گردش مجدد چیست؟ ناپایداری پمپ با جریان کم • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر گردش مجدد چیست؟ ناپایداری پمپ با جریان کم • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر

گردش مجدد چیست؟ ناپایداری پمپ جریان کم

منتشر شده توسط admin در

درک گردش مجدد هوا در پمپ‌ها

تعریف: گردش مجدد هوا چیست؟

گردش مجدد ناپایداری جریانی است که در پمپ‌ها و فن‌های گریز از مرکز هنگام کار با نرخ جریان بسیار پایین‌تر از نقطه طراحی (بهترین نقطه راندمان یا BEP) رخ می‌دهد. در جریان‌های کم، سیال تا حدی جهت خود را معکوس می‌کند و از ناحیه تخلیه به سمت مکش جریان می‌یابد و الگوهای چرخشی ناپایداری را در ورودی یا خروجی پروانه ایجاد می‌کند. این پدیده باعث ایجاد فرکانس پایین می‌شود. لرزش ضربان‌ها (معمولاً 0.2-0.8 برابر سرعت چرخش)، سر و صدا، افت راندمان، و می‌تواند از طریق بارگذاری چرخه‌ای باعث آسیب مکانیکی شدید شود،, کاویتاسیون, ، و گرمایش.

گردش مجدد سیال یکی از مخرب‌ترین شرایط عملیاتی برای پمپ‌ها است زیرا نیروهای هیدرولیکی ناپایدار می‌توانند بسیار زیاد باشند و باعث خرابی یاتاقان‌ها، آسیب به آب‌بند، خستگی شفت و حتی در موارد شدید، خرابی سازه پروانه شوند. درک و جلوگیری از گردش مجدد سیال برای قابلیت اطمینان پمپ بسیار مهم است.

انواع گردش مجدد هوا

۱. گردش مجدد مکش

در ورودی پروانه (سمت مکش) رخ می‌دهد:

  • مکانیسم: در جریان کم، سیال ورودی به چشم پروانه زاویه جریان نادرستی دارد.
  • جدایی: جریان از سطوح مکش پره جدا می‌شود
  • جریان معکوس: سیال جدا شده از چشمی پروانه به سمت عقب جریان می‌یابد
  • شروع: معمولاً در جریان BEP با سرعت 60-70%
  • مکان: متمرکز در نزدیکی پوشش‌های پروانه

۲. گردش مجدد تخلیه

در خروجی پروانه (خروجی) رخ می‌دهد:

  • مکانیسم: سیال تخلیه با فشار بالا به سمت عقب و به سمت محیط پروانه جریان می‌یابد.
  • مسیر: شکاف‌های عبوری (حلقه‌های سایشی، شکاف‌های جانبی)
  • مخلوط کردن: جریان برگشتی با جریان اصلی مخلوط می‌شود و تلاطم ایجاد می‌کند.
  • شروع: معمولاً در جریان BEP با سرعت 40-60%
  • شدیدتر: عموماً آسیب بیشتری نسبت به گردش مجدد مکش دارد

۳. گردش مجدد ترکیبی

  • گردش مجدد مکش و تخلیه همزمان وجود دارد
  • در جریان‌های بسیار پایین رخ می‌دهد (<40% BEP)
  • شدیدترین لرزش و پتانسیل آسیب
  • باید از طریق حفاظت حداقل جریان از آن اجتناب شود

امضای ارتعاش

الگوی مشخصه

  • فرکانس: زیرسنکرون، معمولاً سرعت کارکرد ۰.۲ تا ۰.۸ برابر
  • مثال: پمپ ۱۷۵۰ دور در دقیقه، ضربان‌های ۱۰ تا ۲۰ هرتز را نشان می‌دهد
  • دامنه: می‌تواند ۲ تا ۵ برابر ارتعاش عملیاتی عادی باشد
  • ناپایدار: فرکانس و دامنه متغیر هستند، ثابت نیستند
  • مولفه تصادفی: افزایش پهنای باند ناشی از تلاطم

وابستگی جریان

  • جریان بالا: بدون گردش مجدد هوا، لرزش کم
  • جریان متوسط (80-100% BEP): حداقل گردش مجدد هوا، لرزش قابل قبول
  • جریان کم (50-70% BEP): گردش مجدد مکش آغاز می‌شود، لرزش افزایش می‌یابد
  • جریان بسیار کم (<50% BEP): گردش شدید هوا، لرزش بسیار بالا
  • خاموش شدن: حداکثر گردش مجدد، حداکثر لرزش و میزان آسیب

شاخص‌های اضافی

  • بالا ارتعاش محوری جزء
  • افزایش صدا (غرش یا غرش)
  • افت عملکرد (هد و جریان زیر منحنی)
  • افزایش دما ناشی از تلفات هیدرولیکی

پیامدها و آسیب‌ها

اثرات فوری

  • لرزش شدید: می‌تواند در عرض چند دقیقه از محدودیت‌های هشدار فراتر رود
  • سر و صدا: سر و صدای بلند و آشفته
  • افت کارایی: مصرف برق بالا برای جریان تحویلی
  • گرمایش: تبدیل تلفات هیدرولیکی به گرما

آسیب مکانیکی

  • خرابی بلبرینگ: بارهای چرخه‌ای بالا، سایش یاتاقان را تسریع می‌کنند
  • آسیب مهر و موم: لرزش و نوسانات فشار به آب‌بندها آسیب می‌رساند
  • خستگی شفت: تنش خمشی متناوب ناشی از نیروهای هیدرولیکی
  • آسیب پروانه: ترک خوردگی خستگی پره ناشی از بارگذاری چرخه‌ای

آسیب هیدرولیکی

  • کاویتاسیون: مناطق گردش مجدد مستعد کاویتاسیون
  • فرسایش: جریان چرخشی با سرعت بالا سطوح را فرسایش می‌دهد
  • کاویتاسیون گردابی: گرداب ها در نواحی گردش مجدد حفره می کنند

تشخیص و شناسایی

تحلیل ارتعاشات

  • به دنبال اجزای زیرسنکرون (0.2-0.8×) باشید
  • آزمایش با نرخ جریان‌های مختلف
  • نرخ جریان را در جایی که ضربان‌ها شروع می‌شوند (شروع چرخش مجدد) شناسایی کنید
  • مقایسه با پیش‌بینی‌های منحنی عملکرد پمپ

تست عملکرد

  • منحنی جریان هد واقعی را اندازه‌گیری کنید
  • مقایسه با منحنی طراحی
  • انحراف در جریان کم نشان دهنده گردش مجدد است
  • مصرف برق بالاتر از پیش‌بینی منحنی

مانیتورینگ آکوستیک

  • صدای غرش آشفته و متمایز
  • افزایش نویز پهنای باند
  • در محفظه پمپ قابل شنیدن و لمس است

پیشگیری و کاهش اثرات

استراتژی‌های عملیاتی

حفاظت حداقل جریان

  • خط چرخش مجدد حداقل جریان خودکار را نصب کنید
  • شیر در زیر حداقل جریان ایمن باز می‌شود (معمولاً 60-70% BEP)
  • تخلیه را به مکش یا مخزن برمی‌گرداند
  • از عملکرد در ناحیه گردش مجدد جلوگیری می‌کند

کنترل نقطه عملیاتی

  • از کارکرد در زیر حداقل جریان پیوسته خودداری کنید
  • استفاده از درایو سرعت متغیر برای تطبیق پمپ با تقاضا
  • چندین پمپ کوچک‌تر به جای یک پمپ بزرگ (کاهش فشار بهتر)
  • عملکرد مرحله‌ای پمپ‌های موازی

راهکارهای طراحی

  • القاکننده: مرحله ورودی محوری برای تثبیت جریان مکش
  • پروانه‌های جریان کم: طرح‌های ویژه برای عملکرد با جریان کم
  • اندازه بندی مناسب: پمپ را بیش از حد بزرگ نکنید (از کارکرد مداوم با جریان کم جلوگیری کنید)
  • محدوده عملیاتی گسترده‌تر: پمپ‌هایی با منحنی‌های مسطح که تحمل تغییرات جریان را دارند، انتخاب کنید.

طراحی سیستم

  • طراحی سیستم برای عملکرد پمپ در نزدیکی BEP
  • حاشیه NPSH کافی برای کاهش کاویتاسیون در مناطق گردش مجدد فراهم کنید
  • قرارگیری شیر کنترل برای به حداقل رساندن انسداد مکش
  • سیستم‌های بای‌پس یا گردش مجدد برای تضمین حداقل جریان

استانداردها و دستورالعمل‌های صنعت

حداقل جریان پیوسته

  • API 610: حداقل جریان پایدار مداوم را برای پمپ‌های گریز از مرکز مشخص می‌کند
  • مقادیر معمول: 60-70% جریان BEP برای پمپ‌های شعاعی، 70-80% برای جریان مختلط
  • ملاحظات حرارتی: همچنین با افزایش دما در جریان کم محدود می‌شود

تست عملکرد

  • آزمایش‌های کارخانه‌ای نقطه شروع گردش مجدد را تأیید می‌کنند
  • آزمایش‌های عملکرد میدانی برای تأیید
  • معیارهای پذیرش برای ارتعاش در حداقل جریان

گردش مجدد سیال یکی از شدیدترین شرایط عملیاتی برای پمپ‌های گریز از مرکز است. مشخصه آن، ارتعاش زیرسنکرون، دامنه‌های ضربان شدید و پتانسیل آسیب مکانیکی سریع است که درک شرایط شروع گردش مجدد سیال، اجرای حداقل حفاظت جریان و جلوگیری از عملکرد مزمن با جریان کم را برای قابلیت اطمینان و طول عمر پمپ در خدمات صنعتی ضروری می‌کند.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ