Насос-Вибрация при приближении
Тефлоновый теплообменник, установленный на нагнетательной линии центробежного рециркуляционного насоса, испытывает постоянную вибрацию труб. Вибрация наиболее заметна возле напорного патрубка насоса и уменьшается по мере удаления от насоса. Амплитуда вибрации варьируется в зависимости от скорости насоса и является наибольшей при определенных скоростях потока. Операторы сообщают, что трубки «поют» на определенной частоте.
Источником вибрации является сам насос. Центробежные насосы генерируют пульсации давления с частотой -прохождения лопастей-количество лопастей рабочего колеса, умноженное на скорость вращения. Четырехлопастная крыльчатка при 1450 об/мин создает пульсации с частотой 96,7 Гц. Эти пульсации давления распространяются вниз по потоку и возбуждают трубки из ПТФЭ с частотой пульсаций. Если частота пульсации соответствует собственной частоте пролетов труб между опорами, резонанс усиливает вибрацию до разрушительного уровня.
Метод анализа спектра вибрации
Акселерометр или бесконтактный лазерный виброметр используется для измерения вибрации трубок из ПТФЭ в нескольких местах пучка. Сигнал вибрации обрабатывается анализатором быстрого преобразования Фурье для получения частотного спектра-графика зависимости амплитуды вибрации от частоты.
В спектре наблюдаются пики на частотах, на которых трубки вибрируют. Самый высокий пик определяет доминирующую частоту вибрации. Эта частота сравнивается с известными источниками возбуждения: частотой прохождения лопаток насоса-(количество лопаток × об/мин/60), частотой вращения насоса (об/мин/60) и рассчитанными собственными частотами пролетов трубок.
Если доминирующая частота вибрации совпадает с частотой-прохождения лопастей, источником является насос. Если она соответствует собственной частоте лампы, возникает резонанс. Комбинация -возбуждения на собственной частоте-даёт самые высокие амплитуды и самый большой риск усталостного повреждения.
| Параметр вибрации | Измерение/расчет |
|---|---|
| Скорость насоса | 1450 об/мин |
| Количество лопастей рабочего колеса | 4 |
| Частота прохождения лопасти- | 4 × 1450/60=96.7 Гц |
| Длина пролета трубы между опорами | 400 мм |
| Внешний диаметр трубки × стенка | 10 мм × 1,0 мм |
| Расчетная собственная частота трубки (первая мода) | ~22 Гц |
| Измеренная доминирующая частота вибрации | 96,7 Гц (вынужденная вибрация на частоте прохождения лопасти-) |
| Резонанс? | Нет (96,7 Гц ≠ 22 Гц; только принудительная вибрация) |
Отличие вынужденной вибрации от резонанса
При вынужденной вибрации трубка колеблется с частотой возбуждения независимо от собственной частоты. Амплитуда пропорциональна силе возбуждения и обратно пропорциональна жесткости трубки. Вибрация исчезает, когда насос останавливается, даже если поток продолжается самотеком или из другого насоса.
При резонансной вибрации частота возбуждения соответствует собственной частоте трубки. Амплитуда усиливается резонансом-потенциально в 10–50 раз по сравнению с вынужденной реакцией. Вибрация очень чувствительна к небольшим изменениям частоты возбуждения или собственной частоты. Резонанс более разрушительен и требует немедленных корректирующих действий.
Диагностическое различие осуществляется путем изменения скорости насоса (при наличии привода с регулируемой-скоростью). Если амплитуда вибрации резко возрастает на определенной скорости, эта скорость соответствует резонансному состоянию. Если амплитуда меняется постепенно со скоростью, вибрация вынужденная, а не резонансная.
Корректирующие меры
Для вынужденной (не-резонансной) вибрации на частоте прохождения лопасти-корректирующие меры направлены на уменьшение силы возбуждения в ее источнике или ее ослабление до того, как она достигнет трубок. Гаситель пульсаций-газовый-баллонный аккумулятор-, установленный в нагнетательной линии насоса, поглощает пульсации давления. Выпрямитель потока, установленный между насосом и теплообменником, устраняет завихрения и крупномасштабную-турбулентность. Увеличение расстояния между насосом и теплообменником позволяет естественным образом ослабить пульсации.
В случае резонансной вибрации корректирующие меры смещают либо частоту возбуждения, либо собственную частоту, чтобы разрушить резонанс. Изменение скорости насоса (если возможно) смещает частоту возбуждения. Добавление промежуточных опор для труб уменьшает длину неподдерживаемого пролета и повышает собственную частоту выше диапазона возбуждения. Наиболее надежным решением является обеспечение того, чтобы наименьшая собственная частота любого пролета лампы была как минимум на 20 % выше максимальной ожидаемой частоты возбуждения.
Краткое содержание
Вибрация, вызванная потоком-в теплообменниках из ПТФЭ, вызванная расположенными рядом рециркуляционными насосами, диагностируется с помощью анализа спектра вибрации. Доминирующая частота сравнивается с частотой прохождения лопатки насоса-и собственными частотами трубки. Вынужденная вибрация корректируется гашением пульсаций или выпрямлением потока. Резонанс корректируется путем смещения частот посредством модификации опоры или регулировки скорости. Диагностика гарантирует, что будут применены правильные корректирующие меры.
Техническая поддержка для анализа и снижения вибрации теплообменника из ПТФЭ доступна после предоставления технических характеристик насоса, размеров труб и расстояния между опорами, измерений вибрации и рабочего расхода.
