Kas ir hidrauliskie spēki? Sūkņa vibrācijas avoti • Pārnēsājams balansētājs, vibrācijas analizators "Balanset" drupinātāju, ventilatoru, mulčētāju, kombainu gliemežtransportieru, vārpstu, centrifūgu, turbīnu un daudzu citu rotoru dinamiskai balansēšanai. Kas ir hidrauliskie spēki? Sūkņa vibrācijas avoti • Pārnēsājams balansētājs, vibrācijas analizators "Balanset" drupinātāju, ventilatoru, mulčētāju, kombainu gliemežtransportieru, vārpstu, centrifūgu, turbīnu un daudzu citu rotoru dinamiskai balansēšanai.

Kas ir hidrauliskie spēki? Sūkņa vibrācijas avoti

Publicējis admin vietnē

Hidraulisko spēku izpratne sūkņos

Definīcija: Kas ir hidrauliskie spēki?

Hidrauliskie spēki ir spēki, ko plūstošais šķidrums iedarbojas uz sūkņa komponentiem, tostarp spiediena radītās slodzes uz lāpstiņriteņa lāpstiņām, aksiālais spēks no spiediena starpībām, radiālie spēki no asimetriska spiediena sadalījuma un pulsējošie spēki no plūsmas turbulences un lāpstiņas-spirāles mijiedarbības. Šie spēki atšķiras no mehāniskajiem spēkiem (no nelīdzsvarotība, neatbilstība) tādā ziņā, ka tie rodas no šķidruma spiediena un impulsa izmaiņām, radot vibrācija komponenti plkst. lāpstiņas caurlaides frekvence un saistītās harmonikas.

Hidraulisko spēku izpratne ir būtiska sūkņa uzticamībai, jo šie spēki rada gultņu slodzes, vārpstas novirzi un vibrāciju, kas mainās atkarībā no darba apstākļiem (plūsmas ātrums, spiediens, šķidruma īpašības), padarot sūkņa darbību atšķirīgu no citām rotējošām mašīnām, kurās spēki galvenokārt ir mehāniski.

Hidraulisko spēku veidi

1. Aksiālā vilce (hidrauliskā vilce)

Neto aksiālais spēks no spiediena starpības pāri lāpstiņritenim:

  • Mehānisms: Izplūdes spiediens vienā pusē, iesūkšanas spiediens otrā lāpstiņriteņa pusē
  • Virziens: Parasti iesūkšanas virzienā (lāpstiņriteņa aizmugure)
  • Lielums: Var būt tūkstošiem mārciņu pat mērenos sūkņos
  • Efekts: Noslogo aksiālo gultni, var izraisīt aksiālā vibrācija
  • Atšķiras atkarībā no: Plūsmas ātrums, spiediens, lāpstiņriteņa konstrukcija

Vilces balansēšanas metodes

  • Līdzsvara caurumi: Caurumi lāpstiņriteņa apvalkā izlīdzina spiedienu
  • Aizmugurējās lāpstiņas: Lāpstiņas aizmugurē, kas sūknē šķidrumu, lai samazinātu spiedienu
  • Divkāršās iesūkšanas lāpstiņriteņi: Simetrisks dizains, kas anulē vilci
  • Pretējie lāpstiņriteņi: Daudzpakāpju sūkņi ar pretējos virzienos vērstiem lāpstiņriteņiem

2. Radiālie spēki

Sānu spēki no asimetriska spiediena sadalījuma:

Labākās efektivitātes punktā (BEP)

  • Spiediena sadalījums ap lāpstiņriteni ir relatīvi simetrisks
  • Radiālie spēki ir līdzsvaroti un atcelti
  • Minimālais neto radiālais spēks
  • Zemākā vibrācijas pakāpe

Izslēgts BEP (zema plūsma)

  • Asimetrisks spiediena sadalījums volūtā
  • Neto radiālais spēks spirālveida mēles virzienā
  • Spēka lielums palielinās, plūsmai samazinoties
  • Var būt 20-40% no lāpstiņriteņa svara izslēgšanas brīdī
  • Rada 1× vibrāciju no rotējoša radiālā spēka

Izslēgts BEP (augsta plūsma)

  • Dažāds asimetrijas raksts
  • Radiālais spēks ir klātesošs, bet parasti mazāks nekā pie zemas plūsmas
  • Plūsmas turbulence pievieno nejaušas spēka komponentes

3. Lāpstiņas caurlaides pulsācijas

Periodiski spiediena impulsi, lāpstiņām pārlidojot ūdens plūsmu:

  • Biežums: Lāpstiņu skaits × apgr./min / 60
  • Mehānisms: Katra spārna pāreja rada spiediena impulsu
  • Spēki: Iedarbība uz lāpstiņriteni, spirāli un korpusu
  • Vibrācija: Dominējošais pie lāpstiņu pāriešanas frekvences
  • Lielums: Atkarīgs no klīrensa, darbības punkta, konstrukcijas

4. Recirkulācijas spēki

  • Zemfrekvences nestabili spēki no plūsmas nestabilitātes
  • Rodas pie ļoti zema vai ļoti augsta plūsmas ātruma
  • Frekvences parasti 0,2–0,8 × darbības ātrums
  • Var radīt spēcīgu zemfrekvences vibrāciju
  • Norāda darbību tālu no BEP

Ietekme uz sūkņa darbību

Gultņu slodze

  • Hidrauliskie radiālie spēki palielina mehāniskās slodzes
  • Mainīgi spēki rada ciklisku slodzi
  • Maksimālā slodze zemas plūsmas apstākļos
  • Gultņu izvēlē jāņem vērā hidrauliskās slodzes
  • Gultņa kalpošanas laiks samazināts hidraulisko spēku ietekmē (kalpošanas laiks ∝ 1/slodze³)

Vārpstas novirze

  • Radiālie spēki novirza vārpstu
  • Maina blīvējumu atstarpes un nodiluma gredzenus
  • Var ietekmēt efektivitāti
  • Ārkārtēji gadījumi izraisa berzes

Vibrāciju ģenerēšana

  • 1× Komponents: No vienmērīga vai lēni mainīga radiālā spēka
  • VPF komponents: No spiediena pulsācijām
  • Zema frekvence: No recirkulācijas un nestabilitātes
  • Atkarīgs no darbības punkta: Vibrācija mainās atkarībā no plūsmas ātruma

Mehāniskā spriedze

  • Cikliskie spēki rada noguruma slodzi
  • Spiediena starpību radītais spiediens lāpstiņriteņa lāpstiņās
  • Vārpstas nogurums no lieces momentiem
  • Korpusa spriegums spiediena pulsāciju dēļ

Hidrauliskā spēka samazināšana

Darbojas BEP tuvumā

  • Visefektīvākā stratēģija hidraulisko spēku samazināšanai
  • Ja iespējams, darbojieties BEP plūsmas 80–110% robežās
  • Minimālie radiālie spēki pie BEP
  • Vibrācijas un gultņu slodzes ir samazinātas līdz minimumam

Dizaina iezīmes

  • Difuzora sūkņi: Simetriskāks spiediena sadalījums nekā volūtā
  • Dubultā volūta: Divi līkumi 180° attālumā viens no otra līdzsvaro radiālos spēkus
  • Palielinātas klīrenses: Samazina spārnu caurlaides spiediena pulsācijas (bet samazina efektivitāti)
  • Lāpstiņas numura izvēle: Optimizēt, lai izvairītos no akustiskajām rezonansēm

Sistēmas dizains

  • Minimālā plūsmas recirkulācija bāzes slodzes sūkņiem
  • Pareiza izmēra sūknis faktiskajam darbam (izvairieties no pārāk liela izmēra)
  • Mainīga ātruma piedziņa optimāla darbības punkta uzturēšanai
  • Ieplūdes konstrukcija samazina priekšvirpuļošanu un turbulenci

Diagnostikas lietošana

Veiktspējas līknes un hidrauliskie spēki

  • Vibrācijas un plūsmas ātruma attēlošana
  • Minimālā vibrācija parasti ir BEP līmenī vai tuvu tam
  • Pieaugoša vibrācija pie zemas plūsmas norāda uz lieliem radiālajiem spēkiem
  • Vadlīniju darbības diapazona izvēle

VPF analīze

  • VPF amplitūda norāda hidrauliskās pulsācijas smagumu
  • VPF palielināšanās liecina par klīrensa pasliktināšanos vai darbības punkta nobīdi
  • VPF harmonikas norāda uz turbulentu, traucētu plūsmu

Mērījumu apsvērumi

Vibrācijas mērīšanas vietas

  • Gultņu korpusi: Noteikt kopējos mehāniskos un hidrauliskos spēkus
  • Sūkņa korpuss: Jutīgāka pret hidrauliskām pulsācijām
  • Sūkšanas un izplūdes caurules: Spiediena pulsācijas pārraide
  • Vairākas atrašanās vietas: Atšķirt hidrauliskos avotus no mehāniskajiem

Spiediena pulsācijas mērīšana

  • Spiediena devēji iesūkšanas un izplūdes sistēmās
  • Tieši mērīt hidrauliskās pulsācijas
  • Korelēt ar vibrāciju
  • Identificējiet akustiskās rezonanses

Hidrauliskie spēki ir sūkņa darbības pamatā un ir galvenais sūkņa vibrācijas un slodzes avots. Lai rūpnieciskos lietojumos panāktu uzticamu un ilgmūžīgu sūkņa darbību, ir svarīgi izprast, kā šie spēki mainās atkarībā no ekspluatācijas apstākļiem, atpazīt to pazīmes vibrācijas spektros un projektēt/ekspluatēt sūkņus, lai samazinātu hidrauliskos spēkus, darbojoties gandrīz normālā darba vidē (BEP).

← Atpakaļ uz galveno indeksu

Kategorijas:
WhatsApp