Vibratsioon, mis tuleb ja läheb
Operaatorid teatavad, et segatud nikeldatud paagis olev PTFE-soojusvaheti vibreerib nähtavalt,{0}}kuid ainult siis, kui segisti töötab teatud kiirustel. 45 p/min juures on torud paigal. 60 p/min juures tekib välimistes toruridades madal{5}}sageduslik võnkumine. 80 p/min juures kaob vibratsioon uuesti. Vibratsioon on katkendlik mitte sellepärast, et see oleks juhuslik, vaid sellepärast, et see sõltub segisti kiirusest, mis vastab konkreetsele tiiviku labadelt pöörise väljutamise tingimusele.
Vibratsioon on midagi enamat kui uudishimu. Voolu-indutseeritud vibratsioon allutab PTFE-torud tugiplaatidele tsüklilisele painutuspingele. Tuhandete tsüklite jooksul kogub stress väsimuskahjustusi. Nähtava amplituudiga vibreerivad torud võivad tugikontaktpunktides enneaegselt üles öelda.
Vibratsiooniallika diagnoosimine ja selle sageduse vastavus toru omasagedusele võimaldab sihipärase lahenduse, -muutes veidi segaja kiirust, muutes tiivikut või lisades vooludeflektori-, mis välistab resonantsi ilma suuremate seadmemuudatusteta.
Vorteksi hajumise mehhanism
Segaja tiivik loob perioodiliste kiiruste kõikumisega vooluvälja. Kui iga tiiviku laba läbib antud punkti, tekitab see rõhuimpulsi. Nende impulsside sagedus on labade -läbilaskvussagedus: BPF=(RPM / 60) × labade arv. 4-labaga tiivik kiirusel 60 p/min tekitab laba läbisõidusageduseks 4 Hz.
Lisaks laba-edastussagedusele heidab tiivik laba otstest välja keerised. Pööriste hajumise sagedus on võrdeline tera otsa kiirusega, mis on jagatud tera laiusega. Tüüpilise segisti puhul on keerise eraldumise sagedus 5-20 Hz, olenevalt tiiviku läbimõõdust ja kiirusest.
Kui kas tera{0}}läbilaskesagedus või keerise eraldumise sagedus ühtib naabersoojusvaheti PTFE toru loomuliku sagedusega, tekib resonants. Toru võngub oma loomulikul sagedusel amplituudiga, mille määrab voolust saadav energia. Võnkumine on kõige tugevam tiivikule kõige lähemal asuvates torudes ja väheneb vahemaa kasvades.
| Vibratsiooni parameeter | Väärtus diagnostilise näite jaoks |
|---|---|
| Segisti tüüp | 4-labaga kaldlabaline turbiin |
| Tööratta läbimõõt | 0.8 m |
| Segisti kiiruse vahemik | 40-120 pööret minutis |
| Blade{0}}läbiv sagedusvahemik | 2,7-8,0 Hz |
| Pööriste hajumise sagedusvahemik | 6-18 Hz |
| PTFE toru loomulik sagedus (10mm OD, 1mm sein, 400mm span) | ~4,5 Hz |
| Resonantsseisund | Blade-edastussagedus ~68 RPM juures vastab 4,5 Hz |
| Täheldatud vibratsiooni kiirus | 60-75 pööret minutis |
Diagnostiline mõõtmismeetod
Diagnostiline protseduur mõõdab PTFE-torude tegelikku vibratsioonisagedust ja võrdleb seda arvutatud segisti ergutussagedustega. Tüüpilise toru külge kinnitatud kiirendusmõõtur (kui paak on mõõtetasemeni tühjendatud või kasutatakse veekindlat kiirendusmõõturit) registreerib vibratsioonispektri segaja töötamise ajal erinevatel kiirustel.
Resonantsi esinemise korral näitab vibratsioonispekter piiki toru omasagedusel. Tippamplituud on suurim segisti kiirusel, mis ühtib ergastussageduse omasagedusega. Joa diagramm-vibratsioonispektrid, mis on virnastatud vertikaalselt iga segaja kiiruse kohta,-näitavad resonantsi tingimuse tipuna, mis tõuseb ja langeb, kui kiirus läbib kriitilist vahemikku.
Kui kiirendusmõõturiga mõõtmine ei ole teostatav, kasutatakse lihtsamat meetodit stroboskoopi. Stroboskoop on suunatud vibreerivatele torudele ja seda reguleeritakse, kuni näiv liikumine külmub. Välgu sagedus, mille juures külmub, võrdub vibratsiooni sagedusega. Seda võrreldakse ergastuse allika tuvastamiseks arvutatud laba-läbipääsu ja keerise hajumise sagedustega.
Leevendusstrateegiad
Kui ergastuse allikas ja resonantsseisund on tuvastatud, on saadaval mitu leevendusvõimalust. Segaja kiiruse muutmine kriitilise vahemiku vältimiseks on kõige lihtsam ja sageli praktilisem lahendus, -näiteks 68 RPM-lt 55 RPM-le või 80 RPM-le. Protsess peab taluma muutunud segamise intensiivsust.
Vooludeflektori või deflektori lisamine tiiviku ja soojusvaheti vahele häirib organiseeritud keerise väljutamist enne, kui see jõuab torudesse. Lihtne perforeeritud plaat või varrasrest, mis asub tiivikust 150–300 mm kaugusel, lõhub perioodilise voolu struktuuri.
Toru toe vahekauguse muutmine muudab toru omasagedust, nihutades selle ergutussagedusest eemale. Vahemiku vähendamine 400 mm-lt 300 mm-le tõstab omasagedust ligikaudu 75% võrra, mis on tunduvalt üle labade läbimise sagedusvahemiku.
Kokkuvõte
Vahelduv toruvibratsioon PTFE-soojusvahetis segisti lähedal on põhjustatud keerise eraldumisest või laba-läbisagedusest, mis vastab toru omasagedusele. Diagnoos kasutab resonantsseisundi kinnitamiseks ja segisti kriitilise kiiruse tuvastamiseks kiirendusmõõtmist või stroboskoobi vaatlust. Leevendusvõimalused hõlmavad kiiruse reguleerimist, vooludeflektori paigaldamist või tugivahede vähendamist. Vibratsiooniga tegelemine väldib PTFE-torude pikaajalist -väsimuskahjustust.
Tehniline tugi vibratsioonidiagnostikaks ja -vähendamiseks konkreetsetes PTFE-soojusvahetite paigaldustes on saadaval pärast segisti spetsifikatsioonide, tiiviku geomeetria, torude mõõtmete ja tugivahede ning vaadeldud vibratsioonikiiruse vahemike esitamist.
