανόηση της αναταραχής στην ανάλυση κραδασμών

Ορισμός: Τι είναι η αναταραχή;

Στο πλαίσιο της ανάλυσης κραδασμών, ταραχή αναφέρεται στη χαοτική, τυχαία και ασταθή ροή ενός ρευστού (υγρού ή αερίου) μέσω μιας μηχανής, όπως μιας αντλίας, ενός ανεμιστήρα ή μιας τουρμπίνας. Αυτή η ακανόνιστη ροή δημιουργεί διακυμάνσεις πίεσης που λειτουργούν ως συνάρτηση εξαναγκασμού, προκαλώντας μια χαμηλής συχνότητας, τυχαία δόνηση στη δομή της μηχανής.

Σε αντίθεση με τις διακριτές, περιοδικές δυνάμεις που προκαλούνται από ανισορροπία ή κακή ευθυγράμμιση, η δόνηση από την αναταραχή δεν εμφανίζεται σε μία μόνο, έντονη συχνότητα. Αντίθετα, εμφανίζεται ως μια «καμπούρα» ευρυζωνικής, μη σύγχρονης ενέργειας στο Φάσμα FFT.

Χαρακτηριστικά της ταλάντωσης λόγω στροβιλισμού

• Συχνότητα: Πρόκειται για ένα φαινόμενο χαμηλής συχνότητας, που συνήθως εμφανίζεται κάτω από τα 10-20 Hz και πολύ κάτω από την ταχύτητα λειτουργίας της μηχανής.
• Φύση Ευρυζωνικής Ζώνης: Δεν παράγει μια απότομη, διακριτή κορυφή. Αντίθετα, αυξάνει το επίπεδο θορύβου στην περιοχή χαμηλών συχνοτήτων του φάσματος, η οποία συχνά περιγράφεται ως «τυχαία καμπούρα» ή «σωρός από άχυρα».
• Τυχαία και Μη Περιοδικά: Η δόνηση δεν είναι σταθερή. Το πλάτος και η φάση κυμαίνονται συνεχώς και τυχαία. Όταν παρατηρείται στο κυματομορφή χρόνου, εμφανίζεται ως ένα χαοτικό, μη επαναλαμβανόμενο σήμα.
• Κατεύθυνση: Η δόνηση είναι συνήθως ακτινική και μπορεί να υπάρχει τόσο σε οριζόντια όσο και σε κάθετη κατεύθυνση.

Συνήθεις αιτίες αναταράξεων

Η αναταραχή είναι ένα υδραυλικό ή αεροδυναμικό πρόβλημα που προκαλείται από διαταραχές στην ομαλή, σχεδιασμένη ροή του ρευστού. Συνήθεις αιτίες περιλαμβάνουν:

• Λειτουργία μακριά από το σημείο βέλτιστης απόδοσης (BEP): Οι αντλίες και οι ανεμιστήρες έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά και ομαλά σε ένα συγκεκριμένο σημείο της καμπύλης απόδοσής τους. Η λειτουργία τους με σημαντικά υψηλότερο ή χαμηλότερο ρυθμό ροής από το BEP θα προκαλέσει αναποτελεσματική ροή του ρευστού, δημιουργώντας αναταραχή.
• Εμπόδια στη διαδρομή ροής: Οτιδήποτε εμποδίζει ή διαταράσσει την πορεία του ρευστού μπορεί να προκαλέσει αναταράξεις. Αυτό περιλαμβάνει κακώς σχεδιασμένες σωληνώσεις (π.χ., αιχμηρές καμπύλες ακριβώς πριν από την είσοδο αναρρόφησης μιας αντλίας), μερικώς κλειστές βαλβίδες, φραγμένα φίλτρα ή ξένα αντικείμενα.
• Συμπύκνωση αέρα ή σπηλαίωση: Η παρουσία φυσαλίδων αέρα σε ένα υγρό (συμπύκνωση) ή ο σχηματισμός και η κατάρρευση φυσαλίδων ατμού (σπηλαίωση) δημιουργεί εξαιρετικά τυρβώδεις και παρορμητικές συνθήκες, οι οποίες παράγουν σημαντικές τυχαίες δονήσεις.
• Κακή σχεδίαση κάρτερ ή εισόδου: Στις αντλίες, ένα κακώς σχεδιασμένο φρεάτιο μπορεί να δημιουργήσει δίνες που εισάγουν αέρα και αναταράξεις στην αναρρόφηση της αντλίας.

Διάγνωση και Διαφοροποίηση

Το κλειδί για τη διάγνωση των αναταράξεων είναι η τυχαία, ευρείας ζώνης και χαμηλής συχνότητας φύση τους. Ένας έμπειρος αναλυτής μπορεί συχνά να τις αναγνωρίσει παρατηρώντας την «ασταθή» και «κτυπητική» φύση των κραδασμών στο ίδιο το μηχάνημα.

Είναι σημαντικό να διαφοροποιήσουμε την αναταραχή από άλλα προβλήματα χαμηλής συχνότητας:

• Μηχανική χαλαρότητα: Η χαλαρότητα δημιουργεί επίσης θόρυβο ευρείας ζώνης, αλλά συχνά χαρακτηρίζεται από ένα αυξημένο επίπεδο θορύβου σε ολόκληρο το φάσμα και διακριτές αρμονικές ταχύτητας λειτουργίας, οι οποίες απουσιάζουν στην καθαρή αναταραχή.

– Στροβιλισμός λαδιού: Αυτή είναι μια ξεχωριστή υποσύγχρονη κορυφή στα ~0,4-0,48X, όχι μια ευρεία καμπύλη τυχαίας ενέργειας.

– Τριβή: Ένα τρίψιμο μπορεί να δημιουργήσει ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, αλλά συχνά περιλαμβάνει πολλές αρμονικές και υποαρμονικές υψηλής συχνότητας, και η κυματομορφή του χρόνου μπορεί να εμφανίζει κολοβωμένες ή αποκομμένες κορυφές.

Δεδομένου ότι η αναταραχή είναι ένα πρόβλημα που σχετίζεται με τη διαδικασία και όχι μια μηχανική βλάβη, η λύση συνήθως περιλαμβάνει τη διόρθωση του λειτουργικού προβλήματος ή του προβλήματος σχεδιασμού του συστήματος. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τη ρύθμιση του σημείου λειτουργίας της αντλίας ή του ανεμιστήρα, το άνοιγμα βαλβίδων, τον καθαρισμό των φίλτρων ή την τροποποίηση του σχεδιασμού των σωληνώσεων.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο