Resumen de Four-quadrant Characterization of Hydrodynamic Phenomena in a Low Specific Speed Centrifugal Pump

Hernan Dario Bolaños, Francisco Botero

• español

  Objetivo: identificar y caracterizar fenómenos hidrodinámicos subsincrónicos en una bomba centrífuga de baja velocidad específica, tomando como referencia su curva característica de cuatro cuadrantes. Materiales: la bomba objeto de estudio se trató de una ITT Goulds de 1,5 HP, la cual fue instrumentada con sensores de presión, un acelerómetro, un sensor de torque y un tacómetro. La medición de flujo se hizo con un medidor de flujo ultrasonido. Métodos: análisis en el dominio del tiempo y de la frecuencia, en conjunto con análisis de fase, fueron usados para caracterizar componentes espectrales asociados a fenómenos hidrodinámicos como el rotating stall y el surge. Resultados y discusión: en esta investigación se propuso un método alternativo para el análisis de fase utilizando las señales de presión sin filtrar. En lo relacionado con los fenómenos hidrodinámicos, la evidencia recogida sugiere la existencia de rotating stall en varios puntos de la curva de cuatro cuadrantes, y, en el tercer cuadrante, la coexistencia de rotating stall y surge. Conclusiones: los resultados del método propuesto para el análisis de fase fueron coherentes con los del método basado en la correlación cruzada. La instrumentación y los métodos considerados en la investigación permitieron recoger evidencias para la identificación de algunos fenómenos subsincrónicos.

• English

  Objective: Identify and characterize subsynchronous hydrodynamics phenomena in a low specific speed centrifugal pump based on its four-quadrant characteristic curve. Materials: A 1.5 HP ITT Goulds pump instrumented with pressure transductors, an accelerometer, a torque sensor and a tachometer. Flow rate measurement was done with an ultrasonic transit time clamp-on flow meter. Methods: Time and frequency domain analysis with phase analysis were used to identify spectral components linked to hydrodynamic phenomena such as rotating stall and surge. Results and discussion: This work approaches an alternative method to calculate the phase angle using pressure signals without filtering. Related with hydrodynamic phenomena, the evidence collected suggests the presence of rotating stall in some operation points of the four-quadrant characteristic curve. Furthermore, in the third quadrant, rotating stall coexist with surge. Conclusions: The instrumentation and methods regarded in this work allow to collect evidence to identify in-phase and out of phase subsynchronous hydrodynamic phenomena. The classic cross-correlation-based method was improved to ease the diagnosis of subsynchronous phenomena by visual inspection. A new quantitative approach was introduced to detect subsynchronous phenomena, based on the Fourier analysis; it was validated with a case study for which the classical method was not suitable.