Forståelse av lamellpasseringsfrekvens

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er vingepasseringsfrekvens?

Lamellpasseringsfrekvens (VPF, også kalt impellervingefrekvens eller bare vingepassasje) er frekvensen som vingene (bladene) til et roterende pumpehjul passerer forbi et stasjonært referansepunkt, for eksempel spiralformet kuttvann (tunge), diffusorvinger eller huselementer. Det beregnes som antall impellervinger multiplisert med akselrotasjonsfrekvensen (VPF = antall vinger × o/min / 60). Dette er pumpeekvivalenten til bladpasseringsfrekvens i vifter.

VPF er den dominerende hydrauliske vibrasjon kilde i sentrifugalpumper, vanligvis i området 100–500 Hz for industripumper. Overvåking av VPF-amplitude og dens harmoniske gir kritisk diagnostisk informasjon om impellerens tilstand, hydraulisk ytelse og klaringproblemer.

Beregning og typiske verdier

Formel

• VPF = Nv × N / 60
• Hvor Nv = antall impellervinger
• N = akselhastighet (RPM)
• Resultat i Hz

Eksempler

Liten pumpe

• 5 skovler ved 3500 o/min
• VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz

Stor prosesspumpe

• 7 skovler ved 1750 o/min
• VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz

Høyhastighetspumpe

• 6 skovler ved 4200 o/min
• VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz

Typiske vingetellinger

• Sentrifugalpumper: 3–12 skovler (5–7 vanligst)
• Små pumper: Færre skovler (3–5)
• Store pumper: Flere skovler (7–12)
• Høytrykkspumper: Flere skovler for energioverføring

Fysisk mekanisme

Trykkpulsasjoner

VPF oppstår fra hydrauliske trykkvariasjoner:

1. Hver impellervinge fører væske med høy hastighet
2. Når skovlen passerer spiralformet kuttvann, opprettes det en trykkpuls
3. Trykkforskjellen over vingene endres raskt
4. Skaper kraftpuls på impeller og hus
5. Med Nv-vinger oppstår Nv-pulser per omdreining
6. Pulsasjonsfrekvens = vingepasseringshastighet = VPF

Ved designpunkt (BEP)

• Strømningsvinkelen samsvarer med vingevinkelen
• Jevn strømning, minimal turbulens
• VPF-amplitude moderat og stabil
• Optimal trykkfordeling

Punkt utenfor design

• Strømningsvinkelen stemmer ikke overens med vingevinkelen
• Økt turbulens og strømningsseparasjon
• Pulsasjoner med høyere trykk
• Forhøyet VPF-amplitude
• Mulige tilleggsfrekvenskomponenter

Diagnostisk tolkning

Normal VPF-amplitude

• Pumpe ved beste effektivitetspunkt (BEP)
• VPF-amplitude stabil over tid
• Typisk 10–30% med 1× vibrasjonsamplitude
• Rent spektrum med minimale harmoniske

Forhøyet VPF indikerer

Drift av BEP

• Lavstrømsdrift (< 70% BEP) øker VPF
• Høy strømning (> 120% BEP) øker også VPF
• Optimal drift ved 80-110% av BEP

Problemer med klaring mellom impeller og hus

• Slitte sliteringer øker klaringen
• Impellerforskyvning fra lagerslitasje
• VPF-amplituden øker med for stor klaring
• Ytelsesforringelse (intern resirkulering)

Impellerskade

• Ødelagte eller sprukne skovler skaper asymmetri
• VPF-amplitude med sidebånd ved ±1× hastighet
• Erosjon eller oppbygging på skovler
• Skade på fremmedlegemer

Hydraulisk resonans

• VPF matcher akustisk resonans i rør eller foringsrør
• Dramatisk amplitudeforsterkning
• Kan forårsake strukturelle vibrasjoner og støy
• Kan kreve systemendringer

VPF-harmoniske

2×VPF og høyere

Flere harmoniske overtoner indikerer problemer:

• 2×VPF tilstede: Ujevn avstand mellom skovler og eksentrisitet i løpehjulet
• Flere harmoniske: Alvorlig hydraulisk turbulens, skade på skovlene
• For store amplituder: Mulighet for utmattingsfeil

Subharmoniske

• Fraksjonelle VPF-komponenter (VPF/2, VPF/3)
• Indiker strømningsustabiliteter
• Roterende stall- eller separasjonsceller
• Vanlig ved svært lave strømningshastigheter

Overvåking og trending

Grunnleggende etablering

• Registrer VPF når pumpen er ny eller nylig overhalt
• Dokument ved designdriftspunkt
• Etabler normalt VPF/1× amplitudeforhold
• Angi alarmgrenser (vanligvis 2–3 × baseline VPF-amplitude)

Trendparametere

• VPF-amplitude: Spor over tid, økende indikerer et problem som utvikler seg
• VPF/1×-forhold: Bør holde seg relativt konstant
• Harmonisk innhold: Utseende eller vekst av 2×VPF, 3×VPF
• Utvikling av sidebånd: Fremveksten av ±1× sidebånd rundt VPF

Korrelasjon mellom driftsforhold

• Spor VPF vs. strømningshastighet
• Identifiser optimal operasjonssone (minimum VPF)
• Oppdag når driftspunktet har forskjøvet seg
• Korreler med ytelsesforringelse

Korrigerende tiltak

For forhøyet VPF

Optimalisering av driftspunkt

• Juster gjennomstrømningen for å bringe pumpen nærmere BEP
• Gassutladning eller justering av systemmotstand
• Kontroller at sugeforholdene er tilstrekkelige

Mekanisk korreksjon

• Skift ut slitte sliteringer (gjenopprett klaringer)
• Skift ut slitt eller skadet impeller
• Retter opp lagerproblemer som muliggjør skifting av impeller
• Kontroller riktig pumpehjulposisjon (aksial og radial)

Hydrauliske forbedringer

• Forbedre innløpsrørdesign (reduser forvirring og turbulens)
• Installer strømningsrettere om nødvendig
• Bekreft tilstrekkelig NPSH-margin
• Eliminer luftinntrengning

Forholdet til andre frekvenser

VPF vs. BPF

• Begreper som ofte brukes om hverandre for pumper kontra vifter
• VPF: Foretrukket betegnelse for pumper (vinger i væske)
• BPF: Foretrukket betegnelse for vifter (blader i luft)
• Beregnings- og diagnostisk tilnærming identisk

VPF vs. løpehastighet

• VPF = Nv × (kjørehastighetsfrekvens)
• VPF alltid høyere frekvens enn 1×
• For 7-vingers løpehjul, VPF = 7 × driftshastighetsfrekvens

Lamellpassasjefrekvens er den grunnleggende hydrauliske vibrasjonskomponenten i sentrifugalpumper. Å forstå VPF-beregning, gjenkjenne normale vs. forhøyede amplituder og korrelere VPF-mønstre med driftsforhold og pumpetilstand muliggjør effektiv pumpediagnostikk og veileder beslutninger om optimalisering av driftspunkt, gjenoppretting av klaring og utskifting av impeller.

---

← Tilbake til hovedindeksen