Kavitatsiyani Diagnostika Qilish
Cavitation quyidagilarda yuzaga keladigan destruktiv hodisadir pumps va boshqa gidravlik tizimlarda: suyuqlikda bug' pufakchalarining tez hosil bo'lishi va zo'r berib yopilishi (imploziya). Bu holat suyuqlikning mahalliy statik bosimi uning bug' bosimidan pastga tushganda yuzaga keladi — suyuqlik atrof muhit haroratida vaqtincha qaynaydi, so'ngra bosim tiklanishi bilan qayta kondensatsiyalanadi. Garchi u ko'pincha “shivirlaydigan” yoki “marmarlar g'ichirlayotgan” ovoz sifatida ta'riflanisa-da, kavitatsiya muhim tebranish manbayi hisoblanadi vibration va kretserllar hamda korpuslarga jiddiy, eroziv shikast yetkazishi mumkin. Muhim jihat shundaki, bu hodisa hydraulic muammosining belgisi bo'lib, mexanik emas — ammo u tebranish tahliliyordamida osonlik bilan aniqlanadi, bu esa tebranishdan jarayon nosozligini diagnostika qilishning klassik namunasidir.
1. Ta'rif: Kavitatsiya Nima?
Kavitatsiya fizikasi mahalliy bosim va bug' bosimi o'rtasidagi munosabatga asoslanadi. Nasos ichida suyuqlik kretserning ko'ziga kirganida tezlashadi va Bernulli printsipiga ko'ra bu tezlanish mahalliy bosimni pasaytiradi. Agar bosim suyuqlikning bug' bosimidan past tushsa, mayda bug' bo'shliqlari nukleatsiyalanadi. Ular oqim ularni yuqori bosimli mintaqaga — odatda qanot bo'ylab bir necha millimetr nariroqqa — olib o'tmaguncha saqlanadi, u yerda deyarli bir zumda yopiladi. Har bir yopilish — keskin bosim zarbasini va yuqori chastotali energiya to'plamini chiqaradigan mikroskopik imploziya. Buni har soniyada hosil bo'ladigan minglab pufakchaga ko'paytiring va kümülatif ta'sir ham eshitiladigan shovqin, ham o'lchanadigan tebranish sifatida namoyon bo'ladi, metall yuzalarining sekin, murosasiz chuqurchalanishi bilan birga.
2. Kavitatsiyaning Ikki Turi
a) So'rish Kavitatsiyasi
Bu eng keng tarqalgan shakl. U nasos suyuqlikdan “qirilib qolganida” — ya'ni mavjud sof ijobiy so'rish bosimi (NPSHa) nasos talab qilgan sof ijobiy so'rish bosimidan (NPSHr) past tushganda yuzaga keladi.
- Mechanism: kretser ko'zidagi past bosim suyuqlikning qaynashiga, bug' pufakchalarining hosil bo'lishiga olib keladi. Bu pufakchalar kretser qanotlari bo'ylab yuqori bosimli mintaqalarga o'tishi bilan zo'r berib yopiladi.
- Causes: tiqilib qolgan so'rish filtri yoki to'r, qisman yopilgan so'rish ventili, haddan tashqari uzun yoki kichik diametrli so'rish quvuri yoki suyuqlikni juda katta balandlikdan ko'tarishi talab qilinadigan nasos.
So'rish tomonidagi zaxira asosan NPSH muammosi bo'lgani uchun, qurilma loyihalash yoki nosozliklarni bartaraf etishda raqamlarni aniq tekshirish foydali; bizning NPSH Kalkulyatori mavjud bosimni hisoblab chiqadi va tizim kavitatsiya chegarasiga qanchalik yaqinligini ko'rsatadi.
b) Chiqarish kavitatsiyasi
Bu kamroq uchraydi va nasosning chiqarish bosimi haddan tashqari yuqori bo'lib, suyuqlikning nasosdan chiqishiga to'sqinlik qilganda yuzaga keladi.
- Mechanism: suyuqlik krylchatka qanatlari orasida qolib, yuqori tezlikda qayta aylanadi va ko'piqlar hosil bo'ladigan past bosimli vakuum zonasini yaratadi. So'ngra bu ko'piklar past bosimli hududdan chiqib ketayotganda portlab yoʻqoladi.
- Causes: bloklangan yoki yopiq chiqarish klапани yoki “o'lik nuqta” — butunlay bloklangan chiqarish liniyasiga qarshi nasoslash —.
chiqarish kavitatsiyasi orqasidagi yuqori tezlikdagi ichki qayta sirkulyatsiya oqim bilan chambarchas bog'liq recirculation, bir xil alomatlarga ega bo'lgan va bir nechta holatlardan biri sifatida keltirilgan yana bir past oqimli beqarorlik markazdan qochma nasos nuqsonlari tahlilchi farqlashni o'rganadi.
3. Kavitatsiyaning tebranish spektri
Minglab mayda bug' ko'piklarining kuchli portlashi bitta aniq chastotani emas, balki juda o'ziga xos tebranish spektrini hosil qiladi:
- Yuqori chastotali keng polosali shovqin: asosiy ko'rsatkich — bu FFT spektri, ayniqsa yuqori chastotalarda (odatda 2 000 Gts dan yuqori) “shovqin osti sathining” sezilarli ko'tarilishi. U keskin cho'qqilar ko'rinishida emas, balki tasodifiy energiyaning keng “do'mboq” shaklida namoyon bo'ladi.
- Tasodifiy va beqaror: tebranish tasodifiy va davriy bo'lmagan xarakterga ega — shuning uchun u aniq chiziqlar hosil qilmaydi — va umumiy amplituda bir lahzadan ikkinchisiga sezilarli o'zgarib turishi mumkin. Ushbu tasodifiylik kavitatsiyani oddiy oqim turbulencedan ajratib turadi, ikkinchisi odatda zaifroq va past chastotali bo'ladi.
- Qanot o'tish chastotasining potentsial garmonikalari: ba'zi hollarda tasodifiy energiya qanot o'tish chastotasini (BPF = qanotlar soni × running speed) va uning garmoniklari, ammo ustun xususiyat keng polosali shovqin qoladi. Nasoslarda bu xuddi shu komponent ko'pincha deyiladi qanotlar o'tish chastotasi.
Energiya keng polosali va impulsli bo'lgani uchun, takroriy zarbalarga moslashtirilgan usullar tashxisni aniqlashtirishi mumkin: konvert tahlili va bunday ko'rsatkichlar crest factor tez pufakcha qulash o'tkinchilariga kuchli ta'sir ko'rsatadi. Kavitatsiya rivojlanishiga yo'l qo'yilsa, u ikkilamchi zararlanishga — kretsatkaning eroziyasiga olib kelishi mumkin, bu esa haqiqiy mexanik unbalance yuqori 1× cho'qqisi sifatida namoyon bo'ladi — bir nuqson boshqasini keltirib chiqarishi mumkinligini eslatuvchi foydali ko'rsatkich.
4. Tasdiqlash
Imzo tasodifiy shovqindan iborat bo'lgani uchun, uni boshqa turbulentlik yoki oqimga bog'liq manbalar bilan adashtirish mumkin, shuning uchun ta'mirlashga qaror qilishdan oldin tasdiqlash foydalidir:
- Listening: kavitatsiya ko'pincha aniq eshitiladigan tovush chiqaradi, xuddi nasosning ichida shag'al yoki marmar g'ildirayotgandek — bu operatorning sexda birinchi payqaydigan belgisi bo'ladi.
- Jarayon o'zgarishlari: so'rilish kavitatsiyasi gumon qilinsa, qisman yopiq so'rilish klapanini ehtiyotkorlik bilan va sekin ochish yoki so'rilish filtrini tozalash yuqori chastotali shovqinni darhol kamaytirishi yoki bartaraf etishi kerak. Bu ataylab o'zgartirish va kuzatish sinovi mavjud tasdiqlashlarning eng samaralilaridan biri hisoblanadi, chunki u gidravlik sababga bevosita ta'sir ko'rsatadi.
Kavitatsiyani tezda bartaraf etish juda muhimdir. Har bir portlash mikroskopik zarba bolg'asidek ta'sir qilib, kretsatka qanotlari va nasos diffuzoriga zarar yetkazadi va muddatidan oldin ishdan chiqarishga olib keladi. Amalda ish jarayoni vibratsiyon analizatorda keng polosali imzoni tasdiqlash, gidravlik sababni bartaraf etish va keyin mashinaning toza mexanik holatga qaytganligini tekshirishdan iborat. Bunday ikki kanalli ko'chma asbob, masalan, Balanset-1A so'nggi bosqich uchun juda mos keladi: jarayon nosozligi bartaraf etilgandan so'ng, u ish tezligida nasosning o'z podshipniklaridagi 1× amplituda va faza ni o'lchaydi, shunday qilib har qanday qoldiq imbalance eroziya qoldirgan muvozanatsizlikni o'rinda balanslashtirish orqali miqdoran aniqlash va to'g'irlash mumkin muvozanatlash.
