عنوان پایان‌نامه
عیب یابی و تشخیص بروز کاویتاسیون در پمپ ها با استفاده از آنالیز سیگنالهای ارتعاشی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40486;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1507
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- امیرجواد خالقی
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش, محمد محجوب
- چکیده
- عیب یابی پمپ های گریز از مرکز با توجه به کاربرد فراوان آنها به عنوان یکی از اجزاء اصلی فرآیند های صنعتی و تولیدی همواره مدنظر طراحان و کاربران این تجهیزات بوده است. دراین میان پیش گیری و تشخیص به هنگام پدیده خلاء زایی و یا کاویتاسیون به عنوان یکی از مخرب ترین عیوب پمپ با توجه به ماهیت غیر قابل پیش بینی و تصادفی آن اهمیت ویژه ای داشته است. در این پژوهش سعی شده با استفاده از ویژگی های ارتعاشی تجهیز و به طور خاص سیگنال های شتاب ثبت شده از نقطه ای نزدیک چشم چرخ (که بیشترین احتمال وقوع کاویتاسیون را دارد) شیوه ای برای پیش بینی بهنگام وقوع این پدیده ارائه شود. با انجام یک مجموعه کار آزمایشگاهی و ثبت دو گروه داده ارتعاشی برای حالات سالم و معیوب (در مجموع 33 جفت سیگنال) که حالات مختلف کاری پمپ مورد بررسی را پوشش می دهند داده های مورد نیاز برای بررسی حاصل شدند. روش های متعددی در حوزه های زمان ، فرکانس و زمان – فرکانس مورد بررسی قرار گرفت و در هر حوزه با بررسی کمی و کیفی پارامتر های موثر در آن حوزه و همچنین بهره گیری از شیوه های آماری، تغییرات رفتار ارتعاشی تجهیز با ظهور پدیده مورد بررسی قرار گرفتند. در حوزه زمان هرچند رفتار قابل انتظاری برای مشخصه های زمانی سیگنال نظیر میانگین زمانی و مقدار موثر و... مشاهده شد لیکن امکان ارائه معیار متمایز کننده ای برای حالت سالم و معیوب فراهم نگردید. در حوزه فرکانس نیز پس از بررسی روش های متعدد سرانجام نسبت مقادیر میانگین چگالی طیف توان بازه میان مضرب دهم و یازدهم روی بازه میان مضرب اول و دوم فرکانس چرخش به عنوان یک پارامتر جدا کننده حالات سالم و معیوب یافت شدند. استفاده از بازه های میان مضارب یازدهم و دوازدهم و همین طور دوازدهم و سیزدهم به جای بازه نخست (در محاسبه نسبت) همین ویژگی متمایز کننده را به دست داد. در حوزه زمان فرکانس نیز بررسی روش های متعدد بر روی ضرایب تبدیل موجک پیوسته سیگنال ها ، نسبت میزان کشیدگی ضرایب در مقیاس 305 روی مقیاس 100 نتایج قابل توجهی ارائه دادند.
- Abstract
- This work concentrates on the detection of cavitation in centrifugal pumps in order to warn its inception at early stages. Analysis of vibration signals are used for fault monitoring and diagnosis. Fluid-born vibration originated from a specific point on the pump's body (i.e. closest possible to the impeller's eye as the most cavitation-prone spot) was employed as the input signal. A large number of experiments were conducted to obtain an acceptable set of tests over different working conditions of the pump. Finally, 33 couples of faulty/normal acceleration signals were selected for analysis. The analyses were carried out in three different domains: time, frequency and time-frequency. Each domain was studied for the possible changes in the corresponding features (upon the inception of cavitation) to obtain a criterion which can isolate normal and faulty (cavitations) conditions. In the time-domain, no considerable measure was obtained whereas the analysis in the frequency and time-frequency domains yielded promising results. In the frequency domain, the ratio of PSD mean values for the intervals between 10th and 11th multiples of the rotation frequency (RF) over that of 1st-2nd interval was the first distinctive measure. In the timefrequency domain, the ratio of wavelet coefficients' kurtosis for scale 305 over scale 100 could significantly differentiate between faulty and normal states. The findings of this work suggest that the low-frequency vibration signature of the pump casing can be used as a means of detecting cavitation at its early stages.
