Szivattyú-csővezeték rendszer rezgésfelügyelete

Kalmár Csanád, Msc IV. évf., e-mail: kalmarc@gmail.com

Konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc, Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék, e-mail: fhegedus@hds.bme.hu

Az örvényszivattyúk mind az iparban, mind a háztartásokban a forgógépek egyik legszélesebb körben használt csoportja. Elég csak az ivóvíz- illetve fűtésszolgáltatásra, vagy a különböző ipari folyamatok folyadékszállítására gondolnunk. A nagymértékű felhasználás miatt elengedhetetlen az örvényszivattyúk üzemének folyamatos, széleskörű felügyelete egyszerű és jól meghatározott körülmények között. Ez a dolgozat egy ilyen módszer kidolgozásával foglalkozik.

Az iparban legtöbbször két módszert használnak szivattyúk működésének vizsgálatára: mechanikai rezgéseket detektálnak a szivattyúházra szerelt rezgésmérő segítségével, illetve a szivattyú által kibocsátott akusztikai zajt elemzik. Viszont ritkán foglalkoznak nyomásjelek vizsgálatával, ami egy szivattyú működésének talán legfontosabb üzemi paramétere. Jelen esetben egy BNS 25/48 típusú radiális átömlésű örvényszivattyú nyomócsonkjára szerelt nyomástávadó jelét vizsgáljuk különböző fordulatszámokon és térfogatáramokon. Célunk, hogy a nyomásjelet különböző módszerekkel vizsgálva összefüggést kapjunk a szivattyú működési paraméterei (térfogatáram, fordulatszám, hatásfok, stb.) és a nyomásjel bizonyos tulajdonságai között.

A mérés során az említett szivattyú egy tartályból vizet keringet egy csővezetékben, melynek ellenállása tolózárral állítható. A térfogatáramot átfolyó mérőperemmel, a szivattyú bevezetett teljesítményét mérlegmotorral mérjük. A szivattyú nyomócsonkján 9600 Hz-es mintavételezési frekvenciával, 16 s-ig veszünk nyomásjelet, melyet különböző módszerekkel vizsgálunk.

Nagy frekvenciás időjelek elemzésére leggyakrabban a Fourier-transzformációt alkalmazzák. Az amplitúdó-spektrum vizsgálatával lehetőség adódik számos mechanikai, üzemeltetési, illetve áramlástani jelenség detektálására és nyomon követésére. Az azonos fordulatszámon, különböző munkapontokban felvett spektrumokat egy 3D-s diagramban ábrázolva kapjuk az ún. vízesés-diagramot, melynek elemzésével szintén sok, a szivattyú üzemével kapcsolatos információhoz juthatunk.

A spektrum csúcsaiból következtetni lehet a hajtó motor és a szivattyú tengelyének excentricitására, szöghibára, kiegyensúlyozatlanságra, stb. A munkapont változtatásával járó hatásfok csökkenés/növekedés is könnyen észlelhető külön teljesítménymérésre alkalmas berendezés beépítése nélkül is, így a szivattyút a gazdaságos, jó hatásfokú pontban tudjuk üzemeltetni. Megfigyelhetők térfogatáramtól függő illetve nem függő csúcsok a spektrumban, valamint szétválaszthatóak a mechanikai és áramlástani eredetű nyomásingadozások.

A módszer alkalmazása igen hasznos lehet az ipari folyamatirányításban, valamint mérnöki diagnosztikában egyaránt. Számos előnyt élvez a gyakran használt rezgés illetve akusztikai módszerekhez képest, és könnyen jó hatásfokú, gazdaságos üzemet tesz lehetővé.

szerző

Kalmár Csanád
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

Dr. Hegedűs Ferenc
Docens, Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

helyezés

Jutalom