Розуміння частоти проходження лопатей

Пристрої

Портативний балансир та віброаналізатор Balanset-1A.

$2,358.31

Деталі

Датчик вібрації</trp-post-container

$107.47

Деталі

Оптичний датчик (лазерний тахометр)</trp-post-container

$148.07

Пристрої

Balanset-4</trp-post-container

$8,123.32

Деталі

Магнітна підставка Insize-60-kgf</trp-post-container

$54.93

Деталі

Світловідбиваюча стрічка</trp-post-container

$11.94

Пристрої

Динамічні ваги "Балансет-1А" OEM</trp-post-container

$2,071.73

Визначення: Що таке частота проходження лопаті?

Частота проходження лопаті (ЧП, також називається частотою обертання лопатей робочого колеса або просто частотою проходження лопатей) – це частота, з якою лопаті (лопаті) обертового робочого колеса насоса проходять повз стаціонарну точку відліку, таку як спіральний виріз (язичок), лопаті дифузора або елементи корпусу. Вона розраховується як кількість лопатей робочого колеса, помножена на частоту обертання вала (ЧП = Кількість лопатей × Об/хв / 60). Це еквівалент насоса частота проходження лопатей у вболівальників.

ВПФ є домінуючим гідравлічним вібрація джерело у відцентрових насосах, зазвичай з'являється в діапазоні 100-500 Гц для промислових насосів. Моніторинг амплітуди VPF та її гармоніки надає важливу діагностичну інформацію про стан робочого колеса, гідравлічну продуктивність та проблеми із зазорами.

Розрахунок та типові значення

Формула

• VPF = Nv × N / 60
• Де Nv = кількість лопаток робочого колеса
• N = швидкість обертання вала (об/хв)
• Результат у Гц

Приклади

Малий насос

• 5 лопатей при 3500 об/хв
• VPF = 5 × 3500 / 60 = 292 Гц

Великий технологічний насос

• 7 лопатей при 1750 об/хв
• VPF = 7 × 1750 / 60 = 204 Гц

Високошвидкісний насос

• 6 лопатей при 4200 об/хв
• VPF = 6 × 4200 / 60 = 420 Гц

Типова кількість лопатей

• Відцентрові насоси: 3-12 лопатей (5-7 найпоширеніших)
• Малі насоси: Менша кількість лопаток (3-5)
• Великі насоси: Більше лопаток (7-12)
• Високонапірні насоси: Більше лопаток для передачі енергії

Фізичний механізм

Пульсації тиску

VPF виникає через коливання гідравлічного тиску:

1. Кожна лопатка робочого колеса переносить рідину з високою швидкістю
2. Коли лопатка проходить повз спіральну водоріз, створюється імпульс тиску
3. Перепад тиску на лопаті швидко змінюється
4. Створює імпульс сили на робочому колесі та корпусі
5. З лопатками Nv виникає імпульсів Nv на оберт
6. Частота пульсацій = швидкість проходження лопаті = VPF

У точці проектування (BEP)

• Кут потоку відповідає куту лопаті
• Плавний потік, мінімальна турбулентність
• Амплітуда ВПФ помірна та стабільна
• Оптимальний розподіл тиску

Поза межами розрахункової точки

• Кут потоку не відповідає куту лопаті
• Підвищена турбулентність та розрив потоку
• Вищі пульсації тиску
• Підвищена амплітуда ВПФ
• Можливі додаткові частотні складові

Діагностична інтерпретація

Нормальна амплітуда VPF

• Насос у точці максимальної ефективності (BEP)
• Амплітуда VPF стабільна з часом
• Типово 10-30% з амплітудою коливань 1×
• Чистий спектр з мінімальними гармоніками

Підвищений показник ВПФ вказує на

Робота поза межами BEP

• Робота з низьким потоком (< 70% BEP) збільшує VPF
• Високий потік (> 120% BEP) також підвищує VPF
• Оптимальна робота при 80-110% BEP

Проблеми із зазором між робочим колесом та корпусом

• Зношені кільця зносу збільшують зазор
• Зсув робочого колеса через знос підшипника
• Амплітуда VPF збільшується при надмірному зазорі
• Погіршення продуктивності (внутрішня рециркуляція)

Пошкодження робочого колеса

• Зламані або тріснуті лопаті створюють асиметрію
• Амплітуда VPF з бічні смуги при швидкості ±1×
• Ерозія або наліт на лопатях
• Пошкодження сторонніми предметами

Гідравлічний резонанс

• VPF відповідає акустичному резонансу в трубопроводі або обсадній колоні
• Різке посилення амплітуди
• Може спричиняти структурну вібрацію та шум
• Може вимагати модифікацій системи

Гармоніки VPF

2×VPF та вище

Кілька гармонік вказують на проблеми:

• 2×VPF Присутній: Нерівномірна відстань між лопатями, ексцентриситет робочого колеса
• Кілька гармонік: Сильна гідравлічна турбулентність, пошкодження лопатей
• Надмірні амплітуди: Потенціал втоми від пошкоджень

Субгармоніки

• Дробові компоненти VPF (VPF/2, VPF/3)
• Вказують на нестабільність потоку
• Обертові стійла або сепараційні камери
• Звичайний при дуже низьких швидкостях потоку

Моніторинг та тренди

Встановлення базової лінії

• Записуйте VPF, коли насос новий або щойно капітально відремонтований
• Документ у робочій точці проектування
• Встановити нормальне співвідношення амплітуди VPF/1×
• Встановлення меж сигналізації (зазвичай 2-3× амплітуда базової частоти збудження)

Трендові параметри

• Амплітуда VPF: Відстежуйте з часом, збільшення вказує на розвиток проблеми
• Співвідношення VPF/1×: Повинно залишатися відносно постійним
• Гармонічний вміст: Поява або ріст 2×VPF, 3×VPF
• Розробка бічної смуги: Поява бічних смуг ±1× навколо VPF

Кореляція робочих умов

• Відстеження VPF у порівнянні зі швидкістю потоку
• Визначте оптимальну робочу зону (мінімальний VPF)
• Виявлення зміщення робочої точки
• Кореляція з погіршенням продуктивності

Коригувальні дії

Для підвищеного ВПФ

Оптимізація робочої точки

• Відрегулюйте потік, щоб наблизити насос до максимальної продуктивності (BEP).
• Розрядження дросельної заслінки або регулювання опору системи
• Перевірте відповідність умов всмоктування

Механічна корекція

• Заміна зношених зносостійких кілець (відновлення зазорів)
• Замініть зношену або пошкоджену крильчатку
• Виправлення проблем з підшипниками, що дозволяє зміщення робочого колеса
• Перевірте правильне положення робочого колеса (осьове та радіальне)

Гідравлічні покращення

• Покращити конструкцію впускного трубопроводу (зменшити попереднє завихрення, турбулентність)
• Встановіть випрямлячі потоку, якщо потрібно
• Перевірте достатній запас NPSH
• Усунути потрапляння повітря

Зв'язок з іншими частотами

ВПФ проти БПФ

• Терміни, які часто використовуються як взаємозамінні для позначення насосів та вентиляторів
• ВПФ: Бажаний термін для насосів (лопаті в рідині)
• БНФ: Бажаний термін для вентиляторів (лопаті в повітрі)
• Розрахунковий та діагностичний підхід ідентичні

VPF проти швидкості бігу

• VPF = Nv × (частота швидкості роботи)
• VPF завжди має вищу частоту, ніж 1×
• Для 7-лопатевого робочого колеса, VPF = 7× частота обертання

Частота руху лопатей є фундаментальним компонентом гідравлічної вібрації у відцентрових насосах. Розуміння розрахунку частоти коливань частоти обертання (ЧКВ), розпізнавання нормальних та підвищених амплітуд, а також співвіднесення моделей ЧКВ з робочими умовами та станом насоса дозволяє ефективно діагностувати насос і спрямовує прийняття рішень щодо оптимізації робочих точок, відновлення зазорів та заміни робочого колеса.

---

← Назад до головного індексу