نویز مکانیکی از اجزا یا سطوح ارتعاشی که نوسانات فشار قابل شنیدن را در محیط مجاور ایجاد می کنند، منشاء می گیرد. به عنوان مثال، پیستون ها، ارتعاشات نامتعادل ناشی از چرخش و ارتعاش دیواره های لوله.
در پمپ های جابجایی مثبت، نویز به طور کلی با سرعت پمپ و تعداد پیستون های پمپ مرتبط است. ضربان مایع اصلی ترین نویز ناشی از مکانیکی است و برعکس، این ضربان ها همچنین می توانند ارتعاشات مکانیکی در اجزای سیستم پمپ و خط لوله را تحریک کنند. وزنه های تعادلی نادرست میل لنگ نیز می تواند باعث ایجاد لرزش با توجه به سرعت چرخش شود که ممکن است پیچ های پایه را شل کند و صدای کوبیدن پایه یا ریل راهنما ایجاد کند. صداهای دیگر مربوط به صدای شاتون های فرسوده، پین های ساییده شده پیستون یا ضربه های پیستون است.
در پمپ های گریز از مرکز، کوپلینگ هایی که به درستی نصب نشده اند، اغلب با دو برابر سرعت پمپ، نویز ایجاد می کنند. اگر سرعت پمپ به سرعت بحرانی سطح نزدیک شود یا از آن عبور کند، لرزش زیاد ناشی از عدم تعادل یا سر و صدای تولید شده توسط یاتاقان، آب بندی یا سایش پروانه می تواند رخ دهد. اگر سایش رخ دهد، مشخصه آن ممکن است انتشار صداهای سوت بلند باشد. فنهای موتور الکتریکی، کلیدهای شفت و پیچهای کوپلینگ ممکن است صدای خلاصی ایجاد کنند.
منبع نویز مایع
هنگامی که نوسانات فشار مستقیماً توسط حرکت مایع ایجاد می شود، منبع نویز با دینامیک سیال متناسب است. منابع انرژی احتمالی سیال عبارتند از تلاطم، جداسازی جریان مایع (حالت گرداب)، کاویتاسیون، چکش آب، تبخیر فلاش، و برهمکنش بین پروانه و زاویه جداسازی پمپ. ضربانهای فشار و جریان ناشی از فرکانس ممکن است دورهای یا باند پهن باشد و عموماً ممکن است ارتعاشات مکانیکی در خطوط لوله یا خود پمپها را تحریک کند. سپس ارتعاشات مکانیکی می توانند نویز را در محیط پخش کنند.
به طور کلی، چهار نوع منبع ضربان در پمپ های مایع وجود دارد:
(1) اجزای فرکانس گسسته تولید شده توسط پروانه یا پیستون پمپ
(2) انرژی تلاطم پهن باند ناشی از سرعت جریان بالا
(3) نوسان متناوب نویز پهنای باند ناشی از کاویتاسیون، تبخیر فلاش و چکش آب باعث ایجاد نویز ضربه می شود.
(4) هنگامی که جریان مایع از موانع و شاخه های جانبی سیستم خط لوله عبور می کند، گرداب های دوره ای ممکن است باعث ایجاد ضربان های ناشی از جریان شوند که ممکن است منجر به تغییرات طیف جریان ثانویه نوسانات فشار در پمپ گریز از مرکز شود.
این امر به ویژه در هنگام کار در شرایط جریان غیر طراحی صادق است. اعداد نشان داده شده در خط جریان نشان دهنده موقعیت اصول فرآیند جریان زیر است:
به دلیل برهمکنش لایه مرزی بین مناطق-سرعت بالا و پایین{1}}در میدان جریان، اکثر این الگوهای جریان ناپایدار گرداب هایی ایجاد می کنند، به عنوان مثال، ناشی از جریان مایع در اطراف موانع یا از طریق مناطق آب راکد، یا جریان دو طرفه. هنگامی که این گرداب ها به دیواره جانبی برخورد می کنند، به نوسانات فشار تبدیل می شوند و می توانند باعث نوسانات موضعی در خطوط لوله یا اجزای پمپ شوند. پاسخ صوتی سیستم های خط لوله ممکن است به شدت بر فرکانس و دامنه انتشار جریان گردابی تأثیر بگذارد. تحقیقات نشان داده است که جریانهای گردابی زمانی قویتر هستند که رزونانس صدا در سیستم با فرکانس طبیعی یا ترجیحی منبع نویز سازگار باشد.
چه زمانیپمپ گریز از مرکزبا سرعت جریان کمتر یا بیشتر از بازده بهینه کار می کند، معمولاً صدا در اطراف بدنه پمپ شنیده می شود. سطح و فرکانس این نویز از پمپی به پمپ دیگر متفاوت است، بسته به سطح فشار تولید شده توسط پمپ در آن زمان، نسبت NPSH مورد نیاز به NPSH موجود و درجه انحراف سیال پمپ از جریان ایده آل. هنگامی که زاویه پره های راهنمای ورودی، پروانه و پوشش (یا دیفیوزر) برای سرعت جریان واقعی مناسب نباشد، اغلب نویز ایجاد می شود. منبع اصلی این صدا نیز گردش مجدد در نظر گرفته می شود. (به دنبال WeChat خوش آمدید: Pump Friends Circle)
قبل از اینکه مایع در پمپ گریز از مرکز جریان یابد و تحت فشار قرار گیرد، باید از ناحیه ای با فشاری که فشار موجود در لوله ورودی بیشتر نباشد عبور کند. این تا حدی به دلیل اثر شتاب مایع ورودی به ورودی پروانه و همچنین جدا شدن جریان هوا از پره های ورودی پروانه است. اگر سرعت جریان V از سرعت جریان طراحی بیشتر شود و زاویه تیغه همراه نادرست باشد، گردابهای فشار-بالا و کم- تشکیل میشوند. اگر فشار مایع به فشار تبخیر کاهش یابد، گاز مایع چشمک می زند. فشار داخل پاساژ بعداً افزایش می یابد. انفجار بعدی باعث ایجاد صدایی می شود که معمولاً به عنوان کاویتاسیون شناخته می شود. معمولاً پارگی حفره های هوا در سمت بدون فشار پره های پروانه نه تنها باعث ایجاد صدا می شود، بلکه خطرات جدی (خوردگی تیغه ها) را نیز به همراه دارد.
سطح نویز در بدنه یک پمپ 8000 اسب بخاری (5970 کیلووات) و در نزدیکی خط لوله ورودی در حین کاویتاسیون اندازه گیری شد.
تولید کاویتاسیون می تواند تأثیرات پهنای باند فرکانس های زیادی را تحریک کند. اما در این حالت فرکانس مشترک تیغه ها (تعداد پره های پروانه ضرب در تعداد دور در ثانیه) و مضرب های آن غالب است. این نوع نویز کاویتاسیون معمولاً صدایی با فرکانس{1} بسیار بالا تولید می کند که بهتر است به عنوان "صدای انفجار" شناخته شود.
صدای کاویتاسیون همچنین ممکن است زمانی شنیده شود که سرعت جریان کمتر از شرایط طراحی باشد، یا حتی زمانی که NPSH ورودی موجود از NPSH مورد نیاز پمپ فراتر رود، که یک مشکل بسیار گیج کننده است. توضیح ارائه شده توسط فریزر نشان می دهد که این نویز با فرکانس نامنظم بسیار کم اما با شدت{1} بالا از جریان برگشتی در ورودی یا خروجی پروانه، یا در دو مکان سرچشمه می گیرد، و هر پمپ گریز از مرکز این چرخش را در شرایط کاهش سرعت جریان معینی تجربه می کند. کار در شرایط چرخش به ورودی و خروجی تیغه های پروانه (و همچنین سمت فشار پره های راهنمای پوشش) آسیب می رساند. افزایش بلندی نویز ضربه ای، نویز نامنظم و افزایش ضربان فشار ورودی و خروجی هنگام کاهش سرعت جریان، همگی می توانند به عنوان شواهدی از گردش مجدد باشند.
تنظیم کننده های فشار خودکار یا دریچه های کنترل جریان می توانند نویز مرتبط با اغتشاش و جداسازی جریان هوا ایجاد کنند. هنگامی که این شیرها تحت افت فشار شدید کار می کنند، دبی بالایی دارند که تلاطم قابل توجهی ایجاد می کند. اگرچه طیف نویز تولید شده بسیار پهن باند است، ویژگی های آن حول فرکانس با عدد استروهال مربوطه تقریباً 0.2 متمرکز شده است.
کاویتاسیون و تبخیر فلاش
برای بسیاری از سیستم های پمپاژ مایع، به طور کلی مقداری تبخیر و کاویتاسیون مربوط به شیرهای کنترل فشار در پمپ یا سیستم تحویل وجود دارد. با توجه به تلفات قابل توجه جریان ناشی از دریچه گاز، نرخ جریان بالاتر منجر به کاویتاسیون شدیدتر می شود.
در خط مکش یک پمپ جابهجایی مثبت، پیستون ممکن است پالسهایی با دامنه بالا ایجاد کند و با عملکرد صوتی سیستم تقویت شود، که باعث میشود فشار دینامیکی به طور دورهای به فشار تبخیر مایع برسد، حتی اگر فشار استاتیکی در درگاه مکش بیشتر از این فشار باشد. هنگامی که فشار در گردش افزایش می یابد، حباب ها پاره می شوند و باعث ایجاد صدا و ضربه به سیستم می شوند که ممکن است منجر به خوردگی و همچنین تولید صدای ناخوشایند شود.
هنگامی که فشار آب گرم تحت فشار از طریق دریچه گاز کاهش می یابد (مانند دریچه های کنترل جریان)، تبخیر فلاش به ویژه در سیستم های آب گرم (سیستم های پمپ تغذیه) رایج است. کاهش فشار باعث می شود مایع به طور ناگهانی تبخیر شود، یعنی تبخیر ناگهانی و در نتیجه صدایی شبیه به کاویتاسیون ایجاد می شود. برای جلوگیری از تبخیر ناگهانی پس از دریچه گاز، باید فشار معکوس کافی ارائه شود. از طرف دیگر، گاز باید در انتهای خط لوله اعمال شود تا انرژی تبخیر فلاش در فضای بزرگتر پراکنده شود.