מהי מחזור? חוסר יציבות של משאבה בזרימה נמוכה • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחים, מקדחים על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים מהי מחזור? חוסר יציבות של משאבה בזרימה נמוכה • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחים, מקדחים על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים

מהי מחזור? חוסר יציבות של משאבה בזרימה נמוכה

פורסם על ידי admin ב-

הבנת מחזור במשאבות

הגדרה: מהי מחזור?

מחזור היא חוסר יציבות בזרימה המתרחשת במשאבות צנטריפוגליות ובמאווררים כאשר הם פועלים בקצבי זרימה נמוכים משמעותית מנקודת התכנון (נקודת יעילות מיטבית או BEP). בזרימות נמוכות, הנוזל הופך חלקית את כיוון הזרימה, וזורם אחורה מאזור הפריקה חזרה לכיוון היניקה, ויוצר דפוסי סירקולציה לא יציבים בכניסת האימפלר או בפריקתו. תופעה זו מייצרת תדירות נמוכה רֶטֶט פעימות (בדרך כלל 0.2-0.8× מהירות ריצה), רעש, אובדן יעילות, ויכול לגרום נזק מכני חמור באמצעות עומס מחזורי, קוויטציה, וחימום.

מחזור הדם הוא אחד מתנאי ההפעלה ההרסניים ביותר עבור משאבות, משום שהכוחות ההידראוליים הלא יציבים יכולים להיות עצומים, ולגרום לכשלים במסבים, נזק לאטמים, עייפות ציר ואף לכשל מבני של האימפלר במקרים חמורים. הבנה ומניעה של מחזור הדם הן קריטיות לאמינות המשאבה.

סוגי מחזור

1. מחזור יניקה

מתרחש בכניסת האימפלר (צד היניקה):

  • מַנגָנוֹן: בזרימה נמוכה, הנוזל הנכנס לעין האימפלר בזווית זרימה שגויה
  • הַפרָדָה: הזרימה נפרדת ממשטחי היניקה של הכנף
  • זרימה הפוכה: נוזל מופרד זורם אחורה מתוך עין האימפלר
  • הַתקָפָה: בדרך כלל ב-60-70% של זרימת BEP
  • מִקוּם: מרוכז ליד מעטפות האימפלר

2. מחזור פריקה

מתרחש ביציאה (יציאה) של האימפלר:

  • מַנגָנוֹן: נוזל פריקה בלחץ גבוה זורם אחורה לתוך פריפריית האימפלר
  • נָתִיב: מרווחי מרווח דרך (טבעות שחיקה, מרווחים צדדיים)
  • עִרבּוּב: זרימה ממוחזרת מתערבבת עם הזרימה הראשית, ויוצרת מערבולת
  • הַתקָפָה: בדרך כלל ב-40-60% של זרימת BEP
  • חמור יותר: בדרך כלל מזיק יותר מאשר מחזור יניקה

3. מחזור משולב

  • גם מחזור יניקה וגם מחזור פליטה קיימים בו זמנית
  • מתרחש בזרימות נמוכות מאוד (< 40% BEP)
  • פוטנציאל הרעידות והנזק החמורים ביותר
  • יש להימנע באמצעות הגנה מינימלית על זרימה

חתימת רטט

דפוס אופייני

  • תֶדֶר: תת-סינכרוני, בדרך כלל מהירות ריצה של ×0.2-0.8
  • דוּגמָה: משאבה של 1750 סל"ד המציגה פעימות של 10-20 הרץ
  • מִשׂרַעַת: יכול להיות רטט פעולה רגיל של 2-5 פעמים
  • לֹא יַצִיב: תדירות ואמפליטודה משתנים, אינם קבועים
  • רכיב אקראי: עלייה בפס רחב כתוצאה מערבולות

תלות זרימה

  • זרימה גבוהה: אין סחרור, רטט נמוך
  • זרימה בינונית (80-100% BEP): סירקולציה מינימלית, רעידות מקובלות
  • זרימה נמוכה (50-70% BEP): מחזור יניקה מתחיל, הרטט גובר
  • זרימה נמוכה מאוד (< 50% BEP): סירקולציה חזקה, רעידות גבוהות מאוד
  • כיבוי: סירקולציה מקסימלית, רעידות מקסימליות ושיעור נזק

אינדיקטורים נוספים

  • גָבוֹהַ רטט צירי רְכִיב
  • עלייה ברעש (שאגה או גרגור)
  • אובדן ביצועים (עומס וזרימה מתחת לעקומה)
  • עליית טמפרטורה כתוצאה מהפסדים הידראוליים

השלכות ונזק

השפעות מיידיות

  • רעידות חזקות: יכול לחרוג ממגבלות האזעקה תוך דקות
  • רַעַשׁ: רעש סוער חזק
  • אובדן יעילות: צריכת חשמל גבוהה עבור זרימה מסופקת
  • הַסָקָה: הפסדים הידראוליים מומרים לחום

נזק מכני

  • כשל מיסב: עומסים מחזוריים גבוהים מאיצים את שחיקת המיסבים
  • נזק לאטם: רטט ופעימות לחץ פוגעות באטמים
  • עייפות פיר: מאמץ כיפוף מתחלף מכוחות הידראוליים
  • נזק לאימפלר: סדקים בעייפות שבבים כתוצאה מעומס מחזורי

נזק הידראולי

  • קוויטציה: אזורי מחזור הנוטים לקוויטציה
  • שְׁחִיקָה: זרימה חוזרת במהירות גבוהה שוחקת משטחים
  • קוויטציה של מערבולת: מערבולות באזורי מחזור חוזרות מתעוותות

גילוי ואבחון

ניתוח רטט

  • חפש רכיבים תת-סינכרוניים (0.2-0.8×)
  • בדיקה בקצבי זרימה מרובים
  • זיהוי קצב הזרימה שבו מתחילות פעימות (תחילת מחזור הדם)
  • השווה לתחזיות עקומת ביצועי המשאבה

בדיקות ביצועים

  • מדידת עקומת זרימת הראש בפועל
  • השווה לעקומת התכנון
  • סטייה בזרימה נמוכה מצביעה על מחזור
  • צריכת חשמל גבוהה יותר מהתחזית לעקומה

ניטור אקוסטי

  • צליל שאגה סוער ומיוחד
  • עלייה ברעש פס רחב
  • ניתן לשמוע ולחוש במעטפת המשאבה

מניעה והפחתה

אסטרטגיות תפעוליות

הגנה מינימלית על זרימה

  • התקנת קו מחזור אוטומטי לזרימה מינימלית
  • השסתום נפתח מתחת לזרימה מינימלית בטוחה (בדרך כלל 60-70% BEP)
  • ממחזר את הפריקה חזרה ליניקה או למיכל
  • מונע פעולה באזור מחזור האוויר

בקרת נקודת פעולה

  • הימנע מפעולה מתחת לזרימה רציפה מינימלית
  • השתמש בהינע מהירות משתנה כדי להתאים את המשאבה לדרישה
  • מספר משאבות קטנות יותר במקום משאבה גדולה אחת (הורדת לחץ אוויר טוב יותר)
  • פעולה מדורגת של משאבות מקבילות

פתרונות עיצוב

  • משרה: שלב כניסה צירי לייצוב זרימת יניקה
  • אימפלרים בעלי זרימה נמוכה: עיצובים מיוחדים לפעולה בזרימה נמוכה
  • מידות נכונות: אין להגדיל את המשאבה יתר על המידה (הימנעו מפעולה כרונית של זרימה נמוכה)
  • טווח פעולה רחב יותר: בחרו משאבות עם עקומות שטוחות הסובלות משתנות זרימה

תכנון מערכת

  • מערכת תכנון להפעלת משאבה ליד BEP
  • לספק מרווח NPSH נאות כדי להפחית קוויטציה באזורי מחזור
  • מיקום שסתום בקרה כדי למזער את ויסות היניקה
  • מערכות מעקף או מחזור להבטחת זרימה מינימלית

סטנדרטים והנחיות בתעשייה

זרימה רציפה מינימלית

  • API 610: מציין זרימה יציבה רציפה מינימלית עבור משאבות צנטריפוגליות
  • ערכים אופייניים: 60-70% של זרימת BEP עבור משאבות רדיאליות, 70-80% עבור זרימה מעורבת
  • שיקול תרמי: מוגבל גם על ידי עליית הטמפרטורה בזרימה נמוכה

בדיקות ביצועים

  • בדיקות מפעל מאמתות את נקודת ההתחלה של מחזור הדם
  • בדיקות ביצועים בשטח לאישור
  • קריטריוני קבלה לרעידות בזרימה מינימלית

מחזור הדם מייצג את אחד מתנאי ההפעלה הקשים ביותר עבור משאבות צנטריפוגליות. חתימת הרטט התת-סינכרונית האופיינית לה, אמפליטודות הפעימה החדות והפוטנציאל לנזק מכני מהיר הופכים את הבנת תנאי ההתחלה של מחזור הדם, יישום הגנה מפני זרימה מינימלית והימנעות מפעולה כרונית של זרימה נמוכה לחיוניים לאמינות המשאבה ואורך החיים שלה בשירות תעשייתי.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ