베인 통과 주파수 이해

디바이스

정의: 베인 통과 주파수란 무엇인가?

베인 통과 주파수 (VPF, 임펠러 베인 주파수 또는 간단히 베인 패스라고도 함)는 회전 펌프 임펠러의 베인(블레이드)이 볼류트 컷워터(텅), 디퓨저 베인 또는 케이싱과 같은 고정된 기준점을 통과하는 주파수입니다. 임펠러 베인 수에 샤프트 회전 주파수를 곱하여 계산합니다(VPF = 베인 수 × RPM / 60). 이는 펌프의 블레이드 통과 주파수 팬들 사이에서.

VPF는 지배적인 유압입니다 진동 원심 펌프의 소스로, 일반적으로 산업용 펌프의 경우 100~500Hz 범위에서 나타납니다. VPF 진폭 및 그 모니터링 배음 임펠러 상태, 유압 성능 및 클리어런스 문제에 대한 중요한 진단 정보를 제공합니다.

계산 및 일반적인 값

공식

VPF = Nv × N / 60
여기서 Nv = 임펠러 베인 수
N = 샤프트 속도(RPM)
Hz 단위 결과

예제

소형 펌프

3500 RPM에서 5개의 베인
VPF = 5 × 3500 / 60 = 292Hz

대형 공정 펌프

1750 RPM에서 7개의 베인
VPF = 7 × 1750 / 60 = 204Hz

고속 펌프

4200 RPM에서 6개의 베인
VPF = 6 × 4200 / 60 = 420Hz

일반적인 베인 수

원심 펌프: 3-12개의 베인(가장 흔한 5-7개)
소형 펌프: 베인 수 감소(3-5)
대형 펌프: 더 많은 베인(7-12)
고양정 펌프: 에너지 전달을 위한 더 많은 베인

물리적 메커니즘

압력 맥동

VPF는 유압 압력 변화로 인해 발생합니다.

각 임펠러 베인은 고속으로 유체를 운반합니다.
베인이 소용돌이 모양의 컷워터를 통과할 때 압력 펄스가 생성됩니다.
베인 전체의 압력 차이는 빠르게 변합니다.
임펠러와 케이싱에 힘 펄스를 생성합니다.
Nv 베인을 사용하면 회전당 Nv 펄스가 발생합니다.
맥동 주파수 = 베인 통과율 = VPF

설계 지점(BEP)

흐름 각도가 베인 각도와 일치합니다.
원활한 흐름, 최소한의 난류
VPF 진폭은 적당하고 안정적입니다.
최적의 압력 분포

오프 디자인 포인트

유동 각도가 베인 각도와 일치하지 않습니다.
난류 증가 및 흐름 분리
더 높은 압력 맥동
상승된 VPF 진폭
추가 가능한 주파수 구성 요소

진단 해석

일반 VPF 진폭

최적 효율 지점(BEP)에서의 펌프
시간 경과에 따라 안정적인 VPF 진폭
일반적으로 1× 진동 진폭의 10-30%
최소 고조파로 깨끗한 스펙트럼

상승된 VPF는 다음을 나타냅니다.

BEP에서 작동

저유량 작동(< 70% BEP)는 VPF를 증가시킵니다
고유량(> 120% BEP)은 VPF도 높입니다.
BEP 80-110%에서 최적 작동

임펠러-케이싱 간 간격 문제

마모된 마모 링은 여유 공간을 증가시킵니다.
베어링 마모로 인한 임펠러 변속
과도한 클리어런스로 인해 VPF 진폭이 증가합니다.
성능 저하(내부 재순환)

임펠러 손상

깨지거나 금이 간 날개는 비대칭을 생성합니다.
VPF 진폭 측파대 ±1× 속도에서
베인의 침식 또는 쌓임
이물질 손상

유압 공명

VPF는 파이프 또는 케이싱의 음향 공명을 일치시킵니다.
극적인 진폭 증폭
구조적 진동 및 소음을 유발할 수 있습니다
시스템 수정이 필요할 수 있습니다

VPF 고조파

2×VPF 이상

다중 고조파는 문제를 나타냅니다.

2×VPF 존재: 불균일한 베인 간격, 임펠러 편심
다중 고조파: 심각한 유압 난류, 베인 손상
과도한 진폭: 피로 파괴의 가능성

서브하모닉

분수 VPF 구성 요소(VPF/2, VPF/3)
흐름 불안정성을 나타냅니다
회전 정지 또는 분리 셀
매우 낮은 유량에서 일반적입니다.

모니터링 및 추세

기준선 설정

펌프가 새 것이거나 최근 점검을 받았을 때 VPF를 기록합니다.
설계 운영 지점의 문서
정상 VPF/1× 진폭 비율 설정
알람 한계 설정(일반적으로 기준 VPF 진폭의 2~3배)

추세 매개변수

VPF 진폭: 시간이 지남에 따라 추적하면 증가할수록 문제가 발생함을 나타냅니다.
VPF/1× 비율: 비교적 일정하게 유지되어야 함
고조파 함량: 2×VPF, 3×VPF의 출현 또는 성장
사이드밴드 개발: VPF 주변 ±1× 측파대의 출현

작동 조건 상관 관계

VPF 대 유량 추적
최적의 작동 구역(최소 VPF) 식별
작동 지점이 이동한 시점을 감지합니다.
성능 저하와 상관관계

시정 조치

높은 VPF의 경우

운영 지점 최적화

펌프를 BEP에 더 가깝게 만들기 위해 유량을 조정하세요.
스로틀 방전 또는 시스템 저항 조정
흡입 조건이 적절한지 확인하세요

기계적 교정

마모된 마모 링 교체(간격 복원)
마모되거나 손상된 임펠러를 교체하세요
임펠러 이동을 허용하는 베어링 문제 수정
적절한 임펠러 위치(축 방향 및 반경 방향)를 확인하세요.

유압 개선

유입 배관 설계 개선(사전 소용돌이 및 난류 감소)
필요한 경우 흐름 교정기를 설치하세요
적절한 NPSH 마진을 확인하세요
공기 유입을 제거하세요

다른 주파수와의 관계

VPF 대 BPF

펌프와 팬을 구분하기 위해 종종 사용되는 용어
VPF: 펌프(액체 내 베인)에 대한 선호 용어
BPF: 팬(공기 중의 날개)에 대한 선호 용어
계산 및 진단 접근 방식이 동일합니다.

VPF 대 실행 속도

VPF = Nv × (주행 속도 주파수)
VPF는 항상 1×보다 높은 주파수입니다.
7베인 임펠러의 경우 VPF = 7× 작동 속도 주파수

베인 통과 주파수는 원심 펌프의 기본적인 유압 진동 요소입니다. VPF 계산을 이해하고, 정상 및 증가된 진폭을 인식하며, VPF 패턴을 작동 조건 및 펌프 상태와 연관시키면 효과적인 펌프 진단이 가능하며, 작동점 최적화, 간극 복원 및 임펠러 교체에 대한 결정을 내릴 수 있습니다.

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베인 통과 주파수란 무엇인가요? 펌프 블레이드 진단

admin가 10월 29, 2025 10월 29, 2025에 게시함