汽蝕是離心泵運行中出現(xiàn)噪聲,振動和效率下降的主要原因,汽蝕不僅影響流體流功狀態(tài),而且影響其動態(tài)響應(yīng),從長遠來看,汽蝕還可能引起離心泵通流部分表面的破壞、密封的永久失效和軸承磨損等。
長期以來,人們-直對泵的汽蝕現(xiàn)象給予了足夠的重視,根據(jù)汽蝕發(fā)生時的二次征兆提出了諸如超聲波、振動、噪聲、性能參數(shù)監(jiān)測等多種監(jiān)測方法,用以預防或控制汽蝕的發(fā)生。但相對于比較成熟的不平衡、不對中、軸彎曲等機械故障的監(jiān)測與診斷技術(shù)而言.汽蝕還缺乏有效的監(jiān)測手段與技術(shù),不能及時探測汽蝕初生,僅當汽蝕已發(fā)展得非常嚴重(表現(xiàn)在輸送性能已經(jīng)嚴重惡化并產(chǎn)生強烈的振動與噪聲等)或汽蝕已造成嚴重的破壞時.才意識到汽蝕的發(fā)生。
因此,尋找適宜的探測汽蝕初生的技術(shù),對于防止泵的汽蝕破壞具有重要意義,有關(guān)研究表明,離心泵人口壓力脈動是汽蝕的一個重要表征,在此通過對離心泵人口壓力脈動信號的頻譜測試與分析·探索了汽蝕監(jiān)測的途徑。
(1)實驗裝置與方法
本試驗采用ZBA-6型單級離心泵,試驗采用閉式循環(huán)系統(tǒng)。為便干確定和觀測水泵人口的汽蝕情況,入口管段選用透明的有機玻璃管。采用LWCGY-50A型渦旋輪流量計配合FC2015型頻率計測流最。壓力傳感器安裝在泵人口和出口的水管上,并靠近泵的葉輪進、出口。通對真空泵,降低吸入罐液面上的氣體壓力,實現(xiàn)進、出口壓力的改變,分別對其都額定流量80%、100%、110%廠況點進行實測。試驗時,首先調(diào)節(jié)并維持離心泵流量在指定
流量,待離心泵運行穩(wěn)定后,采集進、出口的壓力,以此作為泵正常運轉(zhuǎn)(無汽蝕)的參考量。然后,啟動真空泵.漸次降低吸入罐液面上的氣體壓力,同時觀測水泵入口的汽蝕情況,每隔一定的A^。.采集一歡進、出口壓力,使泵的有效汽蝕余量h。逐漸降低,直至泵進入充分汽蝕狀態(tài)。通過壓力傳感器把壓山信號變?yōu)殡妷盒盘枺ㄟ^信號放大囂把電壓放大,再通過A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,由計算機采集下來。采樣頻率為3000Hz。每次采樣點數(shù)為2048個。
(2)試驗結(jié)果及分析
為了完整記錄錄汽蝕的全過程,本試驗對從正常到汽蝕狀態(tài)下的壓力脈動信號各階段進行了實測,并從頻率域進行了分析.對分析得到的能夠用于診斷汽蝕的脈動特征量作了理論方面的探討,建立了脈動特征量和汽蝕程度的關(guān)系。
①典型工況下的壓力脈動分析以下是對額定流量Q=20.8m3/h下的四組典型工況的壓山破形及頻譜進行的分析。如圖所示正常(未汽蝕)時的壓力脈動特征·此時h= 7. 462。通過透明有機玻璃管觀察,進口全是液相流動,流場十分穩(wěn)定,此時從進口壓力脈動的頻譜圖可以看出,壓力脈幼的成分和結(jié)構(gòu),主要由系統(tǒng)的軸頻,轉(zhuǎn)頻以及它們的各次諧波所組成·由于它們是周期信號,必然在頻譜中裁現(xiàn)為一組離散的頻率尖峰。此時的壓力脈動是由通流部分存在索流運行所引起的。頻率特性與系統(tǒng)構(gòu)成相美。
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