מהי תדירות מעבר הלהבים (BPF)?

תדירות מעבר הלהבים (VPF), המכונה גם תדירות מעבר הלהבים (BPF), היא הקצב שבו להבי האימפלר עוברים נקודה קבועה כגון מי החתך הוולוטיים. היא שווה למספר הלהבים של האימפלר כפול תדירות סיבוב הציר: BPF = Z × סל"ד / 60. משרעת BPF מוגברת מצביעה על הפרעות זרימה, מחזור או קוויטציה.

אילו תדרים מצביעים על קוויטציה של המשאבה?

קוויטציה מייצרת רעש פס רחב בתדר גבוה, בדרך כלל בטווח של 1-100 קילוהרץ, עקב קריסת בועות אדים. בנוסף, תדר מעבר הלהבים (BPF) וההרמוניות שלו לרוב עולות במשרעת במהלך קוויטציה. השילוב של רעש פס רחב מוגבר ו-BPF מוגבר הוא אינדיקטור חזק לקוויטציה.

מהו מרווח NPSH ולמה הוא חשוב?

מרווח NPSH הוא ההפרש בין NPSH זמין (NPSHa) ל-NPSH נדרש (NPSHr). מרווח חיובי פירושו לחץ יניקה מספיק כדי למנוע קוויטציה. הנחיות התעשייה ממליצות בדרך כלל על NPSHa ≥ 1.3× NPSHr לשירות כללי, ו-NPSHa ≥ 2× NPSHr עבור משאבות בעלות אנרגיה גבוהה או משאבות קריטיות.

כיצד ניתן לזהות קוויטציה באמצעות ניתוח ויברציות?

גילוי קוויטציה באמצעות רטט: (1) רעש פס רחב בתדר גבוה (טווח אולטרסאונד 20-100 קילוהרץ), (2) משרעת הרמוניות BPF מוגברת, (3) רמות רטט כלליות מוגברות, (4) ניטור פליטה אקוסטית. טכניקות עוטפות או דמודולציה על נתוני תאוצה יעילות לגילוי מוקדם של קוויטציה.

מה גורם לקביטציה של המשאבה?

סיבות נפוצות כוללות: ראש יניקה לא מספק (NPSHa < NPSHr), טמפרטורת נוזל גבוהה המפחיתה את לחץ האדים, קצב זרימה מוגזם, הגבלות בצינור היניקה (מסננת סתומה, שסתום סגור חלקית), עומק יניקה מוגזם, סחיבת אוויר ופעולה הרחק מנקודת היעילות הטובה ביותר (BEP). קוויטציה של מחזור הדם מתרחשת בזרימות נמוכות מאוד.

כלי הנדסי חינמי

אומדן תדירות קוויטציה של משאבה

חשב את תדירות מעבר הלהבים (BPF), תדירות הציר, טווח תדירות הקביטציה הצפוי ומרווח NPSH עם מחוון רמת סיכון עבור משאבות צנטריפוגליות.

vane pass / BPF קוויטציה מרווח NPSH

תוצאות

תדירות vane pass (BPF)

—

תדר פיר (1×)

—

טווח cavitation צפוי

—

מספר ה-vane-ים

—

הרמוניות BPF

הרמונית	תדר (Hz)	CPM	הערה

חתימת cavitation: רעש פס רחב בתדר גבוה (בדרך כלל 1–100 קילוהרץ) בשילוב עם הרמוניות BPF גבוהות. השתמש במדידות תאוצה אולטרסאונד או בתדר גבוה לגילוי מוקדם.

תדירות vane pass (BPF)

תדירות ה-vane pass (הנקראת גם blade pass frequency, BPF) היא הקצב שבו להבי ה-impeller חולפים על פני נקודה קבועה (כגון ה-cutwater בבית הספירלה):

Z — מספר להבי האימפלר
n — מהירות ציר המשאבה (RPM)

מאפייני תדר cavitation

cavitation במשאבות צנטריפוגליות מייצרת רעש רחב-פס אופייני בתדר גבוה עקב קריסת בועות אדים:

בנוסף לרעש פס רחב, קוויטציה בדרך כלל גורמת לעלייה באמפליטודת BPF ובהרמוניות שלה (2×BPF, 3×BPF).

מרווח NPSH

מרווח ה-NPSH (Net Positive Suction Head) מציין את מקדם הבטיחות נגד cavitation:

יחס NPSH (NPSHa/NPSHr)	רמת הסיכון	המלצה
> 2.0	נמוך	מרווח מספק — לא צפויה cavitation
1.3 – 2.0	בינוני	מקובל לשירות כללי, יש לנטר
1.0 – 1.3	גבוה	מרווח לא מספיק — cavitation סבירה
< 1.0	קריטי	NPSHa נמוך מ-NPSHr — cavitation ודאית

דוגמה — משאבה צנטריפוגלית עם 6 vanes ב-2950 RPM

נתון: Z = 6, n = 2950 RPM, NPSHa = 8 m, NPSHr = 3 m

תדר הציר = 2950 / 60 = 49.17 Hz

BPF = 6 × 2950 / 60 = 295.0 Hz

מרווח NPSH = 8 − 3 = 5.0 m

יחס NPSH = 8 / 3 = 2.67 — סיכון נמוך

⚠️ הערה: רעש קוויטציה הוא פס רחב ובעיקר בטווח האולטרסאונד (מעל 20 קילוהרץ). חיישני רטט סטנדרטיים (מדי תאוצה עד 10-15 קילוהרץ) עשויים לא ללכוד אותו. השתמשו במדי תאוצה בתדר גבוה, בחיישנים אולטרסאונדים או מתמרי פליטה אקוסטית לגילוי קוויטציה אמין.