Förstå lamellernas passeringsfrekvens

Anordningar

Bärbar balanserare & vibrationsanalysator Balanset-1A

$2,358.31

Delar

Vibrationssensor

$107.47

Delar

Optisk sensor (laservarvtalsmätare)

$148.07

Anordningar

Balanset-4

$8,123.32

Delar

Magnetiskt stativ i storlek 60 kgf

$54.93

Delar

Reflekterande tejp

$11.94

Anordningar

Dynamisk balanserare "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definition: Vad är vingpasseringsfrekvens?

Skovelpasseringsfrekvens (VPF, även kallad impellervingfrekvens eller helt enkelt vingpassage) är den frekvens med vilken vingarna (bladen) på ett roterande pumpimpeller passerar förbi en stationär referenspunkt, såsom spiralformad tunga, diffusorvingar eller höljesdelar. Den beräknas som antalet impellervingar multiplicerat med axelns rotationsfrekvens (VPF = antal vingar × varv/min / 60). Detta är pumpens motsvarighet till bladpasseringsfrekvens i fans.

VPF är den dominerande hydrauliska vibration källa i centrifugalpumpar, vanligtvis i intervallet 100-500 Hz för industripumpar. Övervakning av VPF-amplitud och dess övertoner ger viktig diagnostisk information om impellerns skick, hydraulisk prestanda och spelrumsproblem.

Beräkning och typiska värden

Formel

• VPF = Nv × N / 60
• Där Nv = antal rotorblad
• N = axelhastighet (rpm)
• Resultat i Hz

Exempel

Liten pump

• 5 vingblad vid 3500 varv/min
• VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz

Stor processpump

• 7 vingblad vid 1750 varv/min
• VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz

Höghastighetspump

• 6 vingblad vid 4200 varv/min
• VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz

Typiska skovelantal

• Centrifugalpumpar: 3–12 vingblad (5–7 vanligast)
• Små pumpar: Färre lameller (3-5)
• Stora pumpar: Fler vingar (7-12)
• Pumpar med högt tryck: Fler skovlar för energiöverföring

Fysisk mekanism

Tryckpulsationer

VPF uppstår från variationer i hydraultryck:

1. Varje impellervinge transporterar vätska med hög hastighet
2. När vingen passerar ett spiralformat vattenyta skapas en tryckpuls
3. Tryckskillnaden över skoveln ändras snabbt
4. Skapar kraftpuls på pumphjulet och höljet
5. Med Nv-vingar uppstår Nv-pulser per varv
6. Pulsationsfrekvens = skovelns passhastighet = VPF

Vid designpunkten (BEP)

• Flödesvinkeln matchar skovelvinkeln
• Jämnt flöde, minimal turbulens
• VPF-amplitud måttlig och stabil
• Optimal tryckfördelning

Felaktig designpunkt

• Flödesvinkeln matchar inte med skovelvinkeln
• Ökad turbulens och flödesseparation
• Pulsationer med högre tryck
• Förhöjd VPF-amplitud
• Möjliga ytterligare frekvenskomponenter

Diagnostisk tolkning

Normal VPF-amplitud

• Pump vid bästa effektivitetspunkt (BEP)
• VPF-amplitud stabil över tid
• Typiskt 10-30% med 1× vibrationsamplitud
• Rent spektrum med minimala övertoner

Förhöjd VPF indikerar

Drift utan BEP

• Lågt flödesdrift (< 70% BEP) ökar VPF
• Högt flöde (> 120% BEP) höjer också VPF
• Optimal drift vid 80-110% av BEP

Problem med spel mellan impeller och hölje

• Slitna slitringar ökar spelrummet
• Impellerförskjutning på grund av lagerslitage
• VPF-amplituden ökar med för högt spelrum
• Prestandaförsämring (intern recirkulation)

Skada på impellern

• Trasiga eller spruckna lameller skapar asymmetri
• VPF-amplitud med sidband vid ±1× hastighet
• Erosion eller avlagringar på vingarna
• Skada på främmande föremål

Hydraulisk resonans

• VPF matchar akustisk resonans i rörledningar eller höljen
• Dramatisk amplitudförstärkning
• Kan orsaka strukturella vibrationer och buller
• Kan kräva systemmodifieringar

VPF-övertoner

2×VPF och högre

Flera övertoner indikerar problem:

• 2×VPF närvarande: Icke-enhetligt skovelavstånd, impellerexcentricitet
• Flera övertoner: Allvarlig hydraulisk turbulens, skador på skovlarna
• Överdrivna amplituder: Potential för utmattningsfel

Subharmoniker

• Fraktionella VPF-komponenter (VPF/2, VPF/3)
• Indikera flödesinstabiliteter
• Roterande stall- eller separationsceller
• Vanligt vid mycket låga flödeshastigheter

Övervakning och trender

Baslinjeetablering

• Registrera VPF när pumpen är ny eller nyligen renoverad
• Dokument vid designens driftpunkt
• Upprätta normalt VPF/1× amplitudförhållande
• Ställ in larmgränser (vanligtvis 2–3× baslinje-VPF-amplitud)

Trendparametrar

• VPF-amplitud: Spåra över tid, ökande indikerar utvecklande problem
• VPF/1×-förhållande: Bör förbli relativt konstant
• Harmoniskt innehåll: Utseende eller tillväxt av 2×VPF, 3×VPF
• Sidbandsutveckling: Uppkomsten av ±1× sidband runt VPF

Korrelation mellan driftsförhållanden

• Spåra VPF kontra flödeshastighet
• Identifiera optimal arbetszon (minsta VPF)
• Detektera när driftspunkten har förskjutits
• Korrelera med prestandaförsämring

Korrigerande åtgärder

För förhöjd VPF

Optimering av driftpunkt

• Justera flödet för att få pumpen närmare BEP
• Gasspjällsutlösning eller justering av systemmotstånd
• Kontrollera att sugförhållandena är tillräckliga

Mekanisk korrigering

• Byt ut slitna slitringar (återställ spelrum)
• Byt ut slitet eller skadat impeller
• Åtgärda lagerproblem som möjliggör pumphjulsförskjutning
• Kontrollera korrekt pumphjulsposition (axiell och radiell)

Hydrauliska förbättringar

• Förbättra inloppsrörens design (minska förvirvel och turbulens)
• Installera flödesriktare vid behov
• Verifiera tillräcklig NPSH-marginal
• Eliminera luftinträngning

Förhållande till andra frekvenser

VPF kontra BPF

• Termer som ofta används synonymt för pumpar kontra fläktar
• VPF: Föredragen term för pumpar (vingar i vätska)
• BPF: Föredragen term för fläktar (blad i luften)
• Beräknings- och diagnostikmetod identisk

VPF kontra löphastighet

• VPF = Nv × (körhastighetsfrekvens)
• VPF alltid högre frekvens än 1×
• För 7-vingshjul, VPF = 7× varvtalsfrekvens

Lamellpassagefrekvensen är den grundläggande hydrauliska vibrationskomponenten i centrifugalpumpar. Att förstå VPF-beräkning, identifiera normala kontra förhöjda amplituder och korrelera VPF-mönster med driftsförhållanden och pumpens skick möjliggör effektiv pumpdiagnostik och vägleder beslut om optimering av driftspunkter, återställning av spelrum och utbyte av pumphjul.

---

← Tillbaka till huvudmenyn