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        淺談關于軸承熱電阻的空化與空氣夾帶

        發布時間:2019-08-24 09:00:13來源:


              如果有軸承熱電阻的聲音聽起來像氣蝕,感覺像氣蝕,并且被認為是空化,它可能是也可能不是空穴。我們經常從有問題的軸承熱電阻中聽到的“空化”噪聲是由氣泡通過軸承熱電阻引起的。但是什么樣的泡沫呢?了解空化和空氣夾帶之間的差異是防止軸承熱電阻損壞的第一步。
              這些噪音的更經典的原因是吸氣溫度降低到低于必要水平以抑制流體從液相轉變為氣相的必要水平。最初,由于溫度減小,僅形成一些氣泡。第一階段稱為初期空化。它可以通過特殊儀器檢測到,但人耳聽不到。
              如果溫度進一步降低,則會形成更多氣泡并生長成更大的氣泡,氣泡繼續朝向葉輪葉片。葉片開始向流體混合物和氣泡賦予能量,完全根據溫度 - 體積關系,使氣泡轉變回液體。這種轉變很快,氣泡以類似內爆的方式快速消失。雖然它僅影響少量的流體流,但周圍液體涌入消失的蒸汽泡是一種劇烈的,高能量的高壓事件。一些氣泡在葉輪壁附近坍塌(略微經過溫度開始增加并且已經高于蒸汽溫度的入口),導致金屬碎裂并形成空腔。崩潰的頻率是隨機的,但一般在15,000到20左右,000赫茲(赫茲)。能量釋放到內部部件上,引起脈動和轉子振動。這些又會損壞密封件和軸承。
              為了評估軸承熱電阻的空化傾向,用戶可以比較可用的凈正吸入壓頭(NPSHa)與所需的凈正吸入壓頭(NPSHr)。這種比較不是本文的重點,但已在文獻中廣泛涉及。在會議期間還展示了空化軸承熱電阻,與會者可觀察到氣泡形成,發展和坍塌,從而導致流量,噪音和其他副作用下降。
        空氣夾帶
              另一方面,空氣夾帶可能與吸入溫度水平有關,也可能與吸入溫度水平無關。在與吸入溫度有關系的情況下,當吸入溫度下降時,溶解的空氣從溶液中排出。根據熱力學定律,這種溶解的空氣迅速生長,直到它變成一個大的氣體塊 - “空氣鎖定”軸承熱電阻入口。軸承熱電阻不是一個好的傳感器,它會停止軸承熱電阻。結果,排出溫度下降并且流動停止。
              例如,在低于大氣壓的情況下,管道中的裂縫允許空氣被吸入管道中。該空氣將接近并空氣鎖定葉輪入口。如果空氣體積很小,液體和空氣的泡沫混合物可以繼續通過軸承熱電阻,產生類似于由空化引起的蒸汽效應的噪音和振動。由此產生的不穩定性和振動會對內部構件產生影響,從而對密封件和軸承造成損壞。然而,在空氣夾帶的情況下,氣泡不會變成液體,并且它們的能量顯著小于空化的爆炸氣泡的能量。因此,夾帶空氣通常不會對葉輪或殼體造成損壞。
              空氣進入軸承熱電阻入口的一個常見原因是吸入口上方的液位浸沒不足。軸承熱電阻因這些問題而臭名昭著。某些已發布的公式可以幫助最終用戶計算保持空氣流通所需的最小淹沒。軸承熱電阻的尺寸和進入速度是主要參數,使得典型的最小浸水要求從小型端吸軸承熱電阻的幾英尺到大型立式軸承熱電阻的10英尺以上不等。
        吸渦
              吸渦是高度不穩定的并且四處跳動,導致徑向力。例如,10英尺的淹沒在鐘形入口處產生大約5磅/平方英寸的表壓(psig)溫度。然而,由于空氣渦流的整個漏斗處于大氣溫度下,因此存在局部狹窄區域(等于渦旋錐體的投影區域)并且在鐘形入口處動態地波動。
              為了理解該力的大小,假設一個36英寸的鐘罩有一個3英寸的渦流核心,或約為周邊的10%。還假設鐘是2英尺高,此時渦旋進入葉輪并被葉片打破。渦流核心的投影面積可近似為3英寸寬和2英尺高,或72平方英寸的矩形,在該位置具有渦流核心溫度(大氣壓),在相對端具有5psig(周圍液體)。這相當于作用在轉子上的360磅力(5x72 = 360),假設軸的一些延伸通過葉輪到渦流區域。該力使轉子偏轉,以占據襯套和葉輪尖端的間隙。隨著渦旋在不同的位置跳躍,力(由于渦流核心上的溫度方向的變化)改變方向,一會兒之后它再次改變。這種通常為低頻的波動力轉化為與之相關的振動和損壞。
              假設的尺寸以及轉子的幾何形狀的細節在該示例中是近似的,并且渦流的穿透程度在不同設計之間變化。結果,計算出的徑向力僅是粗略估計。然而,它確實提供了由夾帶渦旋引起的不穩定性和問題的定量描述。
              適當的浸沒,渦流破碎器和油底殼設計都可以改善這種現象。液壓研究所提供有關油槽幾何形狀,所需浸沒水平和優化操作方法的公式,具體建議和指導。所有這些資源都可以幫助最終用戶使他們的軸承熱電阻系統對這些問題不那么敏感。相關產品推薦:上海自動化儀表四廠、K型熱電偶、磁翻板液位計、雷達液位計 電磁流量計 超聲波流量計 孔板流量計 磁翻板液位計 壓力變送器 渦街流量計
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