वह कंपन जो आता है और चला जाता है
ऑपरेटरों की रिपोर्ट है कि एक उत्तेजित निकल चढ़ाना टैंक में एक PTFE हीट एक्सचेंजर दृश्यमान रूप से कंपन करता है -लेकिन केवल तभी जब आंदोलनकारी निश्चित गति से चलता है। 45 आरपीएम पर, ट्यूब अभी भी हैं। 60 आरपीएम पर, बाहरी ट्यूब पंक्तियों में कम आवृत्ति दोलन विकसित होता है। 80 आरपीएम पर, कंपन फिर से गायब हो जाता है। कंपन रुक-रुक कर होता है इसलिए नहीं कि यह यादृच्छिक है, बल्कि इसलिए क्योंकि यह प्ररित करनेवाला ब्लेड से भंवर बहाव के लिए एक विशिष्ट स्थिति से मेल खाने वाले आंदोलनकारी गति पर निर्भर करता है।
यह कंपन जिज्ञासा से कहीं अधिक है। प्रवाह प्रेरित कंपन पीटीएफई ट्यूबों को समर्थन प्लेटों पर चक्रीय झुकने वाले तनाव के अधीन कर देता है। हजारों चक्रों में, तनाव थकान क्षति को जमा करता है। दृश्यमान आयाम पर कंपन करने वाली ट्यूबें समर्थन संपर्क बिंदुओं पर समय से पहले विफल हो सकती हैं।
कंपन स्रोत और उसकी आवृत्ति ट्यूब की प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाने का निदान करने से एक लक्षित समाधान सक्षम हो जाता है {{0}आंदोलनकर्ता की गति को थोड़ा बदलना, प्ररित करनेवाला को संशोधित करना, या एक प्रवाह विक्षेपक जोड़ना {{1}जो बड़े उपकरण परिवर्तनों के बिना प्रतिध्वनि को समाप्त कर देता है।
भंवर बहा तंत्र
एक आंदोलनकारी प्ररित करनेवाला आवधिक वेग में उतार-चढ़ाव के साथ एक प्रवाह क्षेत्र बनाता है। जैसे ही प्रत्येक प्ररित करनेवाला ब्लेड एक दिए गए बिंदु से गुजरता है, यह एक दबाव पल्स उत्पन्न करता है। इन स्पन्दों की आवृत्ति ब्लेड -पासिंग आवृत्ति है: बीपीएफ=(आरपीएम/60) × ब्लेड की संख्या। 60 RPM पर एक 4{8}} ब्लेड प्ररित करनेवाला 4 हर्ट्ज की ब्लेड-पासिंग आवृत्ति उत्पन्न करता है।
ब्लेड की पासिंग आवृत्ति के अलावा, प्ररित करनेवाला अपने ब्लेड की युक्तियों से भंवरों को हटाता है। भंवर बहाव की आवृत्ति ब्लेड की चौड़ाई से विभाजित ब्लेड टिप वेग के समानुपाती होती है। एक सामान्य आंदोलनकारी के लिए, प्ररित करनेवाला व्यास और गति के आधार पर, भंवर बहा आवृत्ति 5-20 हर्ट्ज है।
यदि या तो ब्लेड की पासिंग आवृत्ति या भंवर शेडिंग आवृत्ति आसन्न हीट एक्सचेंजर में पीटीएफई ट्यूब की प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाती है, तो अनुनाद होता है। ट्यूब प्रवाह से ऊर्जा इनपुट द्वारा निर्धारित आयाम के साथ अपनी प्राकृतिक आवृत्ति पर दोलन करती है। दोलन प्ररित करनेवाला के निकटतम ट्यूबों में सबसे अधिक स्पष्ट होता है और दूरी के साथ घटता जाता है।
| कंपन पैरामीटर | डायग्नोस्टिक उदाहरण के लिए मूल्य |
|---|---|
| आंदोलनकारी प्रकार | 4-ब्लेड पिच-ब्लेड टरबाइन |
| प्ररित करनेवाला व्यास | 0.8 m |
| आंदोलनकारी गति सीमा | 40-120 आरपीएम |
| ब्लेड-फ़्रीक्वेंसी रेंज पास करना | 2.7-8.0 हर्ट्ज |
| भंवर बहा आवृत्ति रेंज | 6-18 हर्ट्ज |
| पीटीएफई ट्यूब प्राकृतिक आवृत्ति (10 मिमी ओडी, 1 मिमी दीवार, 400 मिमी स्पैन) | ~4.5 हर्ट्ज |
| अनुनाद स्थिति | ~68 आरपीएम पर ब्लेड - पासिंग आवृत्ति 4.5 हर्ट्ज से मेल खाती है |
| कंपन की गति देखी गई | 60-75 आरपीएम |
नैदानिक मापन विधि
निदान प्रक्रिया पीटीएफई ट्यूबों की वास्तविक कंपन आवृत्ति को मापती है और इसकी गणना की गई आंदोलनकारी उत्तेजना आवृत्तियों से करती है। एक प्रतिनिधि ट्यूब से जुड़ा एक्सेलेरोमीटर (टैंक को माप स्तर तक सूखा कर या वाटरप्रूफ एक्सेलेरोमीटर का उपयोग करके) विभिन्न गति पर आंदोलनकारी संचालन के दौरान कंपन स्पेक्ट्रम को रिकॉर्ड करता है।
यदि प्रतिध्वनि हो रही है तो कंपन स्पेक्ट्रम ट्यूब की प्राकृतिक आवृत्ति पर एक शिखर दिखाता है। चरम आयाम आंदोलनकारी गति पर उच्चतम होता है जो उत्तेजना आवृत्ति को प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाता है। प्रत्येक आंदोलक गति के लिए लंबवत रूप से व्यवस्थित एक झरना प्लॉट {{2} कंपन स्पेक्ट्रा {{3} प्रतिध्वनि की स्थिति को एक शिखर के रूप में प्रकट करता है जो गति के महत्वपूर्ण सीमा से गुजरने पर बढ़ता और गिरता है।
यदि एक्सेलेरोमीटर माप संभव नहीं है, तो एक सरल दृष्टिकोण स्ट्रोबोस्कोप का उपयोग करता है। स्ट्रोबोस्कोप को कंपन करने वाली नलियों पर लक्षित किया जाता है और तब तक समायोजित किया जाता है जब तक कि स्पष्ट गति स्थिर न हो जाए। फ़्लैश आवृत्ति जिस पर जमना होता है, कंपन आवृत्ति के बराबर होती है। उत्तेजना स्रोत की पहचान करने के लिए इसकी तुलना परिकलित ब्लेड पासिंग और भंवर शेडिंग आवृत्तियों से की जाती है।
शमन रणनीतियाँ
एक बार उत्तेजना स्रोत और गुंजयमान स्थिति की पहचान हो जाने पर, कई शमन विकल्प उपलब्ध होते हैं। महत्वपूर्ण सीमा से बचने के लिए आंदोलनकारी गति को बदलना सबसे सरल और अक्सर सबसे व्यावहारिक समाधान है, उदाहरण के लिए 68 आरपीएम से 55 आरपीएम या 80 आरपीएम पर स्थानांतरित करना। प्रक्रिया को परिवर्तित मिश्रण तीव्रता को सहन करना होगा।
प्ररित करनेवाला और हीट एक्सचेंजर के बीच एक फ्लो डिफ्लेक्टर या बैफल जोड़ने से ट्यूबों तक पहुंचने से पहले व्यवस्थित भंवर शेडिंग बाधित हो जाती है। प्ररित करनेवाला से 150-300 मिमी की दूरी पर स्थित एक साधारण छिद्रित प्लेट या बार झंझरी, आवधिक प्रवाह संरचना को तोड़ देती है।
ट्यूब सपोर्ट रिक्ति को संशोधित करने से ट्यूब की प्राकृतिक आवृत्ति बदल जाती है, जिससे यह उत्तेजना आवृत्ति से दूर हो जाती है। स्पैन को 400 मिमी से घटाकर 300 मिमी करने से प्राकृतिक आवृत्ति लगभग 75% बढ़ जाती है, जो ब्लेड की आवृत्ति सीमा से काफी ऊपर है।
सारांश
एक आंदोलनकारी के पास पीटीएफई हीट एक्सचेंजर में आंतरायिक ट्यूब कंपन भंवर शेडिंग या ब्लेड के कारण होता है जो ट्यूब की प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाती आवृत्ति को पार करता है। निदान अनुनाद स्थिति की पुष्टि करने और महत्वपूर्ण आंदोलनकारी गति की पहचान करने के लिए एक्सेलेरोमीटर माप या स्ट्रोबोस्कोप अवलोकन का उपयोग करता है। शमन विकल्पों में गति समायोजन, प्रवाह विक्षेपक स्थापना, या समर्थन रिक्ति में कमी शामिल है। कंपन को संबोधित करने से पीटीएफई ट्यूबों को दीर्घकालिक थकान क्षति से बचाया जा सकता है।
विशिष्ट पीटीएफई हीट एक्सचेंजर प्रतिष्ठानों में कंपन निदान और शमन के लिए इंजीनियरिंग समर्थन आंदोलनकारी विनिर्देशों, प्ररित करनेवाला ज्यामिति, ट्यूब आयाम और समर्थन रिक्ति, और देखी गई कंपन गति सीमाओं को प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
