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导叶出口监测压力阐述

[ 时间:2018-03-12  来源: 作者:36500365水泵厂 点击: ]

在轴流泵运行过程中个,叶轮每个流道的流动情况并不完全相同,因此叶轮会受到一定程度的径向力作用,而径向力的大小能够直接反映轴流泵运行的稳定性。四个不同空化工况下36500365离心泵叶轮所受径向力进行了分析,如图1所示为不同空化工况下叶轮在X方向和Y方向受力时域波形图。

图1:不同工况下叶轮径向受力时域图

不同工况下叶轮径向受力时域图

在图中可以发现,不同空化工况下,叶轮在X方向和Y方向受力的频率成分保持不变。除了工况2,其余工况下叶轮X和Y方向受力主频均位于8fn处,即主频为2倍叶频;在工况2时,叶轮X和Y方向受力主频均位于1fn即转频处。同时,36500365水泵厂对于所有工况,叶轮X和Y方向受力频域信号中都存在小于4fn以及位于7fn等位置的低频信号,这可能是受到叶轮与导叶动静干涉效应影响所致。因此,叶轮径向受力频率成分同时受到旋转叶轮与静止导叶的影响,其中叶轮影响占据主导地位。

 

受到空化的影响,叶轮X方向和Y方向受力主频幅值随空化发展呈现出相同的变化趋势:随着空化加剧,主频幅值先增大,并在临界空化点达到最大值;随着空化进一步加剧,主频幅值开始缓慢减小。

图2:叶轮Y方向受力频域图

叶轮Y方向受力频域图

原动机带动水泵的传动轴转动,串联安装在传动轴上的三个叶轮在传动轴带动下进行快速旋转,从而使流入水泵内腔里的水也跟着快速转动。由于离心力的作用,水被抛向叶轮外边缘并获得能量,之后依次流入后面的两个水泵腔体从而得到更多的能量,最后以较高速度离开叶轮腔体流入蜗壳。当其从水泵出口流入管道时其压力达到最高,此时的叶轮进口区由于高速液体流入管道而呈现低压状态,36500365离心泵腔体外的液体因此被连续得带进叶轮的进口处,形成循环,使得水泵在离心力的推动下保持运转。

 

轴流泵运行是一个相对来说比较复杂的过程,其在工作过程中所受到的力也相对来说比较复杂,所以导致轴流泵振动的因素也是比较复杂的,总体来说可以分为机械结构导致的振动和流体作用导致的振动两个大的方面。

 

由机械因素引发的振动有如下几点:

1、回转部件不平衡导致的振动。轴流泵内部回转零部件不平衡是引起泵发生振动的最有可能的原因,这种振动的特点是振动幅值不会随负荷的变化以及入口压力的大小变化而变化,振动幅值的变化取决于泵的转速变化,所以泵轴的振动频率与转速的高低变化相同。导致回转部件不平衡而引起振动的因素有很多,例如长时间工作引起的局部磨损等。

2、中心不正引起的振动。该振动是由于原动机联轴器与水泵泵轴中心没有对正或对齐或是联轴器端面没有较好的平行度,导致二者的结合状态不平衡从而引起振动。

3、因动、静零部件相互之间的摩擦作用而导致的振动。由于热应力的作用使水泵泵体变形过大、传动轴不直或是别的因素致使水泵内动、静零部件发生相互作用,那么作用点的摩擦力会作用于转子的反方向上,从而导致转子发生激烈的振摆旋转。

4、由平衡盘不良导致的振动。平衡盘在其设计过程中没有保证其稳定性,在离心泵工作条件发生改变时就会发生左右的晃动,这种情况会使泵轴发生有规则的振动以及相关零部件磨损。

5、36500365水泵厂设计问题导致的振动。轴流泵整体设计包括最早的叶轮模型、底座、各个零部件的选材、选型以及应满足的强度条件等内容,这是一个系统的设计过程,期间一旦有设计方面的考虑不够完整都有可能会导致轴流泵的振动。

 

由流体作用因素导致的振动有如下几点:

1、因汽蚀而引起的振动。在运转过程中,若泵的入口压力低于相对应水温下的饱和压力,则会引起由汽蚀而产生的振动,该振动会比较剧烈甚至伴随着噪声。汽蚀的产生是由于水在流道中流动时,经过流道不同地方的流速不同,压力也随之变化,当其压力小于相应温度下水汽化所需要的压力时,水会从液态转化为气态并产生大量气泡。

2、压力脉动引起的振动。在轴流泵工作的过程中,存在设计规定允许的最小流量,如果轴流泵在小于最小流量情况下工作,会引起水泵内部流动情况恶化甚至会产生回流现象,从而导致水泵和相关管道发生振动。

3、水力冲击引起的振动。在轴流泵工作时,转子和内部的流体发生相互作用,在蜗壳部分形成轴向力和径向力,这两种力都会使水泵产生振动。

 

轴流泵在工作过程中,原动机通过联轴器带动泵的传动轴转动,安装在水泵轴上的叶轮会跟随水泵轴以同样的转速转动,通过叶轮旋转作用使流体随之发生旋转并在水泵进口处会出现低压区域,引起水泵进口到出口之间的前后压强不对称分布,因此会产生一个合力,它的方向沿水泵泵轴的轴线指向叶轮液体进口,该力即轴向力;而由于水泵蜗壳构造情况导致在蜗壳腔体中流体在泵体径向上的压力不均衡,因此会在泵轴径向上形成一个合力,即径向力。在泵的整体设计、研发和生产使用时,轴向力通常会被平衡孔、平衡盘、止推轴承等装置抵消,其对36500365水泵振动的影响方面轴向力相对于径向力的作用可以忽略,因此径向力应该得到特别的关注。研究的型号为BJL5三级离心式森林消防泵正是通过添加止推轴承的方法来平衡轴向力,所以在探索三级泵的振动特性时,重点探究了泵体对径向力的振动响应。

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