Mentės praėjimo dažnio supratimas
Mentės praėjimo dažnis (VPF – taip pat vadinamas sparnuotės mentelių dažniu arba tiesiog mentelių praėjimo dažniu) – tai dažnis, kuriuo besisukančio siurblio sparnuotės mentelės praeina pro nejudantį atskaitos tašką, pavyzdžiui, spiralinės kameros liežuvėlį, difuzoriaus mentes ar kitą korpuso elementą. Jis apskaičiuojamas sparnuotės menčių skaičių padauginus iš veleno sukimosi dažnio: VPF = Nv × RPM / 60. VPF yra tiesioginis siurblio atitikmuo peilio praėjimo dažnis pasireiškia ventiliatoriuose, ir tai yra pagrindinis hidraulinis vibracija šaltinis išcentrinėse siurbliuose, pramoninėse mašinose paprastai svyruojantis nuo 100 iki 500 Hz. Stebint VPF amplitudę ir jos harmonikos suteikia svarbią diagnostinę informaciją apie rotoriaus būklę, hidraulines charakteristikas ir vidinius tarpelius.
1. Apskaičiavimas ir tipinės vertės
Formulė
VPF = Nv × N / 60 where Nv = sparnelių skaičius, N = veleno sukimosi dažnis apsisukimais per minutę, o rezultatas pateikiamas hercais.
Kadangi VPF visada yra sveikasis skaičiaus kartotinis darbinis greitis (1×), jis tvirtai įsitvirtinęs tarp spektro sinchroninių komponentų — tai tikrasis mentės dažnis harmonika variklio veleno sukimosi greitis, o ne savarankiškas dažnis.
Išdirbti pavyzdžiai
- Small pump: 5 mentės esant 3500 aps/min → VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz.
- Didelio našumo technologinis siurblys: 7 mentės esant 1750 aps/min → VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz.
- Greitaeigis siurblys: 6 mentės esant 4200 aps/min → VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz.
Tipinis mentelių skaičius
- Išcentriniai siurbliai: 3–12 mentelių, dažniausiai 5–7.
- Small pumps: mažiau mentelių (3–5).
- Large pumps: daugiau mentelių (7–12).
- Aukšto slėgio siurbliai: daugiau mentelių, kad energija būtų perduodama efektyviai.
Būtina žinoti tikslų mentelių skaičių, nes būtent tai leidžia atskirti VPF nuo atsitiktinės veleno harmonikos; jei nėra rotoriaus brėžinio, mentelių skaičių dažnai galima nustatyti suskaičiuojant harmonikos eilės numerį, kurioje pasireiškia dominuojantis hidraulinis pikas. Blade Pass dažnio skaičiuoklė atlieka skaičiavimus tiek siurbliams, tiek ventiliatoriams, o Harmoninio dažnio skaičiuoklė padeda pažymėti VPF ir jo kartotinius dažnių ašyje.
2. Fizinis mechanizmas
Slėgio svyravimai
VPF kyla dėl hidraulinio slėgio svyravimų, o ne dėl mechaninės jėgos. Eiga yra tokia:
- Kiekviena rotoriaus mentė skysčio srautą stumia į išorę dideliu greičiu.
- Kai mentė praeina pro spiralinės kameros liežuvėlį, ji sukelia staigų slėgio impulsą.
- Tuo momentu slėgio skirtumas tarp mentės pusių staigiai pasikeičia.
- Tai sukelia jėgos impulsą tiek sparnuotei, tiek korpusui.
- With Nv vanes, Nv tokie impulsai pasikartoja kiekvieno apsisukimo metu.
- Gautas pulsacijos dažnis lygus mentės praėjimo dažniui (VPF).
Dėl to VPF yra vienas iš klasikinis hidraulinės jėgos veikiant siurbliui, skirtingai nuo grynai mechaninių sužadinimų, pavyzdžiui, disbalansas arba guolių defektai.
Esant projektiniam taškui (BEP)
- Įtekančio srauto kampas atitinka mentės kampą.
- Srautas yra tolygus, su minimaliomis sūkurinėmis srovėmis.
- VPF amplitudė yra vidutinė ir stabili.
- Slėgio pasiskirstymas aplink korpusą yra beveik optimalus.
Neatsižvelgiant į dizainą
- Srauto kampas nebeatitinka mentės kampo.
- Padidėja turbulencija ir srauto atsiskyrimas.
- Slėgio svyravimai stiprėja.
- VPF amplitudė didėja, dažnai atsiranda papildomų dažnio komponentų.
3. Diagnozės aiškinimas
Normali VPF amplitudė
- Siurblys veikia savo didžiausio efektyvumo taške (BEP) arba netoli jo.
- VPF amplitudė išlieka stabili atliekant pakartotinius matavimus.
- Paprastai 10–30 % 1× vibracijos amplitudės.
- Švarus spektras su minimaliu harmonikų kiekiu.
Ką rodo padidėjęs VPF rodiklis
Veikia nepasiekus ekonominio efektyvumo taško. Veikimas esant mažam srautui (mažiau nei ~70 % BEP) didina VPF, kaip ir veikimas esant dideliam srautui (daugiau nei ~120 % BEP); optimalus intervalas yra maždaug 80–110 % BEP. Ilgalaikis veikimas esant mažam srautui taip pat siejamas su vidinė recirkuliacija.
Tarpų tarp sparnuotės ir korpuso problemos. Susidėvėję apsauginiai žiedai arba pasislinkęs sparnuotės diskas guolių susidėvėjimas, padidėja veikimo tarpas; didėjant tarpui didėja VPF amplitudė, o kartu dėl vidinių nuotėkių mažėja našumas.
Sparnuotės pažeidimas. Sulūžusios arba įtrūkusios mentės sukelia asimetriją, dėl kurios susidaro VPF su šoninės juostos esant ±1× važiavimo greičiui; erozija, nuosėdų susidarymas ant mentelių arba pažeidimai dėl svetimkūnių veikia panašiai. Tai būdinga platesniam rotoriaus defektai.
Hidraulinis rezonansas. Jei VPF sutampa su akustiniu rezonansas vamzdynuose ar apvalkale amplitudė smarkiai padidėja, o tai kartais sukelia stiprius konstrukcinius virpesius ir triukšmą, dėl kurių tenka modifikuoti sistemą.
4. VPF harmonikos ir subharmonikos
2×VPF ir daugiau
Daugybinės menčių praėjimo dažnio harmonikos yra įspėjamasis ženklas:
- 2×VPF present: rodo, kad mentelių tarpas yra nevienodas arba rotorius yra ekscentriškas.
- Daugialypės harmonikos: gali reikšti stiprius hidraulinius sūkuriuosius srautus arba mentės pažeidimą.
- Per didelės amplitudės: didina nuovargis mentelių ir korpuso pažeidimų riziką.
Subharmonikos
- Daliniai komponentai, pavyzdžiui, VPF/2 arba VPF/3.
- Rodo srauto nestabilumus, įskaitant rotating stall ir atsiskyrimo ląsteles.
- Dažniausiai pasitaiko esant labai mažam srautui ir yra panašus į kitus subharmoninis phenomena.
5. Stebėjimas ir tendencijos
Bazinio lygio nustatymas
- Užregistruokite VPF vertę, kai siurblys yra naujas arba ką tik kapitaliai suremontuotas.
- Užfiksuokite ją projektiniame darbo taške.
- Nustatykite įprastą VPF ir 1× amplitudės santykį.
- Nustatykite signalizacijos ribas, paprastai 2–3 kartus didesnes už bazinę VPF amplitudę.
Stebimi parametrai
- VPF amplitudė: stebima laikui bėgant; nuolatinis augimas rodo, kad problema didėja.
- VPF/1× ratio: turėtų išlikti palyginti pastovus.
- Harmoninis turinys: 2×VPF ir 3×VPF atsiradimas arba augimas.
- Šoninės juostos plėtra: ±1× šoninių juostų atsiradimas aplink VPF.
Siejimas su eksploatavimo sąlygomis
- Atvaizduokite VPF priklausomybę nuo srauto greičio.
- Nustatykite mažiausio VPF veikimo zoną.
- Nustatyti, kada darbo taškas nukrypo.
- Susieti VPF veikimą su išmatuotu našumo sumažėjimu.
This kind of tendencijų analizė priklauso nuo nuoseklių, pakartojamų spektrų. Nešiojamas dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A fiksuoja FFT spektras kai VPF aiškiai išskiriamas 100–500 Hz hidraulinėje srityje, technikas gali patvirtinti mentės praėjimo piką, stebėti jo amplitudę ir šonines juostas nuo vieno matavimo iki kito bei atmesti mechanines disbalansas priežastis prieš atidarydamas siurblį.
6. Korekcinės priemonės
Darbinio taško optimizavimas
- Reguliuokite srautą, kad siurblys veiktų artimesniu BEP režimu.
- Sumažinkite išmetamą srautą arba pakeiskite sistemos varžą.
- Patikrinkite, ar siurbimo sąlygos yra tinkamos.
Mechaninis koregavimas
- Pakeiskite susidėvėjusius apsauginius žiedus, kad atkurtumėte numatytus tarpelius.
- Pakeiskite susidėvėjusį arba sugadintą sparnuotį.
- Išspręskite guolių problemas, dėl kurių gali pasislinkti sparnuotė.
- Patikrinkite, ar sparnuotės padėtis yra teisinga tiek ašine, tiek radialine kryptimi.
Hidraulikos sistemos patobulinimai
- Patobulinti įsiurbimo vamzdyną, siekiant sumažinti išankstinį sūkurį ir turbulenciją.
- Jei reikia, sumontuokite srauto išlyginimo įtaisus.
- Patikrinkite, ar NPSH atsarga yra pakankama, kad būtų išvengta kavitacija.
- Pašalinti įtrauktą orą.
7. Ryšys su kitomis dažnių juostomis
VPF versus BPF
- Šie terminai dažnai vartojami kaip sinonimai, kalbant apie siurblius ir ventiliatorius.
- VPF: pageidaujamas terminas siurbliams (mentelės judina skystį).
- BPF: pageidaujamas terminas ventiliatoriams (mentės judina orą).
- Skaičiavimo ir diagnostikos metodika yra identiška.
VPF ir sukimosi greitis
- VPF = Nv × (sukimosi greičio dažnis).
- VPF dažnis visada yra didesnis nei 1×.
- Pavyzdžiui, 7 menčių sparnuotės atveju VPF tiksliai sutampa su 7× sukimosi greičiu.
Sparnelių praėjimo dažnis yra pagrindinis kiekvieno išcentrinio siurblio hidraulinės vibracijos komponentas. Įvaldžius jo skaičiavimą, išmokus atskirti normalią amplitudę nuo padidėjusios ir susiejant jo dėsningumus su eksploatavimo sąlygomis bei siurblio būkle, vienas spektrinis pikas tampa galingu diagnostiniu įrankiu, padedančiu priimti pagrįstus sprendimus dėl darbo taško optimizavimo, tarpų atkūrimo ir sparnuotės keitimo. Tai yra platesnės siurblio gedimų diagnostika.
