पंपों में हाइड्रोलिक बलों को समझना
परिभाषा: हाइड्रोलिक बल क्या हैं?
हाइड्रोलिक बल ये बल प्रवाहित द्रव द्वारा पंप घटकों पर लगाए जाते हैं, जिनमें प्ररितक फलकों पर दाब-प्रेरित भार, दाब अंतरों से अक्षीय प्रणोद, असममित दाब वितरण से त्रिज्यीय बल, और प्रवाह विक्षोभ तथा फलक-विलोम परस्परक्रिया से स्पंदित बल शामिल हैं। ये बल यांत्रिक बलों (जैसे, असंतुलित होना, मिसलिग्न्मेंट) क्योंकि वे द्रव के दबाव और संवेग में परिवर्तन से उत्पन्न होते हैं, जिससे कंपन घटकों पर वेन पासिंग आवृत्ति और संबंधित हार्मोनिक्स.
पंप की विश्वसनीयता के लिए हाइड्रोलिक बलों को समझना आवश्यक है, क्योंकि ये बल असर भार, शाफ्ट विक्षेपण और कंपन पैदा करते हैं जो परिचालन स्थितियों (प्रवाह दर, दबाव, द्रव गुण) के साथ बदलते रहते हैं, जिससे पंप का व्यवहार अन्य घूर्णन मशीनरी से भिन्न हो जाता है, जहां बल मुख्य रूप से यांत्रिक होते हैं।.
हाइड्रोलिक बलों के प्रकार
1. अक्षीय थ्रस्ट (हाइड्रोलिक थ्रस्ट)
प्ररित करनेवाला पर दबाव अंतर से शुद्ध अक्षीय बल:
- तंत्र: प्ररित करनेवाला के एक तरफ निर्वहन दबाव, दूसरी तरफ चूषण दबाव
- दिशा: आमतौर पर चूषण की ओर (प्ररित करनेवाला के पीछे)
- परिमाण: मध्यम पंपों में भी हजारों पाउंड हो सकते हैं
- प्रभाव: भार जोर असर, कारण हो सकता है अक्षीय कंपन
- इसके साथ बदलता रहता है: प्रवाह दर, दबाव, प्ररित करनेवाला डिजाइन
थ्रस्ट संतुलन विधियाँ
- संतुलन छेद: दबाव को बराबर करने वाले प्ररित करनेवाला आवरण में छेद
- बैक वेन: दबाव कम करने के लिए पीछे की ओर तरल पदार्थ पंप करने वाली पंखुड़ियाँ
- डबल-सक्शन इम्पेलर्स: सममित डिजाइन रद्द करने वाला जोर
- विरोधी प्ररितक: विपरीत दिशाओं में स्थित प्ररितकों वाले बहु-चरणीय पंप
2. रेडियल बल
असममित दबाव वितरण से पार्श्व बल:
सर्वोत्तम दक्षता बिंदु (बीईपी) पर
- प्ररित करनेवाला के चारों ओर दबाव वितरण अपेक्षाकृत सममित
- रेडियल बल संतुलित और रद्द
- न्यूनतम शुद्ध रेडियल बल
- सबसे कम कंपन की स्थिति
ऑफ बीईपी (कम प्रवाह)
- विलेय में असममित दाब वितरण
- कुंडलित जीभ की ओर शुद्ध रेडियल बल
- प्रवाह घटने पर बल परिमाण बढ़ता है
- शटऑफ पर इम्पेलर का वजन 20-40% हो सकता है
- घूर्णनशील रेडियल बल से 1× कंपन उत्पन्न करता है
ऑफ बीईपी (उच्च प्रवाह)
- विभिन्न विषमता पैटर्न
- रेडियल बल मौजूद है लेकिन आमतौर पर कम प्रवाह से कम है
- प्रवाह अशांति यादृच्छिक बल घटकों को जोड़ती है
3. वेन पासिंग स्पंदन
जब पंख कटवाटर से गुजरते हैं तो आवधिक दबाव स्पंदन:
- आवृत्ति: पंखों की संख्या × RPM / 60
- तंत्र: प्रत्येक गुजरने वाला फलक दबाव पल्स बनाता है
- बल: प्ररितक, कुंडलित वक्र और आवरण पर कार्य करें
- कंपन: वेन पासिंग आवृत्ति पर प्रभावी
- परिमाण: निकासी, संचालन बिंदु, डिजाइन पर निर्भर करता है
4. पुनःपरिसंचरण बल
- प्रवाह अस्थिरताओं से कम आवृत्ति वाले अस्थिर बल
- बहुत कम या बहुत उच्च प्रवाह दर पर घटित होता है
- आवृत्तियाँ आमतौर पर 0.2-0.8× चलने की गति
- गंभीर निम्न-आवृत्ति कंपन पैदा कर सकता है
- बीईपी से दूर संचालन को इंगित करता है
पंप प्रदर्शन पर प्रभाव
बेयरिंग लोडिंग
- हाइड्रोलिक रेडियल बल यांत्रिक भार में वृद्धि करते हैं
- भिन्न-भिन्न बल चक्रीय भार उत्पन्न करते हैं
- कम प्रवाह स्थितियों पर अधिकतम लोडिंग
- बियरिंग चयन में हाइड्रोलिक भार को ध्यान में रखना चाहिए
- हाइड्रोलिक बलों द्वारा बेयरिंग का जीवन कम हो जाता है (जीवन ∝ 1/भार³)
शाफ्ट विक्षेपण
- रेडियल बल शाफ्ट को विक्षेपित करते हैं
- सील क्लीयरेंस और वेयर रिंग्स में परिवर्तन
- दक्षता प्रभावित हो सकती है
- चरम मामलों में रगड़ की स्थिति पैदा हो जाती है
कंपन उत्पादन
- 1× घटक: स्थिर या धीरे-धीरे बदलते रेडियल बल से
- वीपीएफ घटक: दबाव स्पंदन से
- कम बार होना: पुनःपरिसंचरण और अस्थिरता से
- परिचालन बिंदु पर निर्भर: कंपन प्रवाह दर के साथ बदलता रहता है
यांत्रिक तनाव
- चक्रीय बल थकान भार पैदा करते हैं
- दबाव अंतरों द्वारा तनावग्रस्त प्ररितक पंख
- झुकने वाले क्षणों से शाफ्ट थकान
- दबाव स्पंदन से आवरण तनाव
हाइड्रोलिक बल न्यूनीकरण
बीईपी के पास संचालित करें
- हाइड्रोलिक बलों को न्यूनतम करने की सबसे प्रभावी रणनीति
- जब संभव हो तो BEP प्रवाह के 80-110% के भीतर काम करें
- BEP पर रेडियल बल न्यूनतम
- कंपन और असर भार न्यूनतम
प्रारुप सुविधाये
- डिफ्यूज़र पंप: वोल्यूट की तुलना में अधिक सममित दबाव वितरण
- डबल वोल्यूट: 180° दूरी पर स्थित दो कटवाटर रेडियल बलों को संतुलित करते हैं
- बढ़ी हुई मंजूरी: वेन पासिंग दबाव स्पंदन को कम करें (लेकिन दक्षता कम करें)
- वेन संख्या चयन: ध्वनिक अनुनादों से बचने के लिए अनुकूलन करें
सिस्टम डिज़ाइन
- बेसलोड पंपों के लिए न्यूनतम प्रवाह पुनःपरिसंचरण
- वास्तविक कार्य के लिए उचित आकार का पंप (अधिक आकार से बचें)
- इष्टतम संचालन बिंदु बनाए रखने के लिए परिवर्तनीय गति ड्राइव
- इनलेट डिज़ाइन पूर्व-भंवर और अशांति को न्यूनतम करता है
नैदानिक उपयोग
प्रदर्शन वक्र और हाइड्रोलिक बल
- कंपन बनाम प्रवाह दर का प्लॉट बनाएं
- न्यूनतम कंपन आमतौर पर BEP पर या उसके निकट होता है
- कम प्रवाह पर कंपन में वृद्धि उच्च रेडियल बलों को इंगित करती है
- ऑपरेटिंग रेंज चयन का मार्गदर्शन करता है
वीपीएफ विश्लेषण
- वीपीएफ आयाम हाइड्रोलिक स्पंदन की गंभीरता को इंगित करता है
- वीपीएफ में वृद्धि से निकासी में गिरावट या परिचालन बिंदु में बदलाव का संकेत मिलता है
- वीपीएफ हार्मोनिक्स अशांत, विक्षुब्ध प्रवाह का संकेत देते हैं
मापन संबंधी विचार
कंपन माप स्थान
- असर आवास: समग्र यांत्रिक और हाइड्रोलिक बलों का पता लगाना
- पंप आवरण: हाइड्रोलिक स्पंदन के प्रति अधिक संवेदनशील
- सक्शन और डिस्चार्ज पाइपिंग: दबाव स्पंदन संचरण
- एकाधिक स्थान: हाइड्रोलिक और यांत्रिक स्रोतों में अंतर बताइए
दबाव स्पंदन माप
- चूषण और निर्वहन में दबाव ट्रांसड्यूसर
- हाइड्रोलिक स्पंदन को सीधे मापें
- कंपन के साथ सहसंबंध
- ध्वनिक अनुनादों की पहचान करें
हाइड्रोलिक बल पंप संचालन के लिए मूलभूत हैं और पंप कंपन और भार का एक प्रमुख स्रोत हैं। यह समझना कि ये बल परिचालन स्थितियों के साथ कैसे बदलते हैं, कंपन स्पेक्ट्रम में उनके संकेतों को पहचानना, और लगभग-बीईपी संचालन के माध्यम से हाइड्रोलिक बलों को न्यूनतम करने के लिए पंपों का डिज़ाइन/संचालन करना, औद्योगिक अनुप्रयोगों में विश्वसनीय, दीर्घ-आयु पंप प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।.
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