Кавитацийг оношлох
Кавитаци болон бусад гидравлик системд үүсдэг эвдрэлтэй үзэгдэл юм: шингэн доторх уурын бөмбөлгүүд хурдан үүсч, хүчтэй нурах (дотоо тэсрэх) үзэгдэл. Энэ нь шингэний орон нутгийн статик даралт түүний уурын даралтаас доош буухад, шингэн орчны температурт түр зуурт буцалж, даралт сэргэхэд дахин конденсацлагдах үед тохиолддог. Үүнийг ихэвчлэн “сүвэлзэх” эсвэл “бөмбөлөг чимээ гаргах” дуу гэж тодорхойлдог ч, кавитаци нь насост болон бусад гидравлик системүүд: шингэн дэх уурын бөмбөлгүүдийн хурдан үүсэлт болон хүчтэй нурах (имплози). Энэ нь шингэний орон нутгийн статик даралт нь уурын даралтаас доош буух үед тохиолддог, тиймээс шингэн нь орчны температурт түр зуур буцалж, дараа нь даралт сэргэхэд дахин конденсацлагдана. Үүнийг ихэвчлэн "хүсэх" эсвэл "мәрлүүр чимээ" гэж тодорхойлдог ч кавитаци нь чичиргээ болон ажлын хүрд, бүрхүүлүүдэд хүнд, элэгдлийн гэмтэл учруулж болно. Чухал нь энэ нь гидравлик асуудал биш механик асуудал юм — гэхдээ энэ нь чичиргээний шинжилгээ-ээр хялбархан илрүүлж болдог тул чичиргээг ашиглан процессын гэмтлийг оношлох сонгодог жишээ болдог.
1. Тодорхойлолт: Кавитаци гэж юу вэ?
Кавитацийн физик нь орон нутгийн даралт болон уурын даралтын хоорондын хамаарал дээр суурилдаг. Насосны дотор талд шингэн ажлын хүрдний нүд рүү орохдоо хурдасдаг бөгөөд Бернуллигийн зарчмын дагуу энэ хурдатгал нь орон нутгийн даралтыг бууруулдаг. Хэрэв даралт шингэний уурын даралтаас доош буувал, жижиг уурын хоосон орон зай үүснэ. Эдгээр нь урсгал тэдгээрийг илүү өндөр даралттай бүс рүү (ихэвчлэн хавтангаас хэдэн миллиметр цааш) зөөхөд л оршин тогтнож, бараг агшин зуур нуран унана. Нэг бүр нь микро түвшний дотоод тэсрэлт бөгөөд хурц даралтын оргил болон өндөр давтамжийн энергийн цохилтыг ялгаруулдаг. Үүнийг секунд тутамд үүсдэг мянга мянган бөмбөлөгтэй үржүүлбэл нийлбэр нөлөө нь дуулдаг дуу чимээ болон хэмжигдэхүйц чичиргээ, мөн металл гадаргуугийн удаан, зогсолтгүй нүхлэгдэх гэмтэл юм.
2. Кавитацын хоёр төрөл
a) Сорох кавитаци
Энэ нь хамгийн түгээмэл хэлбэр юм. Насос шингэнээр “үлэмж” үед — өөрөөр хэлбэл, Насосны шаардлагатай цэвэр эерэг сорох толгой (NPSHr)-ээс Насосны бэлэн байгаа цэвэр эерэг сорох толгой (NPSHa) доош буухад үүсдэг.
- Механизм: ажлын хүрдний нүдэнд үүсэх бага даралт нь шингэнийг буцалгаж, уурын бөмбөлөг үүсгэдэг. Эдгээр бөмбөлгүүд ажлын хүрдний хавтангуудын дагуу илүү өндөр даралттай бүс рүү зөөгдөхөд хүчтэй нуран унана.
- Шалтгаанууд: соронзон шүүлтүүр эсвэл сүлжээ хөндийрөх, сорох даралтын хаалга хэсэгчлэн хаагдсан, сорох шугам хэтэрхий урт эсвэл диаметр нь хэтэрхий жижиг байх, эсвэл насос шингэнийг хэтэрхий өндөр өндөрөөс өргөх шаардлагатай байх зэрэг шалтгаанаар үүсдэг.
Сорох талын хязгаар нь үндсэндээ NPSH-ийн асуудал тул суурилуулалтыг зохион бүтээх эсвэл асуудлыг шийдвэрлэхдээ тоонуудыг тодорхой шалгах нь тусалдаг; бидний NPSH тооцоолуур бэлэн байгаа толгойг тооцоолж, систем кавитацийн босго руу хэр ойрхон явж байгааг харуулдаг.
b) Гаралтын кавитаци
Энэ нь ховор тохиолддог бөгөөд насосны гаралтын даралт хэт өндөр байх үед шингэн насосноос гадагшлахаас сэргийлдэг.
- Механизм: шингэн ажлын хүрдний хавтангуудын хооронд орж, өндөр хурдтайгаар дахин эргэлдэж, бөмбөлөг үүсэх бага даралттай вакуум бүс үүсгэдэг. Эдгээр бөмбөлгүүд бага даралттай бүсээс гарч явахдаа дотоо тэснэ.
- Шалтгаанууд: гаралтын хаалга хаагдсан эсвэл хаагдсан байх, эсвэл “үхэл толгой” — бүрэн хаагдсан гаралтын шугамын эсрэг насослах зэрэг шалтгаанаар үүсдэг.
Гаралтын кавитацийн ард үүсэх өндөр хурдтай дотоод эргэлт нь урсгалын дахин эргэлт-тэй нягт холбоотой бөгөөд энэ нь мөн бага урсгалтай тогтворгүй байдал бөгөөд ижил шинж тэмдгүүдийн заримыг хуваалцдаг бөгөөд төвлөрөгч насосны гэмтлүүд -ийн нэг юм, шинжээч ялгахыг сурдаг.
3. Кавитацын чичиргээний шинж тэмдэг
Мянга мянган жижиг уурын бөмбөлгүүдийн хүчтэй дотоод тэсрэлт нь нэг, цэвэр давтамж үүсгэдэггүй. Харин маш онцгой чичиргээний шинж тэмдгийг үүсгэдэг:
- Өндөр давтамжийн өргөн зурвасны дуу чимээ: үндсэн илтгэгч нь FFT спектр-ийн “дуу чимээний суурь” мэдэгдэхүйц өсөх явдал юм, ялангуяа өндөр давтамжид (ихэвчлэл 2,000 Hz-ээс дээш). Энэ нь тусдаа оргилууд биш, харин санамсаргүй энергийн өргөн “бүс” хэлбэрээр илэрнэ.
- Санамсаргүй болон тогтворгүй: чичиргээ нь санамсаргүй, үе үе давтагдахгүй — яг энэ шалтгаанаар хурц шугамууд үүсгэдэггүй — мөн нийт далайц нь агшин бүр мэдэгдэхүйц хэлбэлзэж болно. Энэ санамсаргүй байдал нь кавитацийг энгийн урсгалын турбулент-ээс ялгадаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн сул, бага давтамжтай байдаг.
- Хавтангийн дамжих давтамжийн боломжит гармоникууд: зарим тохиолдолд санамсаргүй энерги хүрээний давтамж -ийг (BPF = хавтангийн тоо × ажлын хурд) болон түүний гармоникуудыг өдөөж болно, гэхдээ давамгайлсан шинж чанар нь өргөн зурвасны дуу чимээний суурь хэвээр үлдэнэ. Насос дээр энэ ижил бүрэлдэхүүн хэсгийг ихэвчлэн хүрээний давтамж.
Энерги нь өргөн зурвас, цохилтот байдаг тул давтагдах цохилтуудад тохируулсан аргууд нь оношлогоог нарийвчлах боломжтой: envelope analysis болон крест фактор зэрэг хэмжүүрүүд нь бөмбөлөг хурдан нурах шилжилтийн үе шатуудад хүчтэй хариу үйлдэл үзүүлдэг. Хэрэв кавитацийг үргэлжлүүлэхэд зөвшөөрвөл хоёрдогч гэмтэл — ажлын хүрдний элэгдэл — үүсгэж, дараа нь жинхэнэ механик тэнцвэргүйдэл -ийг өндөр 1× оргил хэлбэрээр илрүүлж, нэг гэмтэл нөгөөгөөрөө үүсгэж болдог гэдгийг санагдуулдаг.
4. Баталгаажуулалт
Шинж тэмдэг нь санамсаргүй дуу чимээ тул бусад турбулент эсвэл урсгалтай холбоотой эх үүсвэрүүдтэй андуурч болно, тиймээс засварын ажилд орохын өмнө баталгаажуулах нь үнэтэй:
- Сонсох: кавитаци ихэвчлэн онцгой дуулдаг дуу чимээ үүсгэдэг, насосны дотор талд хавтгай чулуу эсвэл бөмбөлөг эргэлдэх мэт — ихэвчлэл оператор газар дээр анзаардаг эхний мэдэгдэл.
- Үйл явцын өөрчлөлтүүд: хэрэв сорох кавитацийг эргэлзээтэй гэж үзвэл, хэсэгчлэн хаагдсан сорох даралтын хаалгыг анхааралтай, удаан нээх, эсвэл сорох сүлжээг цэвэрлэх нь өндөр давтамжийн дуу чимээг шууд бууруулах эсвэл арилгах ёстой. Энэ зорилготой өөрчлөлт-ажиглалтын туршилт нь боломжит хамгийн үр дүнтэй баталгаажуулалтуудын нэг юм, учир нь энэ нь гидравлик шалтгааныг шууд удирддаг.
Кавитацийг хурдан шийдвэрлэх нь чухал. Нэг бүр нь микро түвшний урсгалт мөчир мэт үйлчилж, ажлын хүрдний хавтангууд болон насосны спираль хэсгийг нухашгаж, эрт гэмтэлд хүргэдэг. Талбайд, практик ажиллагаа нь чичиргээний анализатор дээр өргөн зурвасны шинж тэмдгийг баталгаажуулж, гидравлик шалтгааныг арилгаж, дараа нь машин цэвэр механик төлөвт буцаж ирснийг баталгаажуулах явдал юм. Хоёр сувгийн зөөврийн багаж Balanset-1A энэ эцсийн алхамд тохиромжтой: процессын гэмтэл засагдсаны дараа, энэ нь амплитуд ба фаз -ийг насосны өөрийн холхивчид ажиллах хурданд хэмждэг, тиймээс элэгдлээс үлдсэн тэнцвэргүйдэл -ийг хэмжигдэхүйц болгож, газар дээр нь засварлаж болно тэнцвэржүүлэлт.
