درک آشفتگی در تحلیل ارتعاشات

تعریف: آشفتگی چیست؟

در زمینه تحلیل ارتعاشات، تلاطم به جریان نامنظم، تصادفی و ناپایدار یک سیال (مایع یا گاز) از طریق یک ماشین، مانند پمپ، فن یا توربین، اشاره دارد. این جریان نامنظم، نوسانات فشاری ایجاد می‌کند که به عنوان یک تابع نیرو عمل می‌کند و باعث ایجاد ارتعاش تصادفی با فرکانس پایین در ساختار ماشین می‌شود.

برخلاف نیروهای گسسته و تناوبی ناشی از عدم تعادل یا ناهم‌ترازیارتعاش ناشی از آشفتگی در یک فرکانس واحد و تیز رخ نمی‌دهد. در عوض، به صورت یک "تپه" از انرژی پهن باند و غیرهمزمان در ... ظاهر می‌شود. FFT spectrum.

ویژگی‌های ارتعاشات توربولانسی

• فرکانس: این یک پدیده با فرکانس پایین است که معمولاً در فرکانس‌های زیر 10 تا 20 هرتز و بسیار پایین‌تر از سرعت کارکرد دستگاه رخ می‌دهد.
• ماهیت پهنای باند: این یک پیک تیز و مشخص تولید نمی‌کند. در عوض، سطح نویز را در ناحیه فرکانس پایین طیف افزایش می‌دهد، که اغلب به عنوان یک «کوهان تصادفی» یا «انبار کاه» توصیف می‌شود.
• تصادفی و غیر تناوبی: ارتعاش پایدار نیست. دامنه و فاز به طور مداوم و تصادفی در حال نوسان هستند. وقتی در ... مشاهده می‌شود شکل موج زمانی، به صورت یک سیگنال آشفته و غیر تکراری ظاهر می‌شود.
• جهت: ارتعاش معمولاً شعاعی است و می‌تواند در هر دو جهت افقی و عمودی وجود داشته باشد.

علل رایج آشفتگی هوا

تلاطم یک مسئله هیدرولیکی یا آیرودینامیکی است که در اثر اختلال در جریان روان و طراحی شده سیال ایجاد می‌شود. علل رایج عبارتند از:

• عملکرد خارج از نقطه بهترین کارایی (BEP): پمپ‌ها و فن‌ها طوری طراحی شده‌اند که در یک نقطه خاص از منحنی عملکرد خود، با بیشترین راندمان و روان‌ترین حالت کار کنند. کارکرد آنها با نرخ جریان بسیار بالاتر یا پایین‌تر از BEP باعث می‌شود سیال به طور ناکارآمد جریان یابد و تلاطم ایجاد شود.
• موانع در مسیر جریان: هر چیزی که مسیر سیال را مسدود یا مختل کند، می‌تواند باعث ایجاد تلاطم شود. این شامل لوله‌کشی با طراحی ضعیف (مثلاً خم‌های تیز درست قبل از ورودی مکش پمپ)، شیرهای نیمه بسته، صافی‌های مسدود شده یا اشیاء خارجی می‌شود.
• ورود هوا یا کاویتاسیون: وجود حباب‌های هوا در مایع (حباب‌زایی) یا تشکیل و فروپاشی حباب‌های بخار (کاویتاسیون) شرایط بسیار آشفته و ضربه‌ای ایجاد می‌کند که ارتعاش تصادفی قابل توجهی ایجاد می‌کند.
• طراحی ضعیف چاهک یا ورودی: در پمپ‌ها، طراحی ضعیف مخزن می‌تواند گرداب‌هایی ایجاد کند که هوا و آشفتگی را به مکش پمپ وارد می‌کنند.

تشخیص و تمایز

کلید تشخیص تلاطم، ماهیت تصادفی، پهن باند و فرکانس پایین آن است. یک تحلیلگر باتجربه اغلب می‌تواند با مشاهده ماهیت «ناپایدار» و «ضربان‌دار» ارتعاشات خود دستگاه، آن را شناسایی کند.

مهم است که تلاطم را از سایر مسائل مربوط به فرکانس پایین متمایز کنیم:

• شل‌شدگی مکانیکی: شل بودن نیز نویز پهن‌باند ایجاد می‌کند، اما اغلب با افزایش کف نویز در کل طیف و هارمونیک‌های متمایز سرعت حرکت مشخص می‌شود که در آشفتگی خالص وجود ندارند.

– چرخش روغن: این یک پیک زیرهمزمان متمایز در حدود ۰.۴-۰.۴۸X است، نه یک برآمدگی وسیع از انرژی تصادفی.

– مالش دادن: یک مالش می‌تواند طیف وسیعی از فرکانس‌ها را تولید کند، اما اغلب شامل هارمونیک‌ها و زیرهارمونیک‌های فرکانس بالا زیادی است و شکل موج زمانی ممکن است پیک‌های کوتاه یا بریده شده را نشان دهد.

از آنجایی که آشفتگی یک مسئله مربوط به فرآیند است، نه یک نقص مکانیکی، راه حل معمولاً شامل اصلاح مشکل عملیاتی یا طراحی سیستم است. این ممکن است شامل تنظیم نقطه کار پمپ یا فن، باز کردن شیرها، تمیز کردن صافی‌ها یا اصلاح طراحی لوله‌کشی باشد.

← بازگشت به فهرست اصلی