Apa itu Gaya Hidrolik? Sumber Getaran Pompa • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Gaya Hidrolik? Sumber Getaran Pompa • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Gaya Hidrolik? Sumber Getaran Pompa

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Gaya Hidrolik pada Pompa

Definisi: Apa itu Gaya Hidrolik?

Kekuatan hidrolik adalah gaya yang diberikan pada komponen pompa oleh cairan yang mengalir, termasuk beban akibat tekanan pada sudu impeller, gaya dorong aksial akibat perbedaan tekanan, gaya radial akibat distribusi tekanan asimetris, dan gaya pulsasi akibat turbulensi aliran dan interaksi sudu-volute. Gaya-gaya ini berbeda dari gaya mekanis (dari ketidakseimbangan, ketidaksejajaran) yang muncul akibat tekanan fluida dan perubahan momentum, sehingga menciptakan getaran komponen di frekuensi lewat baling-baling dan harmonik terkait.

Memahami gaya hidrolik sangat penting untuk keandalan pompa karena gaya ini menciptakan beban bantalan, defleksi poros, dan getaran yang bervariasi tergantung pada kondisi pengoperasian (laju aliran, tekanan, sifat fluida), sehingga perilaku pompa berbeda dari mesin berputar lainnya yang gaya utamanya bersifat mekanis.

Jenis-jenis Gaya Hidrolik

1. Dorongan Aksial (Dorongan Hidrolik)

Gaya aksial bersih dari perbedaan tekanan melintasi impeller:

  • Mekanisme: Tekanan pembuangan di satu sisi, tekanan hisap di sisi lain impeller
  • Arah: Biasanya ke arah hisapan (belakang impeller)
  • Besarnya: Bisa mencapai ribuan pound bahkan dengan pompa sedang
  • Memengaruhi: Beban bantalan dorong, dapat menyebabkan getaran aksial
  • Bervariasi Dengan: Laju aliran, tekanan, desain impeller

Metode Penyeimbangan Dorongan

  • Lubang Keseimbangan: Lubang pada selubung impeller menyamakan tekanan
  • Baling-baling Belakang: Baling-baling di sisi belakang memompa cairan untuk mengurangi tekanan
  • Impeller Hisap Ganda: Desain simetris yang membatalkan dorongan
  • Pendorong yang Berlawanan: Pompa multi-tahap dengan impeller menghadap arah berlawanan

2. Gaya Radial

Gaya samping dari distribusi tekanan asimetris:

Pada Titik Efisiensi Terbaik (BEP)

  • Distribusi tekanan relatif simetris di sekitar impeller
  • Gaya radial seimbang dan saling meniadakan
  • Gaya radial bersih minimal
  • Kondisi getaran terendah

Mati BEP (Aliran Rendah)

  • Distribusi tekanan asimetris dalam volume
  • Gaya radial bersih menuju lidah volute
  • Besarnya gaya meningkat seiring dengan berkurangnya aliran
  • Dapat berupa berat impeller 20-40% saat dimatikan
  • Menciptakan getaran 1× dari gaya radial yang berputar

Mati BEP (Aliran Tinggi)

  • Pola asimetri yang berbeda
  • Gaya radial ada tetapi biasanya lebih kecil dibandingkan pada aliran rendah
  • Turbulensi aliran menambahkan komponen gaya acak

3. Pulsasi Baling-baling yang Melewati

Pulsa tekanan periodik saat baling-baling melewati cutwater:

  • Frekuensi: Jumlah baling-baling × RPM / 60
  • Mekanisme: Setiap baling-baling yang lewat menciptakan pulsa tekanan
  • Kekuatan: Bertindak pada impeller, volute, dan casing
  • Getaran: Dominan pada frekuensi passing baling-baling
  • Besarnya: Tergantung pada izin, titik operasi, desain

4. Gaya Resirkulasi

  • Gaya tak stabil frekuensi rendah akibat ketidakstabilan aliran
  • Terjadi pada laju aliran yang sangat rendah atau sangat tinggi
  • Frekuensi biasanya 0,2-0,8× kecepatan lari
  • Dapat menciptakan getaran frekuensi rendah yang parah
  • Menunjukkan operasi jauh dari BEP

Efek pada Kinerja Pompa

Beban Bantalan

  • Gaya radial hidrolik menambah beban mekanis
  • Gaya yang bervariasi menciptakan beban siklik
  • Beban maksimum pada kondisi aliran rendah
  • Pemilihan bantalan harus memperhitungkan beban hidrolik
  • Umur bantalan berkurang karena gaya hidrolik (Umur ∝ 1/Beban³)

Defleksi Poros

  • Gaya radial membelokkan poros
  • Mengubah celah segel dan cincin keausan
  • Dapat mempengaruhi efisiensi
  • Kasus ekstrem menyebabkan gesekan

Pembangkit Getaran

  • 1× Komponen: Dari gaya radial yang stabil atau berubah secara perlahan
  • Komponen VPF: Dari denyutan tekanan
  • Frekuensi Rendah: Dari resirkulasi dan ketidakstabilan
  • Titik Operasi Tergantung: Getaran bervariasi dengan laju aliran

Tekanan Mekanik

  • Gaya siklik menciptakan beban lelah
  • Baling-baling impeller tertekan oleh perbedaan tekanan
  • Kelelahan poros akibat momen lentur
  • Tegangan casing akibat pulsasi tekanan

Minimalisasi Gaya Hidrolik

Beroperasi di Dekat BEP

  • Strategi paling efektif untuk meminimalkan gaya hidrolik
  • Beroperasi dalam aliran BEP 80-110% jika memungkinkan
  • Gaya radial minimum pada BEP
  • Getaran dan beban bantalan diminimalkan

Fitur Desain

  • Pompa Diffuser: Distribusi tekanan lebih simetris daripada volumete
  • Volute Ganda: Dua kapal pemecah gelombang yang berjarak 180° menyeimbangkan gaya radial
  • Peningkatan Izin: Mengurangi denyut tekanan lewat baling-baling (tetapi menurunkan efisiensi)
  • Pemilihan Nomor Baling-baling: Optimalkan untuk menghindari resonansi akustik

Desain Sistem

  • Resirkulasi aliran minimum untuk pompa beban dasar
  • Pompa berukuran tepat untuk tugas sebenarnya (hindari ukuran yang terlalu besar)
  • Penggerak kecepatan variabel untuk mempertahankan titik operasi optimal
  • Desain saluran masuk meminimalkan pra-pusaran dan turbulensi

Penggunaan Diagnostik

Kurva Kinerja dan Gaya Hidrolik

  • Plot getaran vs laju aliran
  • Getaran minimum biasanya pada atau mendekati BEP
  • Peningkatan getaran pada aliran rendah menunjukkan gaya radial yang tinggi
  • Panduan pemilihan rentang operasi

Analisis VPF

  • Amplitudo VPF menunjukkan tingkat keparahan pulsasi hidrolik
  • Peningkatan VPF menunjukkan penurunan izin atau pergeseran titik operasi
  • Harmonik VPF menunjukkan aliran yang turbulen dan terganggu

Pertimbangan Pengukuran

Lokasi Pengukuran Getaran

  • Rumah Bantalan: Mendeteksi keseluruhan kekuatan mekanis dan hidrolik
  • Casing Pompa: Lebih sensitif terhadap denyut hidrolik
  • Pipa Hisap dan Pembuangan: Transmisi pulsasi tekanan
  • Beberapa Lokasi: Membedakan sumber hidrolik dari sumber mekanis

Pengukuran Pulsasi Tekanan

  • Transduser tekanan dalam hisap dan pembuangan
  • Mengukur pulsasi hidrolik secara langsung
  • Berkorelasi dengan getaran
  • Mengidentifikasi resonansi akustik

Gaya hidraulik merupakan hal mendasar bagi pengoperasian pompa dan merupakan sumber utama getaran serta beban pompa. Memahami bagaimana gaya-gaya ini berubah seiring kondisi pengoperasian, mengenali karakteristiknya dalam spektrum getaran, dan merancang/mengoperasikan pompa untuk meminimalkan gaya hidraulik melalui operasi mendekati BEP sangat penting untuk mencapai kinerja pompa yang andal dan tahan lama dalam aplikasi industri.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp