Čo je frekvencia pohybu lopatiek? Diagnostika lopatiek čerpadla • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" pre dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov Čo je frekvencia pohybu lopatiek? Diagnostika lopatiek čerpadla • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" pre dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov

Čo je frekvencia prechodu lopatiek? Diagnostika lopatiek čerpadla

Publikované používateľom admin dňa

Pochopenie frekvencie prechodu lopatiek

Definícia: Čo je frekvencia prechodu lopatiek?

Frekvencia prechodu lopatiek (VPF, nazývaná aj frekvencia lopatiek obežného kolesa alebo jednoducho prechod lopatiek) je frekvencia, s akou lopatky (lopatky) rotujúceho obežného kolesa čerpadla prechádzajú okolo stacionárneho referenčného bodu, ako je napríklad špirálový výrez (jazyk), lopatky difúzora alebo prvky krytu. Vypočíta sa ako počet lopatiek obežného kolesa vynásobený frekvenciou otáčania hriadeľa (VPF = počet lopatiek × ot./min / 60). Toto je ekvivalent čerpadla frekvencia prechodu čepele vo fanúšikoch.

VPF je dominantný hydraulický vibrácie zdroj v odstredivých čerpadlách, ktorý sa typicky vyskytuje v rozsahu 100 – 500 Hz pre priemyselné čerpadlá. Monitorovanie amplitúdy VPF a jej harmonické poskytuje kritické diagnostické informácie o stave obežného kolesa, hydraulickom výkone a problémoch s vôľou.

Výpočet a typické hodnoty

Vzorec

  • VPF = Nv × N / 60
  • Kde Nv = počet lopatiek obežného kolesa
  • N = otáčky hriadeľa (ot./min.)
  • Výsledok v Hz

Príklady

Malé čerpadlo

  • 5 lopatiek pri 3500 ot./min.
  • VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz

Veľké procesné čerpadlo

  • 7 lopatiek pri 1750 ot./min.
  • VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz

Vysokorýchlostné čerpadlo

  • 6 lopatiek pri 4200 ot./min.
  • VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz

Typický počet lopatiek

  • Odstredivé čerpadlá: 3 – 12 lopatiek (najbežnejšie 5 – 7)
  • Malé čerpadlá: Menej lopatiek (3 – 5)
  • Veľké čerpadlá: Viac lopatiek (7-12)
  • Vysokotlakové čerpadlá: Viac lopatiek na prenos energie

Fyzikálny mechanizmus

Pulzácie tlaku

VPF vzniká z kolísania hydraulického tlaku:

  1. Každá lopatka obežného kolesa prenáša kvapalinu vysokou rýchlosťou
  2. Keď lopatka prechádza cez špirálovú vodu, vytvára sa tlakový impulz
  3. Tlakový rozdiel na lopatkách sa rýchlo mení
  4. Vytvára silový impulz na obežné koleso a puzdro
  5. Pri lopatkách Nv sa vyskytujú impulzy Nv na otáčku
  6. Frekvencia pulzácií = rýchlosť prechodu lopatiek = VPF

V bode návrhu (BEP)

  • Uhol prúdenia zodpovedá uhlu lopatky
  • Plynulý tok, minimálna turbulencia
  • Amplitúda VPF stredná a stabilná
  • Optimálne rozloženie tlaku

Mimo bodu návrhu

  • Uhol prúdenia nezodpovedá uhlu lopatky
  • Zvýšená turbulencia a separácia prúdenia
  • Vyššie tlakové pulzácie
  • Zvýšená amplitúda VPF
  • Možné ďalšie frekvenčné zložky

Diagnostická interpretácia

Normálna amplitúda VPF

  • Čerpadlo v bode najvyššej účinnosti (BEP)
  • Amplitúda VPF stabilná v priebehu času
  • Typicky 10-30% s amplitúdou vibrácií 1×
  • Čisté spektrum s minimálnymi harmonickými

Zvýšený VPF indikuje

Prevádzka mimo BEP

  • Prevádzka s nízkym prietokom (< 70% BEP) zvyšuje VPF
  • Vysoký prietok (> 120% BEP) tiež zvyšuje VPF
  • Optimálna prevádzka pri 80-110% BEP

Problémy s vôľou medzi obežným kolesom a puzdrom

  • Opotrebované tesniace krúžky zvyšujú vôľu
  • Posun obežného kolesa z opotrebovania ložiska
  • Amplitúda VPF sa zvyšuje s nadmernou vôľou
  • Zhoršenie výkonu (vnútorná recirkulácia)

Poškodenie obežného kolesa

  • Zlomené alebo prasknuté lopatky vytvárajú asymetriu
  • Amplitúda VPF s bočné pásma pri rýchlosti ±1×
  • Erózia alebo nahromadenie usadenín na lopatkách
  • Poškodenie cudzím predmetom

Hydraulická rezonancia

  • VPF zodpovedá akustickej rezonancii v potrubí alebo plášti
  • Dramatické zosilnenie amplitúdy
  • Môže spôsobiť štrukturálne vibrácie a hluk
  • Môže vyžadovať úpravy systému

Harmonické VPF

2×VPF a vyššie

Viaceré harmonické naznačujú problémy:

  • 2× VPF prítomné: Nejednotná rozostup lopatiek, excentricita obežného kolesa
  • Viaceré harmonické: Silná hydraulická turbulencia, poškodenie lopatiek
  • Nadmerné amplitúdy: Potenciál zlyhania z dôvodu únavy materiálu

Subharmonické

  • Zložky zlomkového VPF (VPF/2, VPF/3)
  • Indikácia nestability prúdenia
  • Rotujúce boxy alebo separačné bunky
  • Bežné pri veľmi nízkych prietokoch

Monitorovanie a trendy

Stanovenie základnej línie

  • Zaznamenajte VPF, keď je čerpadlo nové alebo čerstvo generálkované.
  • Dokument v pracovnom bode návrhu
  • Stanovenie normálneho pomeru VPF/1× amplitúda
  • Nastavte limity alarmu (zvyčajne 2 – 3 × základná amplitúda VPF)

Trendové parametre

  • Amplitúda VPF: Sledujte v priebehu času, zvyšovanie naznačuje vyvíjajúci sa problém
  • Pomer VPF/1×: Malo by zostať relatívne konštantné
  • Harmonický obsah: Výskyt alebo rast 2×VPF, 3×VPF
  • Vývoj bočného pásma: Výskyt ±1× postranných pásiem okolo VPF

Korelácia prevádzkových podmienok

  • Sledovanie VPF vs. prietoku
  • Identifikujte optimálnu prevádzkovú zónu (minimálny VPF)
  • Zistenie posunu prevádzkového bodu
  • Korelácia so zhoršením výkonu

Nápravné opatrenia

Pre zvýšený VPF

Optimalizácia prevádzkového bodu

  • Upravte prietok, aby sa čerpadlo priblížilo k BEP (najvyššej možnej výkonnosti).
  • Uvoľnenie škrtiacej klapky alebo nastavenie odporu systému
  • Overte, či sú sacie podmienky dostatočné

Mechanická korekcia

  • Vymeňte opotrebované tesniace krúžky (obnovte vôle)
  • Vymeňte opotrebované alebo poškodené obežné koleso
  • Oprava problémov s ložiskami, čo umožňuje posunutie obežného kolesa
  • Skontrolujte správnu polohu obežného kolesa (axiálnu a radiálnu)

Hydraulické vylepšenia

  • Zlepšiť dizajn vstupného potrubia (znížiť predbežné vírenie a turbulencie)
  • V prípade potreby nainštalujte usmerňovače prúdenia
  • Overte primeranú rezervu NPSH
  • Eliminujte strhávanie vzduchu

Vzťah k iným frekvenciám

VPF vs. BPF

  • Pojmy často používané zameniteľne pre čerpadlá a ventilátory
  • VPF: Preferovaný termín pre čerpadlá (lopatkové čerpadlá v kvapaline)
  • BPF: Preferovaný termín pre ventilátory (lopatky vo vzduchu)
  • Výpočtový a diagnostický prístup je identický

VPF vs. rýchlosť behu

  • VPF = Nv × (frekvencia otáčok chodu)
  • VPF vždy vyššia frekvencia ako 1×
  • Pre 7-lopatkové obežné koleso, VPF = 7× frekvencia otáčok chodu

Frekvencia pohybu lopatiek je základnou zložkou hydraulických vibrácií v odstredivých čerpadlách. Pochopenie výpočtu VPF, rozpoznávanie normálnych a zvýšených amplitúd a korelácia vzorcov VPF s prevádzkovými podmienkami a stavom čerpadla umožňuje efektívnu diagnostiku čerpadla a usmerňuje rozhodnutia o optimalizácii prevádzkových bodov, obnovení vôle a výmene obežného kolesa.

← Späť na hlavný index

Kategórie:
WhatsApp