Memahami Turbulensi dalam Analisis Getaran
Definisi: Apakah itu Turbulensi?
Dalam konteks analisis getaran, gelora merujuk kepada pengaliran cecair (cecair atau gas) yang huru-hara, rawak dan tidak stabil melalui mesin, seperti pam, kipas atau turbin. Aliran yang tidak menentu ini menghasilkan turun naik tekanan yang bertindak sebagai fungsi memaksa, mendorong getaran rawak frekuensi rendah dalam struktur mesin.
Tidak seperti daya diskret, berkala yang disebabkan oleh ketidakseimbangan atau salah jajaran, getaran daripada pergolakan tidak berlaku pada satu frekuensi yang tajam. Sebaliknya, ia kelihatan sebagai "bonggol" jalur lebar, tenaga bukan segerak dalam FFT spectrum.
Ciri-ciri Getaran Turbulensi
- Kekerapan: Ia adalah fenomena frekuensi rendah, biasanya berlaku di bawah 10-20 Hz dan jauh di bawah kelajuan larian mesin.
- Sifat Jalur Lebar: Ia tidak menghasilkan puncak yang tajam dan jelas. Sebaliknya, ia menaikkan lantai hingar di kawasan frekuensi rendah spektrum, sering digambarkan sebagai "bonggol rawak" atau "timbunan jerami".“
- Rawak dan Bukan Berkala: Getaran tidak stabil. Amplitud dan fasa sentiasa berubah-ubah secara rawak. Apabila dilihat dalam bentuk gelombang masa, ia kelihatan sebagai isyarat yang huru-hara dan tidak berulang.
- Arah: Getaran biasanya jejari dan boleh hadir dalam kedua-dua arah mendatar dan menegak.
Punca Biasa Pergolakan
Turbulensi ialah masalah hidraulik atau aerodinamik yang disebabkan oleh gangguan kepada aliran cecair yang direka bentuk dengan lancar. Penyebab biasa termasuk:
- Beroperasi Jauh dari Titik Kecekapan Terbaik (BEP): Pam dan kipas direka bentuk untuk beroperasi dengan paling cekap dan lancar pada titik tertentu pada lengkung prestasi mereka. Mengendalikannya pada kadar aliran yang jauh lebih tinggi atau lebih rendah daripada BEP akan menyebabkan bendalir mengalir dengan tidak cekap, mewujudkan pergolakan.
- Halangan dalam Laluan Aliran: Apa-apa sahaja yang menghalang atau mengganggu laluan bendalir boleh menyebabkan pergolakan. Ini termasuk paip yang direka bentuk dengan buruk (cth, selekoh tajam betul-betul sebelum salur masuk sedutan pam), injap separa tertutup, penapis tersumbat atau objek asing.
- Kemasukan Udara atau Peronggaan: Kehadiran gelembung udara dalam cecair (perangkap) atau pembentukan dan keruntuhan gelembung wap (peronggaan) mewujudkan keadaan yang sangat bergelora dan impulsif, yang menghasilkan getaran rawak yang ketara.
- Reka bentuk Tambak atau Salur Masuk yang Buruk: Dalam pam, bah yang direka bentuk dengan buruk boleh mencipta vorteks yang memasukkan udara dan pergolakan ke dalam sedutan pam.
Diagnosis dan Pembezaan
Kunci untuk mendiagnosis pergolakan ialah sifat rawak, jalur lebar dan frekuensi rendahnya. Seorang penganalisis yang berpengalaman selalunya boleh mengenal pastinya dengan memerhatikan sifat getaran yang "tidak mantap" dan "menewaskan" pada mesin itu sendiri.
Adalah penting untuk membezakan pergolakan daripada isu frekuensi rendah yang lain:
- Kelonggaran mekanikal: Kelonggaran juga menghasilkan hingar jalur lebar, tetapi ia sering dicirikan oleh tingkat hingar yang meninggi di seluruh spektrum dan harmonik kelajuan larian yang berbeza, yang tiada dalam pergolakan tulen.
– Pusaran Minyak: Ini ialah puncak sub-segerak yang berbeza pada ~0.4-0.48X, bukan bonggol besar tenaga rawak.
– Menggosok: Sapuan boleh menjana pelbagai frekuensi, tetapi selalunya merangkumi banyak harmonik dan subharmonik frekuensi tinggi, dan bentuk gelombang masa mungkin menunjukkan puncak terpotong atau terpotong.
Memandangkan pergolakan ialah isu berkaitan proses, bukan kerosakan mekanikal, penyelesaian biasanya melibatkan pembetulan masalah operasi atau reka bentuk sistem. Ini mungkin termasuk melaraskan titik operasi pam atau kipas, membuka injap, membersihkan penapis atau mengubah suai reka bentuk paip.