Mekanismen, indflydelse og eliminering af målinger af den spændende kraft af centrifugalpumper

Som et vigtigt flydende udstyr er centrifugalpumper i vid udstrækning brugt i industrielle, landbrugs- og civile marker. Imidlertid påvirkes centrifugalpumper i faktisk feltdrift ofte af spændende kræfter, hvilket resulterer i vibrations-, støj- og udstyrsskader. Denne artikel vil diskutere generationsmekanismen for centrifugalpumpe spændende kræfter, deres indflydelse på pumpedrift og effektive elimineringsmetoder fra flere aspekter.

• Faktorer, der genererer spændende kraft i centrifugalpumper

1. hydraulisk ubalance
Rotationen af ​​pumpehjulet i en centrifugalpumpe forårsager centrifugalkraft til at blive genereret i væsken, men fordelingen af ​​væsken inde i pumpehjulet kan være ujævnt på grund af begrænsningerne i pumpehjulets design, fremstilling eller driftsforhold. Denne ujævnhed kan føre til hydraulisk ubalance, som igen genererer periodiske eller ikke-periodiske spændende kræfter. Især i multi-trins pumper er det mere sandsynligt, at interaktionen mellem skovlhjulene forårsager hydraulisk excitation.
2. mekanisk ubalance
Mekanisk ubalance er en af ​​de vigtige kilder til spændende kræfter i centrifugalpumper. Under fremstilling eller installation af pumpehjulet kan der være problemer såsom ujævn massefordeling og aksial afvigelse, hvilket fører til ujævn fordeling af centrifugalkraft. Når man roterer i høj hastighed, kan denne ubalance forårsage periodiske spændende kræfter, hvilket igen forårsager vibrationer.
3. væskedynamisk interferens
Designet af indløbet og udløbsstrømningskanalerne i centrifugalpumpen, interaktionen mellem pumpehjulet og volute/guide -skovlene og tilbagestrømning og hvirvelfænomener i pumpen kan alle forårsage væskedynamisk interferens. Disse interferenser kan forårsage trykpulsation og væskevibration og derved danne spændende kræfter. For eksempel kan interaktionen mellem skovlhjulet og volute/guide -skovlene forårsage vibrationer relateret til bladet passerende frekvens (BPF).
4. kavitation
Kavitation er et almindeligt problem i driften af ​​centrifugalpumper. Kavitation opstår, når trykket i et lokalt område af pumpen er lavere end væskens mættede damptryk, hvilket får væsken til at fordampe og danne bobler. Når boblerne brast i højtryksområdet, genereres en øjeblikkelig stødbølge med højtryksbølge, hvilket forårsager vibrationer og støj. Dette fænomen vil ikke kun føre til generering af spændende kræfter, men kan også forårsage erosionsskade på pumpens pumpehjul og yderligere forværre genereringen af ​​spændende kræfter.
5. Interaktion mellem rørsystemet
Interaktionen mellem centrifugalpumpen og rørsystemet vil også forårsage spændende kræfter. For eksempel overføres tryksvingningen af ​​væsken i rørledningen til pumpekroppen gennem indløbet eller udløbet af pumpen, hvilket danner en periodisk ekstern excitationskraft. Derudover vil layoutet af rørledningen og støttestrukturen, stivheden af ​​basen/fundamentet og pumpens justering og motoren også påvirke manifestationen og intensiteten af ​​den spændende kraft.

• Effekt af spændende kraft på centrifugalpumpe

1. Årsag vibrationer og støj
Den spændende kraft forårsager direkte vibrationen af ​​pumpekroppen og relaterede komponenter, ledsaget af en stor støj. Overdreven vibration vil føre til et fald i driftsstabiliteten af ​​pumpen, øge vedligeholdelsesomkostningerne og påvirke den normale drift af perifert udstyr.
2. forværrer skaden på komponenter
På grund af den periodiske virkning af den spændende kraft er pumpens lejer og tætninger modtagelige for træthedsskader, hvilket resulterer i et forkortet liv. Især i tilfælde af højfrekvent vibration kan disse nøglekomponenter mislykkes for tidligt, hvilket forårsager uventet nedlukning af udstyr.
3. Reducer driftseffektiviteten
Den spændende kraft vil forårsage turbulens i væskestrømmen, øge energitab og dermed reducere effektiviteten af ​​centrifugalpumpen. Derudover kan vibrationen forårsaget af kavitation også forårsage skade på pumpens pumpehjul, hvilket yderligere reducerer pumpens ydelse.
4. forårsager strukturel skade
Den langsigtede spændende kraft vil forårsage strukturel træthed af pumpekroppen og nøglekomponenterne og fører endda til alvorlige konsekvenser såsom revner og brud. Denne skade vil ikke kun forårsage uventede nedlukninger af systemet, men kan også forårsage alvorlige sikkerhedsulykker.

• Foranstaltninger til at eliminere spændende kræfter

1. Optimer Impeller -design
Hydraulisk ubalance kan reduceres effektivt ved at optimere pumpehjulsgeometrien og antallet af klinger. For eksempel ved at øge antallet af klinger eller ændre afsætningsvinklen på knive, kan amplituden af ​​væskepulsation reduceres. Derudover kan brugen af ​​et mere symmetrisk pumpehjulsdesign reducere væskeinduceret vibration.
2. Forbedre flowkanaldesign
Optimer pumpens indløb og udløbsstrømningskanaler og volute design for at reducere væskedynamisk interferens. For eksempel kan brugen af ​​et dobbelt volute design effektivt reducere hydraulisk ubalance; Det rimelige design af guide vingreform og dens antal klinger kan reducere trykpulsationen forårsaget af bladets beståede frekvens. Derudover kan det at undgå skarpe ændringer i diameter og bøjning i strømningskanalen reducere hvirvelstrømme og tilbagestrømningsfænomener.
3. dynamisk afbalanceringskorrektion
Under pumpehjulets fremstilling og installationsproces skal dynamisk balancekorrektion strengt udføres for at sikre, at pumpehjulsmassen er jævnt fordelt, og aksen er centreret. Dynamisk afbalanceringskorrektion kan reducere den spændende kraft, der er forårsaget af mekanisk ubalance.
4. Vælg Dæmpningsenhed
Under installationen af ​​pumpen kan dæmpningsenheder såsom fjederdæmpningspuder eller spjæld tilsættes for at reducere transmissionseffektiviteten af ​​den spændende kraft. Derudover kan optimering af forbindelsen mellem pumpen og rørsystemet og undgå stiv forbindelse også hjælpe med at reducere vibrationer.
5. Undgå kavitation
For at undgå kavitation skal pumpens indløbstryk være rimeligt designet til at sikre, at den er højere end væskens mættede damptryk. Derudover kan udvælgelsen af ​​materialer og belægninger med fremragende anti-kavitationsydelse også reducere skaden på kavitation til pumpen.
6. Optimer driftsbetingelserne
Driftsbetingelserne for centrifugalpumpen har en direkte indflydelse på størrelsen af ​​den spændende kraft. For eksempel, hvorvidt pumpehastigheden, strømningshastigheden og hovedet med rimelighed matches, vil det væsentligt påvirke vibrationsniveauet. Derfor skal dens driftspunkt under udvælgelsen og driften af ​​pumpen være så tæt på det optimale effektivitetspunkt som muligt.
7. Styrke fundament og rørledningsdesign
Forbedre stivhed og dæmpning af pumpens fundament og reducer transmission af ekstern vibration. Derudover skal du med rimelighed designe og arrangere rørledningen og dens beslag og fast punktposition (såsom længden af ​​det lige rørsektion, undgå generering af luftlommer osv.) For at undgå indflydelse af rørledningen på pumpekroppen.
8. Overvågning, diagnose og vedligeholdelse
Ved at installere vibrationssensorer og overvågningssystemer kan vibrationsstatus for pumpen overvåges i realtid, unormale forhold kan påvises i tid, og der kan træffes foranstaltninger. F.eks. Kan spektrumanalyse bruges til at identificere kilden til vibrationer, så problemet kan løses på en målrettet måde. Derudover kan regelmæssig vedligeholdelse og udskiftning af at bære dele såsom lejer og sæler effektivt udvide udstyrets levetid.