O que é a frequência de passagem das pás? Diagnóstico de pás de bombas • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que é a frequência de passagem das pás? Diagnóstico de pás de bombas • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

O que é a frequência de passagem das pás da bomba? Diagnóstico das pás da bomba

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Entendendo a frequência de passagem da pá

Definição: O que é a frequência de passagem da pá?

frequência de passagem da pá A frequência de passagem das pás (VPF, também chamada de frequência de passagem das pás do rotor ou simplesmente passagem das pás) é a frequência com que as pás (lâminas) de um rotor de bomba rotativo passam por um ponto de referência estacionário, como a voluta (língua), as pás do difusor ou elementos da carcaça. É calculada multiplicando-se o número de pás do rotor pela frequência de rotação do eixo (VPF = Número de Pás × RPM / 60). Este é o equivalente, em termos de bomba, da frequência de passagem das pás do rotor. frequência de passagem da lâmina em fãs.

VPF é o sistema hidráulico dominante vibração fonte em bombas centrífugas, tipicamente aparecendo na faixa de 100-500 Hz para bombas industriais. Monitoramento da amplitude do VPF e sua harmônicos Fornece informações de diagnóstico essenciais sobre a condição do impulsor, o desempenho hidráulico e problemas de folga.

Cálculo e valores típicos

Fórmula

  • VPF = Nv × N / 60
  • Onde Nv = número de pás do impulsor
  • N = velocidade do eixo (RPM)
  • Resultado em Hz

Exemplos

Bomba pequena

  • 5 palhetas a 3500 RPM
  • VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz

Bomba de processo de grande porte

  • 7 palhetas a 1750 RPM
  • VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz

Bomba de alta velocidade

  • 6 palhetas a 4200 RPM
  • VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz

Contagem típica de pás

  • Bombas centrífugas: 3-12 pás (5-7 são as mais comuns)
  • Bombas de pequeno porte: Menos pás (3-5)
  • Bombas de grande porte: Mais pás (7-12)
  • Bombas de alta pressão: Mais pás para transferência de energia

Mecanismo Físico

Pulsações de pressão

O VPF surge devido a variações na pressão hidráulica:

  1. Cada pá do impulsor transporta fluido em alta velocidade.
  2. À medida que a pá passa pelo quebra-mar da voluta, é criado um pulso de pressão.
  3. A diferença de pressão através da pá muda rapidamente.
  4. Cria um pulso de força no impulsor e na carcaça.
  5. Com Nv palhetas, ocorrem Nv pulsos por revolução.
  6. Frequência de pulsação = taxa de passagem da pá = VPF

No ponto de projeto (BEP)

  • O ângulo de fluxo corresponde ao ângulo da pá.
  • Fluxo suave, turbulência mínima
  • Amplitude do VPF moderada e estável
  • Distribuição de pressão ideal

Ponto fora do projeto

  • Ângulo de fluxo incompatível com o ângulo da pá
  • Aumento da turbulência e separação do fluxo
  • pulsações de alta pressão
  • Amplitude VPF elevada
  • Possíveis componentes de frequência adicionais

Interpretação Diagnóstica

Amplitude VPF normal

  • Bomba no ponto de melhor eficiência (PME)
  • A amplitude do VPF permanece estável ao longo do tempo.
  • Normalmente, 10-30% de 1× amplitude de vibração
  • Espectro limpo com harmônicos mínimos

VPF elevado indica

Operando fora do BEP

  • Operação de baixo fluxo (< 70% BEP) aumenta o VPF
  • Fluxo elevado (> 120% BEP) também eleva o VPF
  • Operação ideal em 80-110% do BEP

Problemas de folga entre o impulsor e a carcaça

  • Anéis de desgaste aumentam a folga
  • Deslocamento do impulsor devido ao desgaste do rolamento
  • A amplitude do VPF aumenta com folga excessiva.
  • Degradação do desempenho (recirculação interna)

Danos no impulsor

  • Palhetas quebradas ou rachadas criam assimetria.
  • amplitude VPF com faixas laterais a uma velocidade de ±1×
  • Erosão ou acúmulo nas pás
  • Danos causados por objetos estranhos

Ressonância hidráulica

  • O VPF (Fator de Potência Variável) ajusta a ressonância acústica na tubulação ou revestimento.
  • Amplificação dramática da amplitude
  • Pode causar vibração estrutural e ruído.
  • Pode exigir modificações no sistema.

Harmônicos do VPF

2×VPF e superior

Múltiplos harmônicos indicam problemas:

  • 2×VPF Presente: Espaçamento não uniforme das pás, excentricidade do impulsor
  • Harmônicos múltiplos: Turbulência hidráulica severa, danos nas pás
  • Amplitudes excessivas: Potencial para falhas por fadiga

Subharmônicos

  • Componentes VPF fracionários (VPF/2, VPF/3)
  • Indicar instabilidades de fluxo
  • Células de separação ou de estacas rotativas
  • Comum em vazões muito baixas.

Monitoramento e Tendências

Estabelecimento da linha de base

  • Registre o VPF quando a bomba for nova ou tiver sido recentemente revisada.
  • Documento no ponto de operação do projeto
  • Estabelecer a relação normal entre a amplitude VPF e 1×
  • Defina os limites de alarme (normalmente 2 a 3 vezes a amplitude VPF da linha de base).

Parâmetros de tendência

  • Amplitude VPF: Acompanhar ao longo do tempo, o aumento indica o desenvolvimento de um problema.
  • Relação VPF/1×: Deverá permanecer relativamente constante
  • Conteúdo harmônico: Aparecimento ou crescimento de 2×VPF, 3×VPF
  • Desenvolvimento de banda lateral: Surgimento de bandas laterais de ±1× em torno do VPF

Correlação das Condições Operacionais

  • Acompanhe o VPF em relação à taxa de fluxo.
  • Identificar a zona de operação ideal (VPF mínimo)
  • Detectar quando o ponto de operação se deslocou
  • Correlaciona-se com a degradação do desempenho.

Ações corretivas

Para VPF elevado

Otimização do Ponto de Operação

  • Ajuste o fluxo para aproximar a bomba do ponto de melhor eficiência (BEP).
  • Acelerar a descarga ou ajustar a resistência do sistema
  • Verifique se as condições de sucção são adequadas.

Correção mecânica

  • Substitua os anéis de desgaste (restaure as folgas).
  • Substitua o impulsor desgastado ou danificado.
  • Corrigir problemas nos rolamentos que permitem o deslocamento do impulsor
  • Verifique a posição correta do impulsor (axial e radial).

Melhorias hidráulicas

  • Melhorar o projeto da tubulação de entrada (reduzir pré-rotação e turbulência)
  • Instale retificadores de fluxo, se necessário.
  • Verificar se a margem NPSH é adequada.
  • Eliminar a entrada de ar

Relação com outras frequências

VPF vs. BPF

  • Termos frequentemente usados como sinônimos para bombas e ventiladores.
  • VPF: Termo preferido para bombas (palhetas em líquido)
  • BPF: Termo preferido para ventiladores (com pás no ar)
  • A abordagem de cálculo e diagnóstico é idêntica.

VPF vs. Velocidade de funcionamento

  • VPF = Nv × (frequência de velocidade de funcionamento)
  • VPF sempre com frequência superior a 1×
  • Para um impulsor de 7 pás, VPF = 7 × frequência de rotação

A frequência de passagem das pás (VPF) é o componente fundamental da vibração hidráulica em bombas centrífugas. Compreender o cálculo da VPF, reconhecer amplitudes normais versus elevadas e correlacionar os padrões de VPF com as condições de operação e o estado da bomba permite um diagnóstico eficaz da bomba e orienta as decisões sobre a otimização do ponto de operação, a restauração da folga e a substituição do rotor.

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