El mecanismo, la influencia y las medidas de eliminación de la fuerza emocionante de las bombas centrífugo

Como un importante equipo de transmisión de fluidos, las bombas centrífugas se usan ampliamente en campos industriales, agrícolas y civiles. Sin embargo, en la operación de campo real, las bombas centrífugas a menudo se ven afectadas por fuerzas emocionantes, lo que resulta en vibración, ruido y daños en el equipo. Este artículo discutirá el mecanismo de generación de fuerzas emocionantes de la bomba centrífuga, su impacto en la operación de la bomba y los métodos de eliminación efectivos de múltiples aspectos.

• Factores que generan una fuerza emocionante en las bombas centrífugas

1. Gente de desequilibrio hidráulico
La rotación del impulsor en una bomba centrífuga hace que la fuerza centrífuga se genere en el fluido, pero la distribución del fluido dentro del impulsor puede ser desigual debido a las limitaciones del diseño del impulsor, la fabricación o las condiciones de funcionamiento. Esta desigualidad puede conducir al desequilibrio hidráulico, lo que a su vez genera fuerzas emocionantes periódicas o no periódicas. Especialmente en bombas de etapas múltiples, la interacción entre los impulsores es más probable que cause excitación hidráulica.
2. Desequilibrio mecánico
El desequilibrio mecánico es una de las fuentes importantes de fuerzas emocionantes en las bombas centrífugas. Durante la fabricación o instalación del impulsor, puede haber problemas como la distribución de masa desigual y la desviación axial, lo que conduce a una distribución desigual de la fuerza centrífuga. Al girar a alta velocidad, este desequilibrio puede causar fuerzas emocionantes periódicas, lo que a su vez causa vibración.
3. Interferencia dinámica fluida
El diseño de los canales de flujo de entrada y salida de la bomba centrífuga, la interacción entre el impulsor y las paletas de voluta/guía, y los fenómenos de flujo de retorno y vórtice en la bomba pueden causar interferencia dinámica fluida. Estas interferencias pueden causar pulsación de presión y vibración de líquidos, formando así fuerzas emocionantes. Por ejemplo, la interacción entre el impulsor y las paletas de voluta/guía puede causar vibraciones relacionadas con la frecuencia de paso de la cuchilla (BPF).
4. Cavitación
La cavitación es un problema común en la operación de las bombas centrífugas. La cavitación ocurre cuando la presión en un área local de la bomba es menor que la presión de vapor saturada del líquido, lo que hace que el líquido vaporice y forme burbujas. Cuando las burbujas estallaron en el área de alta presión, se generará una onda de choque de alta presión instantánea, causando vibración y ruido. Este fenómeno no solo conducirá a la generación de fuerzas emocionantes, sino que también puede causar daño por erosión a la superficie del impulsor de la bomba, exacerbando aún más la generación de fuerzas emocionantes.
5. Interacción del sistema de tuberías
La interacción entre la bomba centrífuga y el sistema de tuberías también causará fuerzas emocionantes. Por ejemplo, la fluctuación de presión del líquido en la tubería se transmitirá al cuerpo de la bomba a través de la entrada o salida de la bomba, formando una fuerza de excitación externa periódica. Además, el diseño de la tubería y la estructura de soporte, la rigidez de la base/base y la alineación de la bomba y el motor también afectarán la manifestación e intensidad de la fuerza emocionante.

• Efecto de la fuerza emocionante sobre la bomba centrífuga

1. Causar vibración y ruido
La fuerza emocionante causa directamente la vibración del cuerpo de la bomba y los componentes relacionados, acompañados de un gran ruido. La vibración excesiva conducirá a una disminución en la estabilidad operativa de la bomba, aumentará los costos de mantenimiento y afectará el funcionamiento normal de los equipos periféricos.
2. Agravar el daño de los componentes
Debido a la acción periódica de la fuerza emocionante, los rodamientos y los sellos de la bomba son susceptibles al daño por fatiga, lo que resulta en una vida acortada. Especialmente en el caso de la vibración de alta frecuencia, estos componentes clave pueden fallar prematuramente, causando el apagado del equipo inesperado.
3. Reducir la eficiencia operativa
La fuerza emocionante causará turbulencia en el flujo de fluido, aumentará la pérdida de energía y, por lo tanto, reducirá la eficiencia de la bomba centrífuga. Además, la vibración causada por la cavitación también puede causar daños a la superficie del impulsor de la bomba, reduciendo aún más el rendimiento de la bomba.
4. Causar daño estructural
La fuerza emocionante a largo plazo causará fatiga estructural del cuerpo de la bomba y los componentes clave, e incluso conducirá a graves consecuencias como grietas y fracturas. Este daño no solo causará cierres inesperados del sistema, sino que también puede causar graves accidentes de seguridad.

• Medidas para eliminar fuerzas emocionantes

1. Optimizar el diseño del impulsor
El desequilibrio hidráulico puede reducirse efectivamente optimizando la geometría del impulsor y el número de cuchillas. Por ejemplo, al aumentar el número de cuchillas o cambiar el ángulo de salida de las cuchillas, se puede reducir la amplitud de la pulsación de fluido. Además, el uso de un diseño de impulsor más simétrico puede reducir la vibración inducida por el líquido.
2. Mejorar el diseño del canal de flujo
Optimice los canales de flujo de entrada y salida de la bomba y el diseño de voluta para reducir la interferencia dinámica de fluido. Por ejemplo, el uso de un diseño de doble voluta puede reducir efectivamente el desequilibrio hidráulico; El diseño razonable de la forma de la paleta de guía y su número de cuchillas pueden reducir la pulsación de presión causada por la frecuencia de aprobación de la cuchilla. Además, evitar cambios fuertes en el diámetro y la flexión en el canal de flujo puede reducir las corrientes de remolino y los fenómenos de flujo de retorno.
3. Corrección de equilibrio dinámico
Durante el proceso de fabricación e instalación del impulsor, la corrección de equilibrio dinámico debe realizarse estrictamente para garantizar que la masa del impulsor se distribuya uniformemente y el eje esté centrado. La corrección de equilibrio dinámico puede reducir significativamente la fuerza emocionante causada por el desequilibrio mecánico.
4. Seleccione el dispositivo de amortiguación
Durante la instalación de la bomba, se pueden agregar dispositivos de amortiguación, como almohadillas de amortiguación de resorte o amortiguadores para reducir la eficiencia de transmisión de la fuerza emocionante. Además, optimizar la conexión entre la bomba y el sistema de tuberías y evitar la conexión rígida también puede ayudar a reducir la vibración.
5. Evite la cavitación
Para evitar la cavitación, la presión de entrada de la bomba debe diseñarse razonablemente para garantizar que sea más alta que la presión de vapor saturada del líquido. Además, la selección de materiales y recubrimientos con un excelente rendimiento contra la cavación también puede reducir el daño de la cavitación a la bomba.
6. Optimizar las condiciones de funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento de la bomba centrífuga tienen un impacto directo en la magnitud de la fuerza emocionante. Por ejemplo, si la velocidad de la bomba, la velocidad de flujo y la cabeza coinciden razonablemente afectará significativamente el nivel de vibración. Por lo tanto, durante la selección y operación de la bomba, su punto de funcionamiento debe estar lo más cerca posible del punto de eficiencia óptimo.
7. Fortalecer la base y el diseño de la tubería
Mejore la rigidez y el rendimiento de la amortiguación de la base de la bomba y reduzca la transmisión de vibración externa. Además, diseñe y organice razonablemente la tubería y su soporte y posición de punto fijo (como la longitud de la sección de tubería recta, evite la generación de bolsillos de aire, etc.) para evitar la influencia de la tubería en la cuerpo de la bomba.
8. Monitoreo, diagnóstico y mantenimiento
Al instalar sensores de vibración y sistemas de monitoreo, el estado de vibración de la bomba se puede monitorear en tiempo real, se pueden detectar condiciones anormales en el tiempo y se pueden tomar medidas. Por ejemplo, el análisis de espectro se puede utilizar para identificar la fuente de vibración, de modo que el problema se pueda resolver de manera dirigida. Además, el mantenimiento regular y el reemplazo de las piezas de uso como los rodamientos y los sellos pueden extender efectivamente la vida útil del equipo.