Τι είναι οι Υδραυλικές Δυνάμεις; Πηγές Δόνησης Αντλίας • Φορητός ζυγοσταθμιστής, αναλυτής κραδασμών "Balanset" για δυναμική ζυγοστάθμιση θραυστήρων, ανεμιστήρων, τεμαχιστών, κοχλιωτών σε θεριζοαλωνιστικές μηχανές, άξονες, φυγοκεντρητές, στροβίλους και πολλούς άλλους ρότορες Τι είναι οι Υδραυλικές Δυνάμεις; Πηγές Δόνησης Αντλίας • Φορητός ζυγοσταθμιστής, αναλυτής κραδασμών "Balanset" για δυναμική ζυγοστάθμιση θραυστήρων, ανεμιστήρων, τεμαχιστών, κοχλιωτών σε θεριζοαλωνιστικές μηχανές, άξονες, φυγοκεντρητές, στροβίλους και πολλούς άλλους ρότορες

Τι είναι οι υδραυλικές δυνάμεις; Πηγές κραδασμών αντλίας

Δημοσιεύτηκε από τον/την admin στις

Κατανόηση των υδραυλικών δυνάμεων στις αντλίες

Ορισμός: Τι είναι οι υδραυλικές δυνάμεις;

Υδραυλικές δυνάμεις είναι οι δυνάμεις που ασκούνται στα εξαρτήματα της αντλίας από το ρέον υγρό, συμπεριλαμβανομένων των φορτίων που προκαλούνται από την πίεση στα πτερύγια της πτερωτής, της αξονικής ώσης από τις διαφορές πίεσης, των ακτινικών δυνάμεων από τις ασύμμετρες κατανομές πίεσης και των παλμικών δυνάμεων από την αναταραχή ροής και την αλληλεπίδραση πτερυγίου-σπειροειδούς. Αυτές οι δυνάμεις είναι διαφορετικές από τις μηχανικές δυνάμεις (από ανισορροπία, κακή ευθυγράμμιση) κατά το ότι προκύπτουν από τις αλλαγές στην πίεση και την ορμή του ρευστού, δημιουργώντας δόνηση εξαρτήματα στο συχνότητα διέλευσης πτερυγίων και σχετικές αρμονικές.

Η κατανόηση των υδραυλικών δυνάμεων είναι απαραίτητη για την αξιοπιστία της αντλίας, επειδή αυτές οι δυνάμεις δημιουργούν φορτία ρουλεμάν, παραμόρφωση άξονα και κραδασμούς που ποικίλλουν ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας (ρυθμός ροής, πίεση, ιδιότητες ρευστού), καθιστώντας τη συμπεριφορά της αντλίας διαφορετική από άλλα περιστρεφόμενα μηχανήματα όπου οι δυνάμεις είναι κυρίως μηχανικές.

Τύποι Υδραυλικών Δυνάμεων

1. Αξονική ώθηση (Υδραυλική ώθηση)

Καθαρή αξονική δύναμη από τη διαφορά πίεσης στην πτερωτή:

  • Μηχανισμός: Πίεση κατάθλιψης στη μία πλευρά, πίεση αναρρόφησης στην άλλη πλευρά της πτερωτής
  • Κατεύθυνση: Συνήθως προς την αναρρόφηση (πίσω μέρος της πτερωτής)
  • Μέγεθος: Μπορεί να φτάσει σε χιλιάδες λίβρες ακόμη και σε μέτριες αντλίες
  • Αποτέλεσμα: Φορτία στο ρουλεμάν ώθησης, μπορεί να προκαλέσει αξονική δόνηση
  • Ποικίλλει με: Ρυθμός ροής, πίεση, σχεδιασμός πτερωτής

Μέθοδοι εξισορρόπησης ώσης

  • Τρύπες ισορροπίας: Οπές στο περίβλημα της πτερωτής που εξισορροπούν την πίεση
  • Πίσω πτερύγια: Πτερύγια στην πίσω πλευρά που αντλούν υγρό για μείωση της πίεσης
  • Πτερωτές διπλής αναρρόφησης: Συμμετρικός σχεδιασμός που ακυρώνει την ώθηση
  • Αντίθετες πτερωτές: Πολυβάθμιες αντλίες με πτερωτές στραμμένες προς αντίθετες κατευθύνσεις

2. Ακτινικές Δυνάμεις

Πλάγιες δυνάμεις από ασύμμετρη κατανομή πίεσης:

Στο σημείο βέλτιστης απόδοσης (BEP)

  • Κατανομή πίεσης σχετικά συμμετρική γύρω από την πτερωτή
  • Οι ακτινικές δυνάμεις εξισορροπούνται και ακυρώνονται
  • Ελάχιστη καθαρή ακτινική δύναμη
  • Συνθήκη χαμηλότερης δόνησης

Απενεργοποίηση BEP (Χαμηλή Ροή)

  • Ασύμμετρη κατανομή πίεσης σε έλικα
  • Καθαρή ακτινική δύναμη προς τη σπειροειδή γλώσσα
  • Το μέγεθος της δύναμης αυξάνεται καθώς μειώνεται η ροή
  • Μπορεί να έχει βάρος πτερωτής 20-40% κατά την απενεργοποίηση
  • Δημιουργεί 1× δόνηση από περιστρεφόμενη ακτινική δύναμη

Απενεργοποίηση BEP (Υψηλή Ροή)

  • Διαφορετικό μοτίβο ασυμμετρίας
  • Ακτινική δύναμη παρούσα αλλά συνήθως μικρότερη από ό,τι σε χαμηλή ροή
  • Η στροβιλώδης ροή προσθέτει τυχαίες συνιστώσες δύναμης

3. Παλμοί διέλευσης πτερυγίων

Περιοδικοί παλμοί πίεσης καθώς τα πτερύγια διέρχονται από το νερό της κοπής:

  • Συχνότητα: Αριθμός πτερυγίων × Σ.Α.Λ. / 60
  • Μηχανισμός: Κάθε διέλευση πτερυγίου δημιουργεί παλμό πίεσης
  • Δυνάμεις: Δράση στην πτερωτή, τον σπειροειδή έλικα και το περίβλημα
  • Δόνηση: Κυρίαρχη συχνότητα διέλευσης πτερυγίων
  • Μέγεθος: Εξαρτάται από την απόσταση, το σημείο λειτουργίας, το σχεδιασμό

4. Δυνάμεις ανακυκλοφορίας

  • Ασταθείς δυνάμεις χαμηλής συχνότητας από αστάθειες ροής
  • Εμφανίζονται σε πολύ χαμηλές ή πολύ υψηλές ταχύτητες ροής
  • Συχνότητες συνήθως 0,2-0,8× ταχύτητα λειτουργίας
  • Μπορεί να δημιουργήσει έντονες δονήσεις χαμηλής συχνότητας
  • Υποδεικνύει λειτουργία μακριά από το BEP

Επιδράσεις στην απόδοση της αντλίας

Φόρτωση ρουλεμάν

  • Οι υδραυλικές ακτινικές δυνάμεις προστίθενται στα μηχανικά φορτία
  • Μεταβαλλόμενες δυνάμεις δημιουργούν κυκλική φόρτιση
  • Μέγιστο φορτίο σε συνθήκες χαμηλής ροής
  • Η επιλογή ρουλεμάν πρέπει να λαμβάνει υπόψη τα υδραυλικά φορτία
  • Μειωμένη διάρκεια ζωής ρουλεμάν λόγω υδραυλικών δυνάμεων (Διάρκεια ζωής ∝ 1/Φόρτιση³)

Εκτροπή άξονα

  • Οι ακτινικές δυνάμεις εκτρέπουν τον άξονα
  • Αλλαγές στις αποστάσεις στεγανοποίησης και στους δακτυλίους φθοράς
  • Μπορεί να επηρεάσει την αποδοτικότητα
  • Οι ακραίες περιπτώσεις οδηγούν σε τριβές

Δημιουργία κραδασμών

  • 1× Στοιχείο: Από σταθερή ή αργά μεταβαλλόμενη ακτινική δύναμη
  • Στοιχείο VPF: Από παλμούς πίεσης
  • Χαμηλή συχνότητα: Από την ανακυκλοφορία και τις αστάθειες
  • Εξαρτώμενο από το σημείο λειτουργίας: Η δόνηση ποικίλλει ανάλογα με τον ρυθμό ροής

Μηχανική καταπόνηση

  • Οι κυκλικές δυνάμεις δημιουργούν κόπωση
  • Πτερύγια πτερωτής που καταπονούνται από διαφορές πίεσης
  • Κόπωση άξονα από ροπές κάμψης
  • Τάση περιβλήματος από παλμούς πίεσης

Ελαχιστοποίηση Υδραυλικής Δύναμης

Λειτουργήστε κοντά στο BEP

  • Η πιο αποτελεσματική στρατηγική για την ελαχιστοποίηση των υδραυλικών δυνάμεων
  • Λειτουργία εντός 80-110% της ροής BEP όταν είναι δυνατόν
  • Ελάχιστες ακτινικές δυνάμεις στο BEP
  • Ελαχιστοποιημένα φορτία κραδασμών και ρουλεμάν

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού

  • Αντλίες διαχύτη: Πιο συμμετρική κατανομή πίεσης από τον βολτό
  • Διπλός τόμος: Δύο κοίλα νερά σε απόσταση 180° μεταξύ τους εξισορροπούν τις ακτινικές δυνάμεις
  • Αυξημένες εκκαθαρίσεις: Μειώστε τους παλμούς πίεσης που διέρχονται από τα πτερύγια (αλλά μειώστε την απόδοση)
  • Επιλογή αριθμού πτερυγίων: Βελτιστοποιήστε για να αποφύγετε τους ακουστικούς συντονισμούς

Σχεδιασμός Συστήματος

  • Ελάχιστη ανακυκλοφορία ροής για αντλίες βασικού φορτίου
  • Αντλία κατάλληλου μεγέθους για την πραγματική λειτουργία (αποφύγετε την υπερδιαστασιολόγηση)
  • Μεταβλητή ταχύτητα κίνησης για τη διατήρηση του βέλτιστου σημείου λειτουργίας
  • Σχεδιασμός εισόδου που ελαχιστοποιεί τον προ-στροβιλισμό και την αναταραχή

Διαγνωστική χρήση

Καμπύλες Απόδοσης και Υδραυλικές Δυνάμεις

  • Διάγραμμα δόνησης έναντι ρυθμού ροής
  • Ελάχιστη δόνηση συνήθως στο BEP ή κοντά σε αυτό
  • Η αύξηση των κραδασμών σε χαμηλή ροή υποδηλώνει υψηλές ακτινικές δυνάμεις
  • Οδηγίες επιλογής εύρους λειτουργίας

Ανάλυση VPF

  • Το πλάτος του VPF υποδεικνύει τη σοβαρότητα του υδραυλικού παλμού
  • Η αύξηση του VPF υποδηλώνει υποβάθμιση του διάκενου ή μετατόπιση του σημείου λειτουργίας
  • Οι αρμονικές VPF υποδεικνύουν τυρβώδη, διαταραγμένη ροή

Ζητήματα μέτρησης

Τοποθεσίες μέτρησης κραδασμών

  • Περιβλήματα ρουλεμάν: Εντοπίστε συνολικές μηχανικές και υδραυλικές δυνάμεις
  • Περίβλημα αντλίας: Πιο ευαίσθητο σε υδραυλικούς παλμούς
  • Σωληνώσεις αναρρόφησης και εκκένωσης: Μετάδοση παλμών πίεσης
  • Πολλαπλές τοποθεσίες: Διακρίνετε τις υδραυλικές από τις μηχανικές πηγές

Μέτρηση Παλμών Πίεσης

  • Μετατροπείς πίεσης στην αναρρόφηση και την κατάθλιψη
  • Άμεση μέτρηση υδραυλικών παλμών
  • Συσχετίστε με τη δόνηση
  • Προσδιορίστε τους ακουστικούς συντονισμούς

Οι υδραυλικές δυνάμεις είναι θεμελιώδεις για τη λειτουργία της αντλίας και αποτελούν σημαντική πηγή κραδασμών και φόρτισης της αντλίας. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτές οι δυνάμεις ποικίλλουν ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας, η αναγνώριση των υπογραφών τους στα φάσματα κραδασμών και ο σχεδιασμός/λειτουργία αντλιών για την ελαχιστοποίηση των υδραυλικών δυνάμεων μέσω λειτουργίας σχεδόν BEP είναι απαραίτητες για την επίτευξη αξιόπιστης απόδοσης αντλίας μεγάλης διάρκειας ζωής σε βιομηχανικές εφαρμογές.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο

Κατηγορίες:
WhatsApp