Pumpestøy har alltid vært en hodepine for kundene. Enten det er forårsaket av en funksjonsfeil eller den iboende støyen fra selve pumpen, tror jeg mange kunder vil støte på disse problemene når de bruker pumpen. I dag vil Lutsee forklare deg de vanlige kildene til pumpestøy.
Mekanisk støy stammer fra vibrerende komponenter eller overflater som produserer hørbare trykksvingninger i tilstøtende medier. For eksempel stempler, ubalanserte vibrasjoner forårsaket av rotasjon og vibrerende rørvegger.
I positive fortrengningspumper er støy generelt forbundet med pumpehastighet og antall stempler i pumpen. Væskepulsering er den viktigste mekanisk induserte støyen, og omvendt kan disse pulseringene også stimulere mekaniske vibrasjoner i pumpe- og rørsystemkomponenter. Feil veivakselbalansevekter kan også forårsake vibrasjoner i henhold til rotasjonshastigheten, noe som kan løsne fundamentboltene og produsere en bankelyd av fundamentet eller styreskinnen. Andre lyder er relatert til lyden av slitte koblingsstenger, slitte stempelpinner eller stempelslag.
I sentrifugalpumper produserer feil installerte koblinger ofte støy (feiljustering) ved to ganger pumpehastigheten. Hvis pumpens hastighet nærmer seg eller passerer den kritiske hastigheten til nivået, kan det oppstå høye vibrasjoner forårsaket av ubalanse eller støy generert av lager-, tetnings- eller impellerslitasje. Hvis det oppstår slitasje, kan dets karakteristiske trekk være utslipp av høye plystrelyder. Elektriske motorvifter, akselkiler og koblingsbolter kan alle produsere klaringsstøy.
Flytende støykilde
Når trykksvingninger genereres direkte av væskebevegelse, er støykilden proporsjonal med væskedynamikken. Mulige strømkilder for væske inkluderer turbulens, væskestrømseparasjon (virveltilstand), kavitasjon, vannslag, hurtigfordampning og samspillet mellom pumpehjul og pumpes separasjonsvinkel. Trykk- og strømningspulsasjonene som forårsakes kan være enten periodiske eller bredbåndsfrekvens, og kan generelt provosere mekaniske vibrasjoner i selve rørledninger eller pumper. Da kan mekaniske vibrasjoner spre støy ut i omgivelsene.
Generelt er det fire typer pulsasjonskilder i væskepumper:
(1) Diskrete frekvenskomponenter generert av pumpehjul eller stempel
(2) Bredbåndsturbulensenergi forårsaket av høy strømningshastighet
(3) Intermitterende svingninger av bredbåndsstøy forårsaket av kavitasjon, flash-fordampning og vannslag utgjør støtstøy
(4) Når væskestrømmen passerer gjennom hindringer og sideelver til rørledningssystemet, kan periodiske virvler forårsake strømningsinduserte pulsasjoner, noe som kan resultere i sekundære strømningsspektrumendringer av trykksvingninger i sentrifugalpumpen.
Dette gjelder spesielt ved drift under ikke-designede strømningsforhold. Tallene vist på strømlinjen indikerer plasseringen av følgende flytprosessprinsipper:
På grunn av samspillet mellom grenselaget mellom høyhastighets- og lavhastighetsområdene i strømningsfeltet, genererer de fleste av disse ustabile strømningsmønstrene virvler, for eksempel forårsaket av væskestrøm rundt hindringer eller gjennom stillestående vannsoner, eller ved toveis strømme. Når disse virvlene påvirker sideveggen, forvandles de til trykksvingninger og kan forårsake lokale oscillasjoner i rørledninger eller pumpekomponenter. Den akustiske responsen til rørledningssystemer kan sterkt påvirke frekvensen og amplituden til virvelstrømspredning. Forskning har vist at når resonansen til lyden i systemet er i samsvar med den naturlige eller foretrukne frekvensen til støykilden, er virvelstrømmene sterke.
Når sentrifugalpumpen opererer med en strømningshastighet som er mindre enn eller større enn den optimale effektiviteten, høres vanligvis støy rundt pumpehuset. Nivået og frekvensen til denne støyen varierer fra pumpe til pumpe, avhengig av trykkhøydenivået som genereres av pumpen på det tidspunktet, forholdet mellom nødvendig NPSH og tilgjengelig NPSH, og i hvilken grad pumpevæsken avviker fra den ideelle strømmen. Når vinkelen på innløpsledeskovlene, impelleren og huset (eller diffusoren) ikke er egnet for den faktiske strømningshastigheten, oppstår det ofte støy. Hovedkilden til denne støyen anses også å være resirkulering.
Før væsken strømmer gjennom sentrifugalpumpen og settes under trykk, må den passere gjennom et område med et trykk som ikke er større enn det eksisterende trykket i innløpsrøret. Dette skyldes delvis akselerasjonseffekten av væsken som kommer inn i impellerinnløpet, samt separasjonen av luftstrømmen fra impellerinnløpsbladene. Hvis V-strømningshastigheten overstiger den beregnede strømningshastigheten og den medfølgende bladvinkelen er feil, vil det dannes høyhastighets- og lavtrykksvirvler. Hvis væsketrykket faller til fordampningstrykket, vil den flytende gassen blinke av. Trykket inne i passasjen vil øke senere. Den påfølgende implosjonen forårsaker støy, vanligvis kjent som kavitasjon. Vanligvis forårsaker brudd på luftlommer på ikke-trykksiden av impellerbladene ikke bare støy, men utgjør også alvorlige farer (bladkorrosjon).
Støynivået målt på huset til en 8000hk (5970kW) pumpe og nær innløpsrørledningen under kavitasjon.
Generering av kavitasjon kan stimulere bredbåndseffekter av mange frekvenser; I dette tilfellet dominerer imidlertid den vanlige frekvensen til bladene (antall impellerblader multiplisert med antall omdreininger per sekund) og dens multipler. Denne typen kavitasjonsstøy produserer vanligvis svært høyfrekvent støy, best referert til som "eksplosjonsstøy".
Kavitasjonsstøyen kan også høres når strømningshastigheten er lavere enn konstruksjonstilstanden, eller til og med når den tilgjengelige innløps-NPSH overstiger NPSH-en som kreves av pumpen, noe som er et veldig forvirrende problem. Forklaringen foreslått av Fraser antyder at denne svært lave uregelmessige frekvensen, men høyintensitetsstøyen stammer fra tilbakestrømmen ved innløpet eller utløpet av pumpehjulet, eller på to steder, og hver sentrifugalpumpe opplever denne resirkulasjonen ved en viss strømningshastighetsreduksjonstilstand. Drift under resirkulasjonsforhold skader innløpet og utløpet til løpehjulbladene (så vel som trykksiden til foringsrørets ledeskovler). Økningen i lydstyrken til impulsstøy, uregelmessig støy og økningen i innløps- og utløpstrykkpulsering når strømningshastigheten avtar kan alle tjene som bevis på resirkulering.
Automatiske trykkregulatorer eller strømningsreguleringsventiler kan generere støy relatert til både turbulens og luftstrømseparasjon. Når disse ventilene opererer under alvorlig trykkfall, har de høye strømningshastigheter som genererer betydelig turbulens. Selv om det genererte støyspekteret er svært bredbåndet, er dets egenskaper sentrert rundt en frekvens med et tilsvarende Strouhal-tall på omtrent 0.2.
Kavitasjon og flash-fordampning
For mange væskepumpesystemer er det generelt noe flashfordampning og kavitasjon relatert til trykkreguleringsventiler i pumpen eller leveringssystemet. På grunn av det betydelige strømningstapet forårsaket av struping, resulterer høyere strømningshastigheter i mer alvorlig kavitasjon.
I sugeledningen til en fortrengningspumpe kan stempelet generere høyamplitudepulsasjoner og forsterkes av den akustiske ytelsen til systemet, noe som forårsaker at det dynamiske trykket periodisk når væskens fordampningstrykk, selv om det statiske trykket ved suget. port kan være større enn dette trykket. Når sirkulasjonstrykket øker, sprekker bobler, produserer støy og påvirker systemet, noe som kan føre til korrosjon og også produsere ubehagelig støy.
Når trykket til varmt trykkvann synker gjennom struping (som strømningsreguleringsventiler), er flashfordampning spesielt vanlig i varmtvannssystemer (matepumpesystemer). Trykkreduksjonen fører til at væsken plutselig fordamper, dvs. flashfordampning, noe som resulterer i støy som ligner på kavitasjon. For å unngå flash-fordamping etter struping, bør det sørges for tilstrekkelig mottrykk. På den annen side bør struping påføres ved enden av rørledningen for å spre energien fra flash-fordampning til et større rom.