Vibracije centrifugalnih pumpi u sistemima za hlađenje ...

2. Pregled dosadašnjih istraživanja vibracija pumpi
- zaostalog debalansa
- zaostale nesaosnosti
- broja lopatica
- postrojenja u neposrednoj blizini
- električnih i hidrauličkih uzroka.
Pored uobičajenih problema koji se javljaju kod turbomašina, kao što su debalans ili
nesaosnost, pumpe imaju sebi svojstven set problema [16]. Neki od tih problema se
javljaju zbog prirode fluida koji se pumpa, kao što je kavitacija i hidraulička
opterećenja. Drugi problemi, kao što su rezonanca ili kritične brzine mogu teoretski
biti slične onima kod drugih vrsta turbomašina, iako se mogu manifestovati na
neočekivane načine u pumpama.
Debalans ili nesaosnost su jako dobro i detaljno obrađeni u literaturi, tako da o njima
ovdje neće biti riječi. Naglasak će se staviti na probleme koji su jedinstveni za
centrifugalne pumpe ili mogu predstavljati teškoće pri analizi. U tabeli 2.2. navedeni
su ti problemi.
Tabela 2.2. Problemi vibracija tipični za pumpe [16]
1. Frekvencija prolaza lopatica Hidrauličko opterećenje vezano za broj lopatica
radnog kola
2. Kavitacija Štetni fenomen izazvan niskim pritiskom
pumpanja
3. Recirkulacija Povratni tok unutar radnog kola pri niskom
protoku može dovesti do kavitacije i vibracija
4. Rezonanca Čest problem na vertikalnim pumpama ali rijedak
na horizontalnim pumpama
5. Subsinhrona nestabilnost Problem koji se javlja rijetko ali se teško rješava
Bolleter [8] jasno razdavaja sinhrone, subsinhrone i nadsinhrone vibracije pumpi.
Uzroci sinhronih vibracija (sa frekvencijom približno jednakom ugaonoj brzini
pumpe) su:
- Mehanički debalans,
- Hidraulični debalans (odstupanje od rotacione simetrije toka fluida kroz radno
kolo),
- Zakrivljenost vratila (izraženije kod jednostepenih nego kod višestepenih pumpi;
Kod višestepenih pumpi ima više oslonaca, a kod jednostepene pumpe je vratilo
oslonjeno kao konzola),
- Odstupanja i nesavršenost oblika i dimenzija komponenti pumpe.
Od nabrojanih uzroka, dominantan je hidraulički debalans, koji je prema provedenim
istraživanjima [8] čak 3 do 5 puta veći od ostalih uzroka.
Subsinhrone vibracije (frekvencija manja od ugaone brzine) se javljaju usljed:
- Nestabilnosti rotora,
- Hidrauličkih sila (isto je utvrdio i France [23]).
Nadsinhrone vibracije (frekvencija veća od ugaone brzine pumpe) se javljaju usljed:
4