Het mechanisme, invloed en eliminatiemaatregelen van de opwindende kracht van centrifugaalpompen

Als een belangrijke vloeistoftransportapparatuur worden centrifugaalpompen veel gebruikt in industriële, landbouw- en civiele gebieden. In de werkelijke veldwerkzaamheden worden centrifugaalpompen echter vaak beïnvloed door spannende krachten, wat resulteert in trillingen, lawaai en apparatuurschade. Dit artikel bespreekt het generatiemechanisme van centrifugaalpomp opwindende krachten, hun impact op pompwerking en effectieve eliminatiemethoden vanuit meerdere aspecten.

• Factoren die opwindende kracht genereren in centrifugaalpompen

1. Hydraulische onbalans
De rotatie van de waaier in een centrifugaalpomp zorgt ervoor dat centrifugaalkracht in de vloeistof wordt gegenereerd, maar de verdeling van de vloeistof in de waaier kan ongelijk zijn vanwege de beperkingen van het waaierontwerp, productie of bedrijfsomstandigheden. Deze oneffenheid kan leiden tot hydraulische onbalans, die op zijn beurt periodieke of niet-periodieke opwindende krachten genereert. Vooral in pompen met meerdere fasen veroorzaakt de interactie tussen de waaiers eerder hydraulische excitatie.
2. Mechanische onbalans
Mechanische onbalans is een van de belangrijke bronnen van opwindende krachten in centrifugaalpompen. Tijdens de productie of installatie van de waaier kunnen er problemen zijn zoals ongelijke massadistributie en axiale afwijking, die leiden tot ongelijke verdeling van centrifugaalkracht. Bij het roteren met hoge snelheid kan deze onbalans periodieke opwindende krachten veroorzaken, die op hun beurt trillingen veroorzaken.
3. Vloeibare dynamische interferentie
Het ontwerp van de inlaat- en uitlaatstroomkanalen van de centrifugaalpomp, de interactie tussen de waaier en de volute/geleideschoepen, en de achterstroom- en vortex -fenomenen in de pomp kunnen allemaal vloeibare dynamische interferentie veroorzaken. Deze interferenties kunnen drukpulsatie en vloeistoftrillingen veroorzaken, waardoor opwindende krachten worden gevormd. De interactie tussen de waaier en de volute/geleiderschoepen kan bijvoorbeeld trillingen veroorzaken die verband houden met de frequentie van het lemmet (BPF).
4. Cavitatie
Cavitatie is een veel voorkomend probleem bij de werking van centrifugaalpompen. Cavitatie treedt op wanneer de druk in een lokaal oppervlak van de pomp lager is dan de verzadigde dampdruk van de vloeistof, waardoor de vloeistof verdampt en bubbels vormt. Wanneer de bubbels in het hogedrukgebied barsten, zal een onmiddellijke hogedrukschokgolf worden gegenereerd, waardoor trillingen en ruis worden veroorzaakt. Dit fenomeen zal niet alleen leiden tot het genereren van opwindende krachten, maar kan ook erosiebeschadiging aan het waaieroppervlak van de pomp veroorzaken, waardoor de generatie van opwindende krachten verder wordt verergerd.
5. Interactie van het leidingsysteem
De interactie tussen de centrifugaalpomp en het leidingsysteem zal ook opwindende krachten veroorzaken. De drukfluctuatie van de vloeistof in de pijpleiding wordt bijvoorbeeld door de inlaat of uitlaat van de pomp naar het pomplichaam overgedragen, waardoor een periodieke externe excitatiekracht wordt gevormd. Bovendien zal de lay -out van de pijpleiding en de ondersteuningsstructuur, de stijfheid van de basis/foundation en de uitlijning van de pomp en de motor ook de manifestatie en intensiteit van de opwindende kracht beïnvloeden.

• Effect van opwindende kracht op centrifugaalpomp

1. Veroorzaken trillingen en ruis
De opwindende kracht veroorzaakt direct de trillingen van het pomplichaam en gerelateerde componenten, vergezeld van een groot geluid. Overmatige trillingen zullen leiden tot een afname van de bedrijfsstabiliteit van de pomp, het verhogen van de onderhoudskosten en de normale werking van perifere apparatuur beïnvloeden.
2. Verergering van de schade van componenten
Vanwege de periodieke werking van de opwindende kracht zijn de lagers en afdichtingen van de pomp vatbaar voor vermoeidheidsschade, wat resulteert in een verkorte levensduur. Vooral in het geval van hoogfrequente trillingen kunnen deze belangrijke componenten voortijdig falen, waardoor onverwachte apparatuur werd uitgesloten.
3. Verminder de bedrijfsefficiëntie
De opwindende kracht zal turbulentie in de vloeistofstroom veroorzaken, het energieverlies verhogen en dus de efficiëntie van de centrifugaalpomp verminderen. Bovendien kan de trilling veroorzaakt door cavitatie ook schade aan het waaieroppervlak van de pomp veroorzaken, waardoor de prestaties van de pomp verder worden verminderd.
4. veroorzaken structurele schade
De langdurige opwindende kracht zal structurele vermoeidheid van het pomplichaam en de belangrijkste componenten veroorzaken en zelfs leiden tot ernstige gevolgen zoals scheuren en fracturen. Deze schade zal niet alleen onverwachte systeemuitsluitingen veroorzaken, maar kan ook ernstige veiligheidsongevallen veroorzaken.

• Maatregelen om opwindende krachten te elimineren

1. Optimaliseer waaierontwerp
Hydraulische onbalans kan effectief worden verminderd door de waaiergeometrie en het aantal messen te optimaliseren. Door bijvoorbeeld het aantal messen te vergroten of de uitlaathoek van de messen te veranderen, kan de amplitude van vloeistofpulsatie worden verminderd. Bovendien kan het gebruik van een meer symmetrisch waaierontwerp de door vloeistof veroorzaakte trillingen verminderen.
2. Verbeter het stroomkanaalontwerp
Optimaliseer de inlaat- en uitlaatstroomkanalen van de pomp en het volute ontwerp om de dynamische interferentie van de vloeistof te verminderen. Het gebruik van een dubbel voluuut ontwerp kan bijvoorbeeld hydraulische onbalans verminderen; Het redelijke ontwerp van de vorm van de leidingen en het aantal messen kunnen de drukpulsatie veroorzaakt door het passerende frequentie van de mes verminderen. Bovendien kan het vermijden van scherpe veranderingen in diameter en buiging in het stroomkanaal wervelstromen en terugstroomfenomenen verminderen.
3. Dynamische evenwichtscorrectie
Tijdens het productie- en installatieproces van de waaier moet dynamische balanceringscorrectie strikt worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de waaiermassa gelijkmatig wordt verdeeld en de as gecentreerd is. Dynamische balanceringscorrectie kan de opwindende kracht die veroorzaakt door mechanische onbalans aanzienlijk verminderen.
4. Selecteer het dempingsapparaat
Tijdens de installatie van de pomp kunnen dempingsapparaten zoals veerdempkussens of dempers worden toegevoegd om de transmissie -efficiëntie van de opwindende kracht te verminderen. Bovendien kan het optimaliseren van de verbinding tussen de pomp en het leidingsysteem en het vermijden van rigide verbinding ook helpen de trillingen te verminderen.
5. Vermijd cavitatie
Om cavitatie te voorkomen, moet de pompinlaatdruk redelijkerwijs worden ontworpen om ervoor te zorgen dat deze hoger is dan de verzadigde dampdruk van de vloeistof. Bovendien kan de selectie van materialen en coatings met uitstekende anti-cavitatieprestaties ook de schade van cavitatie aan de pomp verminderen.
6. Optimaliseer de bedrijfsomstandigheden
De bedrijfsomstandigheden van de centrifugaalpomp hebben een directe invloed op de omvang van de opwindende kracht. Als de pompsnelheid, het stroomsnelheid en de kop redelijkerwijs worden gematcht, zal bijvoorbeeld het trillingsniveau aanzienlijk beïnvloeden. Daarom moet tijdens de selectie en werking van de pomp het werkpunt zo dicht mogelijk bij het optimale efficiëntiepunt liggen.
7. Versterk foundation en pijplijnontwerp
Verbetering van de stijfheid en dempingprestaties van de pompfundering en verminder de transmissie van externe trillingen. Bovendien ontwerpen en rangschikken redelijk de pijpleiding en de beugel en de vaste puntpositie (zoals de lengte van de rechte pijpsectie, vermijd het genereren van luchtzakken, enz.) Om de invloed van de pijpleiding op de pomplichaam te voorkomen.
8. Monitoring, diagnose en onderhoud
Door trillingssensoren en bewakingssystemen te installeren, kan de trillingsstatus van de pomp in realtime worden gecontroleerd, abnormale omstandigheden kunnen in tijd worden gedetecteerd en kunnen maatregelen worden genomen. Spectrumanalyse kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de trillingsbron te identificeren, zodat het probleem op een gerichte manier kan worden opgelost. Bovendien kan regelmatig onderhoud en vervanging van het dragen van onderdelen zoals lagers en afdichtingen de levensduur van de apparatuur effectief verlengen.