Înțelegerea frecvenței de trecere a paletei

Dispozitive

Ebalansator portabil și analizor de vibrații Balanset-1A.

$2,358.31

Piese

Senzor de vibrații.

$107.47

Piese

Senzor optic (tahometru laser).

$148.07

Dispozitive

Balanset-4.

$8,123.32

Piese

Stand magnetic Insize-60-kgf.

$54.93

Piese

Ceasetă reflectorizantă.

$11.94

Dispozitive

Ebalansator dinamic "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definiție: Care este frecvența de trecere a paletelor?

Frecvența de trecere a paletei (VPF, numită și frecvența paletelor rotorului sau pur și simplu trecerea paletelor) este frecvența la care paletele (lamelele) unui rotor rotativ al pompei trec printr-un punct de referință staționar, cum ar fi limba volutei, paletele difuzorului sau elementele carcasei. Se calculează ca numărul de palete ale rotorului înmulțit cu frecvența de rotație a arborelui (VPF = Număr de palete × RPM / 60). Acesta este echivalentul pompei pentru frecvența de trecere a lamei în fani.

VPF este factorul hidraulic dominant vibrații sursă în pompele centrifuge, apărând de obicei în intervalul 100-500 Hz pentru pompele industriale. Monitorizarea amplitudinii VPF și a acesteia armonice oferă informații de diagnosticare critice despre starea rotorului, performanța hidraulică și problemele de joc.

Calcul și valori tipice

Formulă

• VPF = Nv × N / 60
• Unde Nv = numărul de palete ale rotorului
• N = viteza arborelui (RPM)
• Rezultat în Hz

Exemple

Pompă mică

• 5 palete la 3500 RPM
• Factor de putere (VPF) = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz

Pompă de proces mare

• 7 palete la 1750 RPM
• Factor de putere (VPF) = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz

Pompă de mare viteză

• 6 palete la 4200 RPM
• Factor de putere (VPF) = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz

Număr tipic de palete

• Pompe centrifuge: 3-12 palete (5-7 cele mai comune)
• Pompe mici: Mai puține palete (3-5)
• Pompe mari: Mai multe palete (7-12)
• Pompe cu înălțime mare: Mai multe palete pentru transferul de energie

Mecanism fizic

Pulsații de presiune

VPF apare din variațiile presiunii hidraulice:

1. Fiecare paletă a rotorului transportă fluid cu viteză mare
2. Pe măsură ce paleta trece prin șanțul volutei, se creează un impuls de presiune
3. Diferența de presiune pe palete se modifică rapid
4. Creează impulsuri de forță asupra rotorului și carcasei
5. Cu paletele Nv, apar impulsuri Nv pe rotație
6. Frecvența pulsațiilor = rata de trecere a paletei = VPF

La punctul de proiectare (BEP)

• Unghiul de curgere se potrivește cu unghiul paletei
• Curgere lină, turbulențe minime
• Amplitudine VPF moderată și stabilă
• Distribuție optimă a presiunii

În afara punctului de proiectare

• Unghiul de curgere nu este corelat cu unghiul paletei
• Turbulență crescută și separare a fluxului
• Pulsații de presiune mai mare
• Amplitudine VPF crescută
• Posibile componente suplimentare de frecvență

Interpretarea diagnostică

Amplitudine VPF normală

• Pompă la punctul de eficiență maximă (BEP)
• Amplitudine VPF stabilă în timp
• De obicei 10-30% cu amplitudinea vibrației de 1×
• Spectru curat cu armonice minime

VPF crescut indică

Funcționare în afara BEP-ului

• Funcționare cu debit redus (< 70% BEP) crește VPF
• Debitul ridicat (> 120% BEP) crește și VPF
• Funcționare optimă la 80-110% de BEP

Probleme de joc între rotor și carcasă

• Inelele de uzură uzate măresc jocul
• Deplasarea rotorului din cauza uzurii rulmentului
• Amplitudinea VPF crește odată cu o distanță excesivă
• Degradarea performanței (recirculare internă)

Deteriorarea rotorului

• Paletele rupte sau crăpate creează asimetrie
• Amplitudinea VPF cu benzi laterale la o viteză de ±1×
• Eroziune sau acumulare pe palete
• Daune provocate de obiecte străine

Rezonanță hidraulică

• VPF potrivește rezonanța acustică în conducte sau carcasă
• Amplificare dramatică a amplitudinii
• Poate provoca vibrații structurale și zgomot
• Poate necesita modificări ale sistemului

Armonice VPF

2×VPF și mai mare

Armonice multiple indică probleme:

• 2×VPF prezent: Distanța neuniformă a palelor, excentricitatea rotorului
• Armonice multiple: Turbulențe hidraulice severe, deteriorarea paletelor
• Amplitudini excesive: Potențial de defecțiuni prin oboseală

Subarmonice

• Componente fracționare VPF (VPF/2, VPF/3)
• Indică instabilități de curgere
• Celule de blocare sau de separare rotative
• Frecventă la debite foarte mici

Monitorizare și tendințe

Stabilirea nivelului de bază

• Înregistrați VPF-ul când pompa este nouă sau recent revizuită
• Document la punctul de operare proiectat
• Stabilirea raportului VPF/1× amplitudine normal
• Setați limitele de alarmă (de obicei 2-3× amplitudinea VPF de bază)

Parametri de tendință

• Amplitudine VPF: Urmăriți în timp, creșterea indică o problemă în curs de dezvoltare
• Raport VPF/1×: Ar trebui să rămână relativ constant
• Conținut armonic: Apariția sau creșterea 2×VPF, 3×VPF
• Dezvoltarea benzilor laterale: Apariția benzilor laterale de ±1× în jurul VPF

Corelarea condițiilor de funcționare

• Urmăriți VPF în funcție de debit
• Identificați zona de funcționare optimă (VPF minim)
• Detectează când punctul de funcționare s-a deplasat
• Corelați cu degradarea performanței

Acțiuni corective

Pentru VPF crescut

Optimizarea punctului de funcționare

• Reglați debitul pentru a aduce pompa mai aproape de punctul BEP
• Eliminarea accelerației sau reglarea rezistenței sistemului
• Verificați condițiile de aspirație adecvate

Corecție mecanică

• Înlocuiți inelele de uzură uzate (restabiliți jocurile)
• Înlocuiți rotorul uzat sau deteriorat
• Corectarea problemelor la rulmenți care permit deplasarea rotorului
• Verificați poziția corectă a rotorului (axială și radială)

Îmbunătățiri hidraulice

• Îmbunătățiți designul conductelor de admisie (reduceți pre-turbulența, turbulența)
• Instalați îndreptătoare de flux, dacă este necesar
• Verificați marja NPSH adecvată
• Eliminați antrenarea de aer

Relația cu alte frecvențe

VPF vs. BPF

• Termeni adesea folosiți interschimbabil pentru pompe vs. ventilatoare
• VPF: Termen preferat pentru pompe (palete în lichid)
• BPF: Termen preferat pentru ventilatoare (lame în aer)
• Abordarea de calcul și de diagnosticare identice

VPF vs. Viteză de alergare

• VPF = Nv × (frecvența vitezei de funcționare)
• VPF întotdeauna cu o frecvență mai mare decât 1×
• Pentru rotor cu 7 palete, VPF = 7 × frecvența turației de funcționare

Frecvența de trecere a paletelor este componenta fundamentală a vibrațiilor hidraulice în pompele centrifuge. Înțelegerea calculului VPF, recunoașterea amplitudinilor normale față de cele ridicate și corelarea modelelor VPF cu condițiile de funcționare și starea pompei permite diagnosticarea eficientă a pompei și ghidează deciziile privind optimizarea punctului de funcționare, restabilirea jocului și înlocuirea rotorului.

---

← Înapoi la indexul principal