¿Qué es la frecuencia de paso de álabes? Diagnóstico de álabes de bombas • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es la frecuencia de paso de álabes? Diagnóstico de álabes de bombas • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es la frecuencia de paso de las paletas? Diagnóstico de las palas de la bomba.

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Comprensión de la frecuencia de paso de las paletas

Definición: ¿Qué es la frecuencia de paso de las paletas?

Frecuencia de paso de la paleta La frecuencia de paso de álabes (VPF, por sus siglas en inglés, también llamada frecuencia de paso de álabes del impulsor o simplemente frecuencia de paso de álabes) es la frecuencia a la que los álabes (palas) de un impulsor de bomba giratorio pasan por un punto de referencia estacionario, como la lengüeta de la voluta, los álabes del difusor o las características de la carcasa. Se calcula multiplicando el número de álabes del impulsor por la frecuencia de rotación del eje (VPF = Número de álabes × RPM / 60). Este es el equivalente en bombas de frecuencia de paso de la cuchilla en aficionados.

VPF es el sistema hidráulico dominante. vibración Fuente en bombas centrífugas, que suele aparecer en el rango de 100-500 Hz para bombas industriales. Monitorización de la amplitud de la VPF y su armonía Proporciona información de diagnóstico crítica sobre el estado del impulsor, el rendimiento hidráulico y los problemas de holgura.

Cálculo y valores típicos

Fórmula

  • VPF = Nv × N / 60
  • Donde Nv = número de álabes del impulsor
  • N = velocidad del eje (RPM)
  • Resultado en Hz

Ejemplos

Bomba pequeña

  • 5 álabes a 3500 RPM
  • VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz

Bomba de proceso grande

  • 7 álabes a 1750 RPM
  • VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz

Bomba de alta velocidad

  • 6 álabes a 4200 RPM
  • VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz

Recuento típico de álabes

  • Bombas centrífugas: De 3 a 12 aspas (de 5 a 7 es lo más común)
  • Bombas pequeñas: Menos aspas (3-5)
  • Bombas grandes: Más paletas (7-12)
  • Bombas de alta presión: Más álabes para la transferencia de energía

Mecanismo físico

Pulsaciones de presión

La VPF surge de las variaciones de presión hidráulica:

  1. Cada álabe del impulsor transporta fluido a alta velocidad.
  2. Cuando la paleta pasa por el taco de voluta, se crea un pulso de presión
  3. La diferencia de presión a través del álabe cambia rápidamente.
  4. Crea un pulso de fuerza en el impulsor y la carcasa.
  5. Con álabes Nv, se producen Nv pulsos por revolución
  6. Frecuencia de pulsación = tasa de paso de la paleta = VPF

En el punto de diseño (BEP)

  • El ángulo de flujo coincide con el ángulo de la paleta
  • Flujo suave, mínima turbulencia
  • Amplitud del VPF moderada y estable
  • Distribución óptima de la presión

Punto de diseño fuera de lugar

  • El ángulo de flujo no coincide con el ángulo de la paleta
  • Mayor turbulencia y separación de flujo
  • Pulsaciones de mayor presión
  • Amplitud VPF elevada
  • Posibles componentes de frecuencia adicionales

Interpretación diagnóstica

Amplitud normal del VPF

  • Bomba en el punto de máxima eficiencia (BEP)
  • La amplitud del VPF se mantiene estable a lo largo del tiempo.
  • Normalmente 10-30% de 1× amplitud de vibración
  • Espectro limpio con armónicos mínimos

Un VPF elevado indica

Funcionamiento fuera del punto de máxima actividad

  • Funcionamiento con bajo caudal (< 70% BEP) aumenta el VPF
  • Un flujo elevado (> 120% BEP) también aumenta el VPF.
  • Funcionamiento óptimo a 80-110% de BEP

Problemas de holgura entre el impulsor y la carcasa

  • Los anillos de desgaste aumentan el espacio libre
  • Desplazamiento del impulsor debido al desgaste del cojinete
  • La amplitud del VPF aumenta con un aclaramiento excesivo.
  • Degradación del rendimiento (recirculación interna)

Daños en el impulsor

  • Las aspas rotas o agrietadas crean asimetría.
  • amplitud VPF con bandas laterales a ±1× velocidad
  • Erosión o acumulación en las aletas
  • Daños por objeto extraño

Resonancia hidráulica

  • El VPF reproduce la resonancia acústica en tuberías o revestimientos.
  • Amplificación de amplitud drástica
  • Puede provocar vibraciones estructurales y ruido.
  • Puede requerir modificaciones del sistema.

Armónicos VPF

2×VPF y superior

La presencia de múltiples armónicos indica problemas:

  • 2×VPF Presente: Espaciado no uniforme entre las paletas, excentricidad del impulsor
  • Armónicos múltiples: Turbulencia hidráulica severa, daños en las paletas
  • Amplitudes excesivas: Potencial de fallos por fatiga

Subarmónicos

  • Componentes VPF fraccionarios (VPF/2, VPF/3)
  • Indica inestabilidades de flujo
  • celdas de separación o de estacionamiento rotatorio
  • Común a caudales muy bajos

Seguimiento y tendencias

Establecimiento de la línea base

  • Registre el VPF cuando la bomba sea nueva o recién reparada.
  • Documento en el punto de operación de diseño
  • Establecer la relación normal VPF/1× amplitud
  • Establecer límites de alarma (normalmente 2-3 veces la amplitud VPF de referencia).

Parámetros de tendencia

  • Amplitud del VPF: El seguimiento a lo largo del tiempo, si aumenta, indica un problema en desarrollo.
  • Relación VPF/1×: Debe permanecer relativamente constante
  • Contenido armónico: Aparición o crecimiento de 2×VPF, 3×VPF
  • Desarrollo de bandas laterales: Aparición de bandas laterales de ±1× alrededor del VPF

Correlación de condiciones de funcionamiento

  • Seguimiento de VPF frente al caudal
  • Identificar la zona de operación óptima (VPF mínimo)
  • Detectar cuándo se ha desplazado el punto de funcionamiento
  • Correlación con la degradación del rendimiento

Acciones correctivas

Para VPF elevado

Optimización del punto de operación

  • Ajuste el caudal para acercar la bomba al punto de máxima eficiencia (BEP).
  • Acelere la descarga o ajuste la resistencia del sistema
  • Verifique que las condiciones de succión sean adecuadas.

Corrección mecánica

  • Reemplazar los anillos de desgaste desgastados (restablecer las holguras)
  • Reemplace el impulsor desgastado o dañado.
  • Corregir los problemas de los cojinetes que permiten el desplazamiento del impulsor
  • Verificar la posición correcta del impulsor (axial y radial).

Mejoras hidráulicas

  • Mejorar el diseño de la tubería de entrada (reducir el pre-remolino y la turbulencia).
  • Instale enderezadores de flujo si es necesario.
  • Verificar un margen NPSH adecuado
  • Eliminar la entrada de aire

Relación con otras frecuencias

VPF frente a BPF

  • Los términos «bombas» y «ventiladores» se suelen usar indistintamente.
  • VPF: Término preferido para bombas (paletas en líquido)
  • BPF: Término preferido para ventiladores (aspas en el aire)
  • El método de cálculo y diagnóstico es idéntico.

VPF frente a velocidad de funcionamiento

  • VPF = Nv × (frecuencia de velocidad de funcionamiento)
  • El VPF siempre tiene una frecuencia superior a 1×
  • Para un impulsor de 7 álabes, VPF = 7 × frecuencia de funcionamiento

La frecuencia de paso de las paletas (VPF) es el componente fundamental de vibración hidráulica en las bombas centrífugas. Comprender el cálculo de la VPF, reconocer las amplitudes normales frente a las elevadas y correlacionar los patrones de VPF con las condiciones de funcionamiento y el estado de la bomba permite un diagnóstico eficaz de la bomba y orienta las decisiones sobre la optimización del punto de funcionamiento, la restauración de la holgura y la sustitución del impulsor.

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