Labade möödumissageduse mõistmine
Definitsioon: Mis on tiiviku läbimissagedus?
Labade läbimise sagedus (VPF, mida nimetatakse ka tiiviku labade sageduseks või lihtsalt labade läbimiseks) on sagedus, millega pöörleva pumba tiiviku labad (labad) mööduvad statsionaarsest võrdluspunktist, näiteks spiraaltorust, hajuti labadest või korpuse osadest. See arvutatakse tiiviku labade arvu ja võlli pöörlemissageduse korrutamisel (VPF = labade arv × RPM / 60). See on pumba ekvivalent tera läbimissagedus fännides.
VPF on domineeriv hüdraulikasüsteem vibratsioon tsentrifugaalpumpade allikas, mis tööstuspumpade puhul esineb tavaliselt vahemikus 100–500 Hz. VPF-i amplituudi ja selle jälgimine harmoonilised annab olulist diagnostilist teavet tiiviku seisukorra, hüdraulilise jõudluse ja kliirensi probleemide kohta.
Arvutus ja tüüpilised väärtused
Valem
- VPF = Nv × N / 60
- Kus Nv = tiiviku labade arv
- N = võlli kiirus (RPM)
- Tulemus hertsides
Näited
Väike pump
- 5 laba kiirusel 3500 p/min
- VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz
Suur protsessipump
- 7 laba kiirusel 1750 p/min
- VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz
Kiire pump
- 6 laba kiirusel 4200 p/min
- VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz
Tüüpilised labade arvud
- Tsentrifugaalpumbad: 3–12 laba (kõige levinumad 5–7)
- Väikesed pumbad: Vähem labasid (3–5)
- Suured pumbad: Rohkem labasid (7–12)
- Kõrgsurvepumbad: Rohkem labasid energia ülekandmiseks
Füüsiline mehhanism
Rõhupulsatsioonid
VPF tekib hüdraulilise rõhu kõikumiste tõttu:
- Iga tiiviku laba kannab vedelikku suure kiirusega
- Kui laba läbib spiraalkanalit, tekib rõhuimpulss
- Rõhu erinevus labade vahel muutub kiiresti
- Tekitab tiivikule ja korpusele jõuimpulsi
- Nv-labade puhul tekib Nv impulsse pöörde kohta
- Pulsatsioonisagedus = labade läbilaskekiirus = VPF
Projekteerimispunktis (BEP)
- Voolunurk vastab labade nurgale
- Sujuv vool, minimaalne turbulents
- VPF-i amplituud mõõdukas ja stabiilne
- Optimaalne rõhujaotus
Disainipunktist väljas
- Voolunurk ei sobi laba nurgaga
- Suurem turbulents ja voolu eraldumine
- Kõrgema rõhu pulsatsioonid
- Kõrgendatud VPF-amplituud
- Võimalikud täiendavad sageduskomponendid
Diagnostiline tõlgendus
Normaalne VPF-amplituud
- Pump parima efektiivsuse punktis (BEP)
- VPF amplituud aja jooksul stabiilne
- Tavaliselt 10-30% 1× vibratsiooni amplituudiga
- Puhas spekter minimaalsete harmoonilistega
Kõrgenenud VPF näitab
Töötamine väljaspool BEP-i
- Madala vooluhulgaga töötamine (< 70% BEP) suurendab VPF-i
- Suur vooluhulk (> 120% BEP) tõstab ka VPF-i
- Optimaalne töö BEP-i pingel 80–110%
Tiiviku ja korpuse vahelise kliirensi probleemid
- Kulunud kulumisrõngad suurendavad kliirensit
- Tiiviku nihkumine laagri kulumise tõttu
- VPF-i amplituud suureneb liigse kliirensiga
- Jõudluse halvenemine (sisemine retsirkulatsioon)
Tiiviku kahjustused
- Katkised või pragunenud labad loovad asümmeetria
- VPF amplituud koos külgribad kiirusel ±1×
- Erosioon või kogunemine labadele
- Võõrkehade kahjustused
Hüdrauliline resonants
- VPF sobitab torustiku või korpuse akustilise resonantsi
- Dramaatiline amplituudi võimendamine
- Võib põhjustada konstruktsiooni vibratsiooni ja müra
- Võib vajada süsteemi muudatusi
VPF harmoonilised
2×VPF ja kõrgem
Mitmed harmoonilised näitavad probleeme:
- 2×VPF kohal: Ebaühtlane labade vahekaugus, tiiviku ekstsentrilisus
- Mitmed harmoonilised: Tugev hüdrauliline turbulents, labade kahjustused
- Liigsed amplituudid: Väsimusvigade potentsiaal
Subharmoonilised
- Murdosalised VPF-komponendid (VPF/2, VPF/3)
- Näitab voolu ebastabiilsust
- Pöörlev varikatus või eralduskambrid
- Levinud väga madala voolukiiruse korral
Jälgimine ja trendide loomine
Baasjoone loomine
- Salvesta VPF, kui pump on uus või äsja kapitaalremonti tehtud
- Dokument projekteerimispunktis
- Määrake normaalne VPF/1× amplituudide suhe
- Määrake alarmi piirid (tavaliselt 2–3 × VPF-i baasamplituud)
Trendikad parameetrid
- VPF-i amplituud: Jälgige aja jooksul, suurenemine näitab probleemi tekkimist
- VPF/1× suhe: Peaks jääma suhteliselt konstantseks
- Harmooniline sisu: 2×VPF, 3×VPF välimus või kasv
- Külgribade arendus: VPF-i ümber ±1× külgribade tekkimine
Töötingimuste korrelatsioon
- Jälgige VPF-i ja voolukiirust
- Optimaalse töötsooni (minimaalne VPF) kindlakstegemine
- Tuvastage, kui tööpunkt on nihkunud
- Korreleerige jõudluse halvenemisega
Parandusmeetmed
Kõrgenenud VPF-i korral
Tööpunkti optimeerimine
- Reguleerige vooluhulka, et viia pump BEP-i lähemale
- Drosselklapi tühjendamine või süsteemi takistuse reguleerimine
- Veenduge, et imemistingimused on piisavad
Mehaaniline korrektsioon
- Vahetage kulunud kulumisrõngad välja (taastage vahed)
- Vahetage kulunud või kahjustatud tiivik välja
- Parandage laagriprobleeme, mis põhjustavad tiiviku nihkumist
- Kontrollige tiiviku õiget asendit (aksiaalset ja radiaalset)
Hüdraulilised täiustused
- Täiustada sisselasketorustiku konstruktsiooni (vähendada eelkeerist ja turbulentsi)
- Vajadusel paigaldage voolu sirgendajad
- Kontrollige piisavat NPSH marginaali
- Kõrvaldage õhu sissehingamine
Seos teiste sagedustega
VPF vs. BPF
- Mõisteid, mida sageli kasutatakse pumpade ja ventilaatorite kohta vaheldumisi
- VPF: Eelistatud termin pumpade jaoks (vedelikus olevad labad)
- BPF: Eelistatud termin ventilaatorite kohta (labad õhus)
- Arvutus- ja diagnostiline lähenemisviis on identsed
VPF vs. jooksukiirus
- VPF = Nv × (töökiiruse sagedus)
- VPF on alati kõrgema sagedusega kui 1×
- 7-labalise tiiviku puhul on VPF = 7 × töökiiruse sagedus
Tiiviku läbimissagedus on tsentrifugaalpumpade hüdraulilise vibratsiooni põhikomponent. VPF-i arvutamise mõistmine, normaalsete ja kõrgendatud amplituudide äratundmine ning VPF-i mustrite korreleerimine töötingimuste ja pumba seisukorraga võimaldab tõhusat pumba diagnostikat ja suunab otsuseid tööpunkti optimeerimise, kliirensi taastamise ja tiiviku vahetamise kohta.