Ташхиси кавитатсия
Кавитатсия як падидаи вайронкунанда аст, ки дар насосҳо ва дигар системаҳои гидравликӣ рух медиҳад: ташаккули зуд ва фурӯпошии шадид (имплозия) ҳоблаҳои буғӣ дар моеъ. Ин вақте рух медиҳад, ки фишори статикии маҳаллии моеъ аз фишори буғи он пасттар шавад, бинобар ин моеъ дар ҳарорати муҳит ба таври лаҳзавӣ меҷӯшад ва сипас вақте ки фишор барқарор мешавад, дубора мусаллаҳ (конденсатсия) мегардад. Гарчанде ки он аксар вақт ҳамчун садои “фурӯрарӣ” ё “гулӯлаҳои шишагӣ” тавсиф мешавад, кавитатсия манбаи муҳими ларзиш ва метавонад ба чархи корӣ ва корпусҳо зарари ҷиддии эрозивӣ расонад. Аҳамиятмандтарин ҷанбаи он ин аст, ки он аломати гидравликӣ мушкилот аст, на мушкилоти механикӣ — аммо он бо таҳлили ларзиш осон муайян карда мешавад, ки ин онро ба мисоли классикии истифодаи ларзиш барои ташхиси нуқсони раванд табдил медиҳад.
1. Таъриф: Кавитатсия чист?
Физикаи кавитатсия ба муносибат байни фишори маҳаллӣ ва фишори буғ вобаста аст. Дар дохили насос, моеъ вақте ки ба чашми чархи корӣ дохил мешавад, шитоб мегирад ва мувофиқи принсипи Бернулли ин шитоб фишори маҳаллиро паст мекунад. Агар фишор аз фишори буғи моеъ пасттар шавад, ҳоблаҳои хурди буғӣ ташаккул меёбанд. Онҳо то он даме зинда мемонанд, ки ҷараён онҳоро ба минтақаи фишори баландтар мебарад — одатан чанд миллиметр дуртар дар пӯстак — ки дар он ҷо онҳо қариб лаҳзавӣ фурӯ мепошанд. Ҳар як фурӯпошӣ як имплозияи микроскопӣ аст, ки як қуллаи фишори тез ва порчаи энергияи басомади баландро озод мекунад. Инро ба ҳазорҳо ҳоблае, ки ҳар сония ташаккул меёбанд, зарб занед ва таъсири ҷамъшуда ҳам садои шунидашаванда ва ҳам ларзиши ченшаванда, инчунин чуқуршавии оҳиста ва бебақи сатҳҳои металлӣ мебошад.
2. Ду намуди кавитатсия
a) Кавитатсияи ҷаббиш
Ин шакли маъмултарин аст. Он вақте рух медиҳад, ки насос аз моеъ “ғун” бошад — яъне, вақте ки Сари Мусоиди Мусбати Танафуси Дастрас (NPSHa) аз Сари Мусоиди Мусбати Танафуси Лозима (NPSHr) барои насос пасттар шавад.
- Механизм: фишори паст дар чашми чархи корӣ боиси ҷӯшиши моеъ ва ташаккули ҳоблаҳои буғӣ мегардад. Вақте ки ин ҳоблаҳо ба минтақаҳои фишори баландтар дар тӯли пӯстакҳои чархи корӣ бурда мешаванд, онҳо бо шадидӣ фурӯ мепошанд.
- Сабабҳо: фильтр ё тарази таносуфи пӯшида, клапани таносуфи қисман пӯшида, хати таносуф, ки хеле дароз ё хеле хурд дар диаметраш аст, ё насосе, ки бояд моеъро аз баландии хеле зиёд бардорад.
Ҳошияи тарафи таносуф асосан мушкилоти NPSH аст, бинобар ин ҳангоми тарроҳӣ ё ислоҳи нуқсонҳои насб кардан санҷиши рақамҳо ба таври равшан кӯмак мекунад; мо Ҳисобкунаки NPSH сари дастрасро ҳисоб карда нишон медиҳад, ки система чӣ қадар ба ҳадди кавитатсия наздик аст.
b) Кавитатсияи барориш
Ин ҳолат камтар маъмул аст ва вақте рух медиҳад, ки фишори барориши насос ниҳоят баланд бошад ва ба берун ҷорӣ шудани моеъ аз насос монеъ шавад.
- Механизм: моеъ байни пӯстакҳои чархи корӣ маҳкам шуда, бо суръати баланд давр мезанад, ки минтақаи вакуумии фишори пастро эҷод мекунад, ки дар он ҷо ҳоблаҳо ташаккул меёбанд. Ин ҳоблаҳо вақте ки аз минтақаи фишори паст берун мераванд, имплозия мекунанд.
- Сабабҳо: клапани партоиши пӯшида ё баста, ё насос кардан зидди “сари мурда” — хати партоиши пурра пӯшида.
Даврзаннии дохилии суръати баланд дар паси кавитатсияи партоиш ба ҷараён бозгардонӣ (рециркулятсия) вобаста аст, ноустувории дигари ҷараёни паст, ки баъзе аз ҳамон аломатҳоро мубодила мекунад ва яке аз чанд нуқсонҳои насоси марказгурез аст, ки як таҳлилгари омӯхта фарқ мекунад.
3. Аломати вибратсионии кавитатсия
Фурӯпошии шадиди ҳазорҳо ҳоблаҳои хурди буғӣ як басомади ягона ва ородаро ба вуҷуд намеорад. Ба ҷои он, он як имзои ларзиши хеле хосро эҷод мекунад:
- Садои васеи басомади баланд: нишондиҳандаи асосӣ афзоиши назарраси “заминаи садо”-и Спектри FFT махсусан дар басомадҳои баланд (одатан болои 2,000 Hz) мебошад. Он ҳамчун “қуллаи” васеи энергияи тасодуфӣ, на ҳамчун қуллаҳои ҷудогона зоҳир мешавад.
- Тасодуфӣ ва ноустувор: ларзиш тасодуфӣ ва ғайридаврӣ аст — ки айнан сабаби он аст, ки он хатҳои тезро ба вуҷуд намеорад — ва амплитудаи умумӣ метавонад аз лаҳза ба лаҳза ба таври назаррас тағйир ёбад. Ин тасодуфӣ будан аст, ки кавитатсияро аз ҷараёни оддӣ ҷудо мекунад турбулентӣ, ки одатан мулоимтар ва басомади пасттар дорад.
- Гармоникаҳои эҳтимолӣ аз басомади гузариши пӯстак: дар баъзе ҳолатҳо энергияи тасодуфӣ метавонад басомади гузариши парра (BPF = шумораи пӯстакҳо × суръати гардиш) ва гармоникаҳои онро ангезад, аммо хусусияти асосӣ заминаи садои васеъ боқӣ мемонад. Дар насосҳо ин ҳамон компонент аксар вақт номида мешавад басомади гузариши парраҳо.
Азбаски энергия васеъ ва импульсӣ аст, усулҳое, ки ба зарбаҳои такрорӣ танзим шудаанд, метавонанд ташхисро такмил диҳанд: таҳлили ошкор (envelope analysis) ва метрикҳо, ба монанди коэффитсиенти қулла ба транзитҳои зуд фурӯпошии ҳоблаҳо қавӣ ҷавоб медиҳанд. Агар кавитатсия пеш равад, он метавонад зарари дуюмдараҷа — эрозияи чархи корӣ — ба вуҷуд орад, ки сипас номувозинатӣ нуқсони механикии воқеиро ворид мекунад, ки ҳамчун қуллаи баланди 1× зоҳир мешавад, ёдоваре муфид аст, ки як нуқсон метавонад дигареро ба вуҷуд орад.
4. Тасдиқ
Азбаски имзо як садои тасодуфӣ аст, он метавонад бо дигар манбаъҳои турбулентӣ ё ба ҷараён вобаста омехта шавад, бинобар ин тасдиқ пеш аз таъмир кардан арзиш дорад:
- Гӯш кардан: кавитатсия аксар вақт садои шунидашавандаи хосеро ба вуҷуд меорад, ба монанди сангчаҳо ё гулӯлаҳои шишагӣ, ки дар дохили насос давр мезананд — аксар вақт аввалин аломате, ки оператор дар замина мебинад.
- Тағйироти раванд: барои кавитатсияи таносуфи гумонбар, кушодани эҳтиёткорона ва оҳистаи клапани таносуфи қисман пӯшида, ё тоза кардани тарази таносуф, бояд фавран садои басомади баландро кам ё бартараф кунад. Ин санҷиши тағйир ва мушоҳидаи мақсаднок яке аз самараноктарин тасдиқҳое аст, ки дастрас аст, зеро он бевосита сабаби гидравликиро идора мекунад.
Муҳим аст, ки кавитатсияро зуд ҳал кунед. Ҳар як имплозия мисли чакӯши микроскопии реактивӣ амал мекунад, ки пӯстакҳои чархи корӣ ва волути насосро майда мекунад ва боиси вайроншавии пеш аз мӯҳлат мегардад. Дар майдон, раванди амалӣ ин аст, ки имзои васеъро дар таҳлилгари ларзиш тасдиқ кунед, сабаби гидравликиро бартараф кунед ва сипас тафтиш кунед, ки мошин ба ҳолати механикии тоза баргаштааст. Асбоби ду-каналии мобилӣ, ба монанди Balanset-1A барои ин қадами ниҳоӣ мувофиқ аст: вақте ки нуқсони раванд табобат шуд, он 1×-ро чен мекунад амплитуда ва фаза дар подшипникҳои худи насос дар суръати корӣ, бинобар ин ҳар гуна номувозинатӣ номувозинатии боқимонда, ки аз эрозия боқӣ мондааст, метавонад чен карда шавад ва бо балансировка дар ҷои кор ислоҳ карда шавад мувозинаткунӣ.
