六種常用的汽蝕診斷識(shí)別方法

2008-12-18 談明高 江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心

         汽蝕是泵性能和效率下降的主要原因之一,尋找適當(dāng)?shù)?a target="_blank" href="http://www.lalazzu.cn/pumps/jixie/12574.html">汽蝕診斷識(shí)別方法,成為控制汽蝕研究的重點(diǎn)。國內(nèi)外研究成果豐富, 可以歸納為:

流量一揚(yáng)程法又稱能量法

       當(dāng)汽蝕發(fā)生時(shí), 特性曲線急劇下降。通常在離心泵汽蝕特性曲線上取揚(yáng)程曲線急劇變化階段中揚(yáng)程下降的點(diǎn)作為離心泵汽蝕發(fā)生的臨界點(diǎn)。但是應(yīng)當(dāng)說明的是, 在泵發(fā)生汽蝕的初始階段,特性曲線變化很不明顯泵的特性曲線發(fā)生明顯變化時(shí),汽蝕已經(jīng)發(fā)展到了一定程度。所以, 用能量法診斷離心泵汽蝕具有一定的滯后性,對(duì)初始階段的汽蝕無法診斷。但是,由于該方法簡便易行,目前仍為許多廠礦企業(yè)所采用。

噪聲法

      水泵汽蝕時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲,一些研究人員利用聲壓傳感器作探頭,置于距離泵體一定距離的位置上,當(dāng)泵內(nèi)汽蝕發(fā)展到強(qiáng)烈階段時(shí),汽泡破滅時(shí)的噪聲通過泵體,傳到泵外,傳感器拾取信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行噪聲頻譜分析,判斷是否已經(jīng)汽蝕。文獻(xiàn)口利用可聽部分聲信號(hào)對(duì)水泵汽蝕故障進(jìn)行了診斷。

振動(dòng)法

       利用加速度計(jì)作為探頭,將其固定于泵殼或泵軸上,采集泵內(nèi)的振動(dòng)信號(hào),把由電機(jī)、離心泵、風(fēng)扇等引起的振動(dòng)視為背景振動(dòng)信號(hào),由汽泡破裂引起的振動(dòng)信號(hào)作為汽蝕故障信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行后處理包括頻潛分析、倒頻譜分析、小波分析等,從而判別泵內(nèi)是否發(fā)生汽蝕。

壓力脈動(dòng)法

       汽蝕發(fā)生時(shí)離心泵內(nèi)流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)與正常工作時(shí)有顯著的不同,因此可通過對(duì)泵進(jìn)、出口壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試和頻譜分析判斷是否發(fā)生汽蝕。文獻(xiàn)閱對(duì)離心泵進(jìn)口壓力進(jìn)行了測(cè)試和頻譜分析,弄清了汽蝕脈動(dòng)頻率的出現(xiàn)范圍,找到了可以用于監(jiān)測(cè)早期汽蝕故障的脈動(dòng)頻率,并確立了該脈動(dòng)頻率下脈動(dòng)幅值和汽蝕余量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

電測(cè)法

      基本原理是液體在汽蝕發(fā)生前是均勻?qū)щ婓w,汽蝕發(fā)生后,液體中有汽泡產(chǎn)生,液流中的非導(dǎo)電“ 粒子” 濃度增加,液流電阻增大。隨著汽蝕程度加劇,產(chǎn)生的氣泡就越多,液流中非導(dǎo)電“ 粒子” 的濃度就越大,從而液流的電阻就越大。因此,可以通過測(cè)量液流電阻判斷液流中是否發(fā)生汽蝕。

圖像法

       圖像法借助可視化實(shí)驗(yàn)裝置和高速攝影儀器對(duì)離心泵內(nèi)部汽蝕空泡的產(chǎn)生和發(fā)展情況進(jìn)行觀測(cè),以判斷離心泵內(nèi)是否發(fā)生汽蝕以及汽蝕發(fā)展的嚴(yán)重程度。這種方法直觀,并能很好的進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,但是由于這種方法需要在泵內(nèi)安裝攝像裝置和照明裝置,一般常用于大型的流體機(jī)械中。另外由于這些裝置一般都安裝在水泵的固定件上,而汽蝕發(fā)生在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪流道里,這就對(duì)流體介質(zhì)的清潔程度、攝像裝置以及后序處理提出了很高的要求。