Hiểu về nhiễu loạn trong phân tích rung động

Định nghĩa: Sự nhiễu loạn là gì?

Trong bối cảnh phân tích rung động, sự hỗn loạn Dòng chảy hỗn loạn, ngẫu nhiên và không ổn định của chất lỏng (lỏng hoặc khí) qua một máy móc, chẳng hạn như máy bơm, quạt hoặc tua-bin. Dòng chảy thất thường này tạo ra các dao động áp suất đóng vai trò như một hàm cưỡng bức, gây ra rung động ngẫu nhiên, tần số thấp trong cấu trúc máy.

Không giống như các lực rời rạc, tuần hoàn gây ra bởi mất cân bằng hoặc sự không thẳng hàng, sự rung động từ nhiễu loạn không xảy ra ở một tần số duy nhất, sắc nét. Thay vào đó, nó xuất hiện như một “búi” năng lượng băng thông rộng, không đồng bộ trong FFT spectrum.

Đặc điểm của rung động nhiễu loạn

• Tính thường xuyên: Đây là hiện tượng tần số thấp, thường xảy ra dưới 10-20 Hz và thấp hơn nhiều so với tốc độ chạy của máy.
• Bản chất băng thông rộng: Nó không tạo ra một đỉnh sắc nét, rõ ràng. Thay vào đó, nó làm tăng sàn nhiễu ở vùng tần số thấp của phổ, thường được mô tả là "bướu ngẫu nhiên" hoặc "đống cỏ khô".
• Ngẫu nhiên và không định kỳ: Sự rung động không ổn định. Biên độ và pha dao động liên tục và ngẫu nhiên. Khi xem xét trong dạng sóng thời gian, nó xuất hiện như một tín hiệu hỗn loạn, không lặp lại.
• Phương hướng: Rung động thường theo hướng xuyên tâm và có thể xuất hiện theo cả hướng ngang và hướng dọc.

Nguyên nhân phổ biến gây nhiễu loạn

Sự nhiễu loạn là một vấn đề thủy lực hoặc khí động học gây ra bởi sự gián đoạn dòng chảy trơn tru, được thiết kế của chất lỏng. Các nguyên nhân phổ biến bao gồm:

• Hoạt động xa điểm hiệu quả tốt nhất (BEP): Bơm và quạt được thiết kế để hoạt động hiệu quả và trơn tru nhất tại một điểm cụ thể trên đường cong hiệu suất của chúng. Vận hành chúng ở lưu lượng cao hơn hoặc thấp hơn đáng kể so với BEP sẽ khiến chất lỏng chảy không hiệu quả, tạo ra nhiễu loạn.
• Các vật cản trên đường dẫn dòng chảy: Bất cứ thứ gì cản trở hoặc làm gián đoạn đường đi của chất lỏng đều có thể gây ra nhiễu loạn. Điều này bao gồm đường ống được thiết kế kém (ví dụ: khúc cua gấp ngay trước cửa hút của máy bơm), van đóng một phần, bộ lọc bị tắc hoặc vật lạ.
• Sự cuốn theo không khí hoặc sự tạo bọt khí: Sự hiện diện của các bong bóng khí trong chất lỏng (sự cuốn theo) hoặc sự hình thành và vỡ của các bong bóng hơi (sự tạo bọt) tạo ra các điều kiện hỗn loạn và xung lực cao, tạo ra rung động ngẫu nhiên đáng kể.
• Thiết kế hố thu nước hoặc đầu vào kém: Ở máy bơm, hố chứa được thiết kế kém có thể tạo ra các dòng xoáy đưa không khí và nhiễu loạn vào đường hút của máy bơm.

Chẩn đoán và phân biệt

Chìa khóa để chẩn đoán nhiễu loạn là bản chất ngẫu nhiên, băng thông rộng và tần số thấp của nó. Một nhà phân tích giàu kinh nghiệm thường có thể xác định nhiễu loạn bằng cách quan sát bản chất "không ổn định" và "nhịp đập" của rung động trên chính máy.

Điều quan trọng là phải phân biệt nhiễu loạn với các vấn đề tần số thấp khác:

• Độ lỏng cơ học: Độ lỏng lẻo cũng tạo ra tiếng ồn băng thông rộng, nhưng thường được đặc trưng bởi mức nhiễu nền tăng trên toàn bộ quang phổ và sóng hài riêng biệt của tốc độ chạy, những thứ không có trong nhiễu loạn thuần túy.

– Dầu xoáy: Đây là đỉnh cận đồng bộ riêng biệt ở ~0,4-0,48X, không phải là một khối năng lượng ngẫu nhiên lớn.

– Chà xát: Sự cọ xát có thể tạo ra nhiều tần số khác nhau, nhưng nó thường bao gồm nhiều sóng hài và sóng hài phụ có tần số cao, và dạng sóng thời gian có thể hiển thị các đỉnh bị cắt cụt.

Vì nhiễu loạn là vấn đề liên quan đến quy trình, không phải lỗi cơ học, nên giải pháp thường bao gồm việc khắc phục sự cố vận hành hoặc thiết kế hệ thống. Điều này có thể bao gồm điều chỉnh điểm vận hành của bơm hoặc quạt, mở van, vệ sinh bộ lọc hoặc sửa đổi thiết kế đường ống.

← Quay lại Mục lục chính