Kanat Geçiş Frekansını Anlamak
Tanım: Kanat Geçiş Frekansı Nedir?
Kanat geçiş frekansı (VPF, pervane kanat frekansı veya kısaca kanat geçişi olarak da adlandırılır), dönen bir pompa pervanesinin kanatlarının (kanatlarının) helezon kanal (dil), difüzör kanatları veya gövde elemanları gibi sabit bir referans noktasından geçtiği frekanstır. Pervane kanat sayısının şaft dönüş frekansıyla çarpılmasıyla hesaplanır (VPF = Kanat Sayısı × RPM / 60). Bu, pompa eşdeğeridir. bıçak geçiş frekansı hayranlar arasında.
VPF baskın hidroliktir titreşim Santrifüj pompalarda kaynak, endüstriyel pompalarda genellikle 100-500 Hz aralığında görülür. VPF genliğinin ve harmonikler pervane durumu, hidrolik performans ve boşluk sorunları hakkında kritik teşhis bilgileri sağlar.
Hesaplama ve Tipik Değerler
Formül
- VPF = Nv × N / 60
- Burada Nv = çark kanatlarının sayısı
- N = şaft hızı (RPM)
- Hz cinsinden sonuç
Örnekler
Küçük Pompa
- 3500 RPM'de 5 kanat
- VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Hz
Büyük Proses Pompası
- 1750 RPM'de 7 kanat
- VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Hz
Yüksek Hızlı Pompa
- 4200 RPM'de 6 kanat
- VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Hz
Tipik Kanat Sayımları
- Santrifüj Pompalar: 3-12 kanat (en yaygın olanı 5-7)
- Küçük Pompalar: Daha az kanat (3-5)
- Büyük Pompalar: Daha fazla kanat (7-12)
- Yüksek Basınçlı Pompalar: Enerji transferi için daha fazla kanat
Fiziksel Mekanizma
Basınç Titreşimleri
VPF hidrolik basınç değişimlerinden kaynaklanır:
- Her bir pervane kanadı sıvıyı yüksek hızda taşır
- Kanatçık, volüt su kesimini geçerken basınç darbesi yaratılır
- Kanatçıklar arasındaki basınç farkı hızla değişir
- Pervane ve gövde üzerinde kuvvet darbesi oluşturur
- Nv kanatçıkları ile, devir başına Nv darbeleri meydana gelir
- Titreşim frekansı = kanat geçiş oranı = VPF
Tasarım Noktasında (BEP)
- Akış açısı kanat açısıyla eşleşir
- Pürüzsüz akış, minimum türbülans
- VPF genliği orta ve stabil
- Optimum basınç dağılımı
Tasarım Noktası Dışı
- Akış açısı kanat açısına uymuyor
- Artan türbülans ve akış ayrımı
- Daha yüksek basınç titreşimleri
- Yükselmiş VPF genliği
- Olası ek frekans bileşenleri
Tanısal Yorumlama
Normal VPF Genliği
- Pompa en iyi verimlilik noktasında (BEP)
- VPF genliği zamanla sabit kalır
- Tipik olarak 1× titreşim genliğine sahip 10-30%
- Minimum harmonikli temiz spektrum
Yükselmiş VPF Şunları Gösterir:
BEP Kapalı Çalışıyor
- Düşük akışlı çalışma (< 70% BEP) VPF'yi artırır
- Yüksek akış (> 120% BEP) ayrıca VPF'yi de yükseltir
- BEP'nin 80-110%'sinde optimum çalışma
Pervane-Gövde Arasındaki Boşluk Sorunları
- Aşınmış aşınma halkaları boşluğu artırır
- Yatak aşınmasından dolayı pervane kayması
- VPF genliği aşırı boşlukla artar
- Performans düşüşü (dahili resirkülasyon)
Pervane Hasarı
- Kırık veya çatlak kanatlar asimetriye neden olur
- VPF genliği ile yan bantlar ±1× hızda
- Kanatçıklarda aşınma veya birikme
- Yabancı cisim hasarı
Hidrolik Rezonans
- VPF, boru veya muhafaza içindeki akustik rezonansı eşleştirir
- Dramatik genlik amplifikasyonu
- Yapısal titreşime ve gürültüye neden olabilir
- Sistem değişiklikleri gerekebilir
VPF Harmonikleri
2×VPF ve üzeri
Çoklu harmonikler sorunlara işaret eder:
- 2×VPF Mevcut: Kanatçık aralığının düzensiz olması, pervane eksantrikliği
- Çoklu Harmonikler: Şiddetli hidrolik türbülans, kanat hasarı
- Aşırı Genlikler: Yorgunluk arızaları potansiyeli
Altharmonikler
- Kesirli VPF bileşenleri (VPF/2, VPF/3)
- Akış dengesizliklerini belirtin
- Döner durak veya ayırma hücreleri
- Çok düşük akış hızlarında yaygındır
İzleme ve Trend Belirleme
Temel Oluşturma
- Pompa yeni veya yeni elden geçirildiğinde VPF'yi kaydedin
- Tasarım çalışma noktasında belge
- Normal VPF/1× genlik oranını belirleyin
- Alarm sınırlarını ayarlayın (tipik olarak başlangıç VPF genliğinin 2-3 katı)
Trend Parametreler
- VPF Genliği: Zaman içinde takip, artan sorun geliştiğini gösterir
- VPF/1× Oranı: Nispeten sabit kalmalıdır
- Harmonik İçerik: 2×VPF, 3×VPF'nin görünümü veya büyümesi
- Yan Bant Geliştirme: VPF etrafında ±1× yan bantların ortaya çıkışı
Çalışma Koşulu Korelasyonu
- VPF'yi akış hızına karşı takip edin
- Optimum çalışma bölgesini (minimum VPF) belirleyin
- Çalışma noktasının kaydığını tespit edin
- Performans düşüşüyle ilişkilendirilir
Düzeltici Eylemler
Yükseltilmiş VPF için
Çalışma Noktası Optimizasyonu
- Pompayı BEP'e yaklaştırmak için akışı ayarlayın
- Gaz kelebeği deşarjı veya sistem direncinin ayarlanması
- Emiş koşullarının yeterli olduğunu doğrulayın
Mekanik Düzeltme
- Aşınmış aşınma halkalarını değiştirin (boşlukları geri yükleyin)
- Aşınmış veya hasarlı pervaneyi değiştirin
- Pervane kaymasına izin veren yatak sorunlarını düzeltin
- Uygun pervane konumunu (eksenel ve radyal) doğrulayın
Hidrolik İyileştirmeler
- Giriş borulama tasarımını iyileştirin (ön girdap ve türbülansı azaltın)
- Gerekirse akış düzleştiricileri takın
- Yeterli NPSH marjını doğrulayın
- Hava sürüklenmesini ortadan kaldırın
Diğer Frekanslarla İlişkisi
VPF ve BPF karşılaştırması
- Pompalar ve fanlar için sıklıkla birbirinin yerine kullanılan terimler
- VPF: Pompalar (sıvıdaki kanatlar) için tercih edilen terim
- BPF: Fanlar (havadaki kanatlar) için tercih edilen terim
- Hesaplama ve tanı yaklaşımı aynı
VPF ve Çalışma Hızı
- VPF = Nv × (çalışma hızı frekansı)
- VPF her zaman 1×'den daha yüksek frekanstadır
- 7 kanatlı çark için VPF = 7× çalışma hızı frekansı
Kanat geçiş frekansı, santrifüj pompalardaki temel hidrolik titreşim bileşenidir. VPF hesaplamasını anlamak, normal ve yüksek genlikleri ayırt etmek ve VPF modellerini çalışma koşulları ve pompa durumuyla ilişkilendirmek, etkili pompa teşhisini mümkün kılar ve çalışma noktası optimizasyonu, boşluk restorasyonu ve pervane değişimi ile ilgili kararlara rehberlik eder.