Gratis technisch hulpmiddel
Cavitatiefrequentie-estimator voor pompen
Bereken de schoepenpassagefrequentie (BPF), de asfrequentie, het verwachte cavitatiefrequentiebereik en de NPSH-marge met risiconiveau-indicator voor centrifugaalpompen.
Resultaten
BPF-harmonischen
| Harmonisch | Frequentie (Hz) | CPM | Opmerking |
|---|
Cavitatiekenmerk: Breedband hoogfrequente ruis (doorgaans 1–100 kHz) in combinatie met verhoogde BPF-harmonischen. Gebruik ultrasone of hoogfrequente versnellingsmetingen voor vroegtijdige detectie.
Schoeppassagefrequentie (BPF)
De schoeppassagefrequentie (ook wel bladpassagefrequentie, BPF genoemd) is de snelheid waarmee de schoepen van een waaier een vast punt passeren (zoals het uitlooppunt van de spiraalvormige behuizing):
- Z — aantal schoepen van de waaier
- n — toerental van de pompas (RPM)
Kenmerken van de cavitatiefrequentie
Cavitatie in centrifugaalpompen produceert een karakteristiek breedbandig hoogfrequent geluid als gevolg van de implosie van dampbellen:
Naast breedbandruis veroorzaakt cavitatie doorgaans een toename van de BPF-amplitude en de harmonischen daarvan (2×BPF, 3×BPF).
NPSH-marge
De NPSH-marge (Net Positive Suction Head) geeft de veiligheidsfactor tegen cavitatie aan:
| NPSH-verhouding (NPSHa/NPSHr) | Risiconiveau | Aanbeveling |
|---|---|---|
| > 2,0 | Laag | Voldoende marge — geen cavitatie verwacht |
| 1,3 – 2,0 | Gematigd | Geschikt voor algemeen gebruik, bewaken |
| 1,0 – 1,3 | Hoog | Onvoldoende marge — cavitatie waarschijnlijk |
| < 1,0 | Kritisch | NPSHa onder NPSHr — cavitatie zeker |
Gegeven: Z = 6, n = 2950 tpm, NPSHa = 8 m, NPSHr = 3 m
Asfrequentie = 2950 / 60 = 49,17 Hz
BPF = 6 × 2950 / 60 = 295,0 Hz
NPSH-marge = 8 − 3 = 5,0 m
NPSH-verhouding = 8 / 3 = 2.67 — Laag risico
⚠️ Let op: Cavitatiegeluid is breedbandig en bevindt zich voornamelijk in het ultrasone bereik (>20 kHz). Standaard trillingssensoren (versnellingsmeters tot 10-15 kHz) kunnen dit geluid mogelijk niet detecteren. Gebruik daarom hoogfrequente versnellingsmeters, ultrasone sensoren of akoestische emissietransducers voor betrouwbare detectie van cavitatie.
De schoeppasserfrequentie (VPF, ook wel BPF of blade pass frequency genoemd) is de frequentie waarmee de waaierschoepen een vast punt passeren, zoals de slakkenhuistong of een diffusorschoep. Deze is gelijk aan het aantal waaierschoepen vermenigvuldigd met de draaifrequentie van de as:
BPF = Z × RPM / 60
Een verhoogde BPF-amplitude wijst op stromingsverstoringen, recirculatie, cavitatie of een afwijkende speling tussen waaier en slakkenhuistong.
Cavitatie veroorzaakt een kenmerkende breedbandige hoogfrequente ruis, doorgaans in het bereik van 1–100 kHz, als gevolg van het imploderen van dampbellen. Belangrijkste indicatoren:
- Toename van breedbandruis in het ultrasone bereik
- Verhoogde BPF-amplitude en harmonischen
- Willekeurig, knetterend geluid (hoorbaar in ernstige gevallen)
- Verhoogde totale versnellingsniveaus (gE of HFD)
De combinatie van verhoogde breedbandruis en sterkere BPF-harmonischen is een duidelijke indicator van actieve cavitatie.
De NPSH-marge is het verschil tussen de beschikbare NPSH (NPSHa) en de vereiste NPSH (NPSHr). Een positieve marge betekent dat er voldoende zuigdruk is om cavitatie te voorkomen.
Richtlijnen uit de industrie:
- NPSHa ≥ 2× NPSHr — aanbevolen voor kritische pompen of pompen met hoog energievermogen
- NPSHa ≥ 1,3× NPSHr — minimum voor algemene toepassingen
- NPSHa < NPSHr — cavitatie treedt zeker op
Detectiemethoden voor cavitatie:
- Hoogfrequente versnellingsmeting — gebruik versnellingsopnemers met een bereik >10 kHz en let op toename van breedbandruis
- Ultrasone sensoren — bereik van 20–100 kHz, het meest gevoelig voor beginnende cavitatie
- Envelop-/demodulatieanalyse — brengt cavitatieslagen aan het licht die de BPF moduleren
- Akoestische emissie — detecteert spanningsgolven door het imploderen van dampbellen
- Hoorbaar geluid — ernstige cavitatie klinkt als grind of knikkers in de pomp
Veelvoorkomende oorzaken zijn:
- Onvoldoende zuighoogte (NPSHa < NPSHr)
- Hoge vloeistoftemperatuur waardoor de dampspanning toeneemt
- Te hoog debiet (bedrijf ver rechts van het BEP)
- Obstructies in de zuigleiding (verstopte zuigkorf, deels gesloten afsluiter)
- Te grote aanzuighoogte
- Luchtinsluiting of wervelvorming (vortex) aan de zuigzijde
- Bedrijf ver buiten het beste rendementspunt (BEP)
- Recirculatiecavitatie bij zeer lage debieten
De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.
Professionele trillingsanalyse-instrumenten voor pompdiagnose. Detecteer cavitatie, onbalans en lagerdefecten ter plaatse. Gebruikt in meer dan 50 landen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko is trillingsanalyse-ingenieur en oprichter en CEO van Vibromera. Al meer dan 15 jaar balanceert hij draaiende machines in het veld in plaats van op een proefbank: mulchmachines, industriële ventilatoren, brekers, centrifuges, assen en spindels. Uit dat werk zijn de Balanset-instrumenten voortgekomen — ze zijn ontworpen als gereedschap dat een specialist mee kan nemen naar de machine en ter plaatse alleen kan gebruiken, niet als laboratoriumapparatuur. Vibromera is opgericht in 2017 en is sinds 2023 gevestigd in Porto, Portugal. Ontwikkeling, assemblage en ondersteuning van de Balanset-lijn vinden hier plaats. Het vlaggenschip is de Balanset-1A, een draagbare analyser voor balanceren in één en twee vlakken en voor trillingsdiagnostiek. Nikolai is persoonlijk betrokken bij de klantenondersteuning, bij het oplossen van moeilijke balanceerklussen en bij de ontwikkeling van de software. Hij werkt met klanten wereldwijd, in elke taal.
