Phát hiện hiện tượng xâm thực bơm thông qua phân tích rung động

Phát hiện hiện tượng xâm thực (cavitation) bơm thông qua phân tích rung động

1- Cavitation là gì (Tóm tắt)

Khi chất lỏng đi vào mắt bánh công tác, vận tốc của nó tăng lên làm giảm áp suất (nguyên lý Bernoulli). Nếu áp suất chất lỏng giảm xuống quá thấp, một số chất lỏng sẽ bay hơi tạo thành bong bóng cuốn vào chất lỏng.

Khi những bong bóng hơi này di chuyển dọc theo cánh quạt đến vùng áp suất cao hơn áp suất hơi, chúng sẽ nhanh chóng sụp đổ.

Bong bóng xẹp xuống tạo ra áp suất cực lớn (10.000 psi) và sóng xung kích trên bánh công tác, vượt quá độ bền vật liệu của bánh công tác, dẫn đến mỏi bề mặt và tạo ra vết rỗ trên bề mặt.

Áp suất cần thiết để vận hành máy bơm mà không gây ra hiện tượng xâm thực được gọi là cột áp hút dương thực (NPSH). Đầu áp suất có sẵn ở đầu vào máy bơm phải vượt quá NPSH yêu cầu ở một mức nhất định, điều này phụ thuộc vào thiết kế thủy lực của máy bơm. (Bạn có thể đọc thêm về NPSHR, NPSH3, NPSHA, Tốc độ hút cụ thể và Biên NPSH)

Xâm thực có tác dụng phá hủy máy bơm và sẽ dẫn đến hư hỏng cánh quạt, mất cân bằng, hỏng ổ trục, hỏng phốt trục, mất hiệu suất bơm, tiếng ồn, độ rung cao, v.v.

2- Phát hiện cavitation thông qua phân tích rung động

Tiếng ồn cao do xâm thực có thể được xác định như thể máy bơm đang bơm sỏi. Tuy nhiên, phân tích rung động có thể được sử dụng để xác nhận hiện tượng xâm thực.

Như được thể hiện trong biểu đồ dạng sóng phổ và thời gian của máy bơm BB1 có bánh công tác 6 cánh bị hiện tượng xâm thực, những điều sau đây có thể xác nhận hiện tượng xâm thực của máy bơm:

1- Giá trị rung cao ở mức 1X (Tốc độ quay) và 6X (Tốc độ cánh gạt): Độ rung cao ở tốc độ cánh gạt có thể liên quan đến bất kỳ vấn đề về dòng chảy hoặc thủy lực nào ở máy bơm. Tốc độ cánh có thể được mô tả đơn giản là đối với mỗi một vòng quay của trục, số lần cánh cánh quạt sẽ chạm vào chất lỏng. Do đó, hiện tượng xâm thực là do các bong bóng vỡ ra với sóng xung kích cường độ cao nên cứ mỗi vòng quay trục, các bong bóng sẽ xẹp xuống n lần (tùy thuộc vào số lượng cánh), gây ra giá trị rung động cao ở tần số cụ thể này.

2- Tầng tiếng ồn sẽ tăng lên ở tần số truyền của cánh quạt, cũng như ở tần số cao do kích thích cộng hưởng.

3- Dạng sóng thời gian (Gia tốc so với Biểu đồ thời gian) sẽ hiển thị các đợt năng lượng ngẫu nhiên. Bạn nên ghi lại các rung động trong khoảng 10 giây vì các đợt bùng phát năng lượng có thể cách nhau 1-3 giây.

(St.)