Zgomotul pompei a fost întotdeauna o durere de cap pentru clienți. Fie că este cauzată de o defecțiune sau de zgomotul inerent al pompei în sine, cred că mulți clienți vor întâmpina aceste probleme atunci când folosesc pompa. Astăzi, Lutsee vă va explica sursele comune ale zgomotului pompei.
Zgomotul mecanic provine de la componente sau suprafețe vibrante care produc fluctuații de presiune audibile în mediile adiacente. De exemplu, pistoanele, vibrațiile dezechilibrate cauzate de rotație și pereții țevilor vibrante.
În pompele volumetrice, zgomotul este în general asociat cu viteza pompei și cu numărul de pistoane din pompă. Pulsația lichidului este principalul zgomot indus mecanic și, dimpotrivă, aceste pulsații pot provoca, de asemenea, vibrații mecanice în componentele pompei și ale sistemului de conducte. Greutățile de echilibrare incorecte ale arborelui cotit pot provoca, de asemenea, vibrații în funcție de viteza de rotație, ceea ce poate slăbi șuruburile fundației și poate produce un zgomot al fundației sau șinei de ghidare. Alte zgomote sunt legate de sunetul bielelor uzate, al știfturilor uzate sau al loviturilor de piston.
La pompele centrifuge, cuplajele instalate necorespunzător produc adesea zgomot (dezaliniere) la dublul vitezei pompei. Dacă viteza pompei se apropie sau depășește viteza critică a nivelului, pot apărea vibrații mari cauzate de dezechilibru sau zgomot generat de uzura rulmentului, etanșării sau rotorului. Dacă apare uzură, caracteristica sa poate fi emisia de sunete ascuțite de șuierat. Ventilatoarele motoarelor electrice, cheile arborelui și șuruburile de cuplare pot produce toate zgomote de degajare.
Sursă lichidă de zgomot
Când fluctuațiile de presiune sunt generate direct de mișcarea lichidului, sursa de zgomot este proporțională cu dinamica fluidelor. Sursele posibile de alimentare cu fluide includ turbulența, separarea fluxului de lichid (starea vârtejului), cavitația, ciocănirea, evaporarea rapidă și interacțiunea dintre rotorul și unghiul de separare al pompei. Pulsațiile de presiune și debit cauzate pot fi fie periodice, fie cu frecvență de bandă largă și, în general, pot excita vibrații mecanice în conducte sau pompe în sine. Apoi, vibrațiile mecanice pot difuza zgomotul în mediu.
În general, există patru tipuri de surse de pulsații în pompele de lichid:
(1) Componente de frecvență discrete generate de rotorul pompei sau piston
(2) Energia de turbulență în bandă largă cauzată de viteza mare de curgere
(3) Oscilația intermitentă a zgomotului în bandă largă cauzată de cavitație, evaporare fulgerătoare și ciocănire de berbec constituie zgomot de impact
(4) Când fluxul de lichid trece prin obstacole și afluenți laterali ai sistemului de conducte, vortexurile periodice pot provoca pulsații induse de debit, care pot avea ca rezultat modificări secundare ale spectrului de curgere ale fluctuațiilor de presiune în pompa centrifugă.
Acest lucru este valabil mai ales atunci când funcționează în condiții de flux care nu sunt proiectate. Numerele afișate pe raționalizare indică poziționarea următoarelor principii ale procesului de curgere:
Datorită interacțiunii stratului limită dintre regiunile de mare viteză și de mică viteză din câmpul de curgere, majoritatea acestor modele de curgere instabile generează vârtejuri, de exemplu, cauzate de curgerea lichidului în jurul obstacolelor sau prin zonele de apă stagnantă, sau de bidirecțional. curgere. Atunci când aceste vortexuri impactează peretele lateral, ele se transformă în fluctuații de presiune și pot provoca oscilații locale în conducte sau componente ale pompei. Răspunsul acustic al sistemelor de conducte poate afecta puternic frecvența și amplitudinea difuziei curenților turbionari. Cercetările au arătat că atunci când rezonanța sunetului din sistem este în concordanță cu frecvența naturală sau preferată a sursei de zgomot, curenții turbionari sunt puternici.
Când pompa centrifugă funcționează la un debit mai mic sau mai mare decât eficiența optimă, se aude de obicei zgomot în jurul carcasei pompei. Nivelul și frecvența acestui zgomot variază de la pompă la pompă, în funcție de nivelul de presiune generat de pompă în acel moment, de raportul dintre NPSH necesar și NPSH disponibil și de gradul în care fluidul pompei se abate de la debitul ideal. Când unghiul paletelor de ghidare a admisiei, rotorului și carcasei (sau difuzorului) nu sunt potrivite pentru debitul real, apare adesea zgomot. Sursa principală a acestui zgomot este, de asemenea, considerată recirculare.
Înainte ca lichidul să curgă prin pompa centrifugă și să fie presurizat, acesta trebuie să treacă printr-o zonă cu o presiune nu mai mare decât presiunea existentă în conducta de admisie. Acest lucru se datorează parțial efectului de accelerare al lichidului care intră în admisia rotorului, precum și separării fluxului de aer de lamele de intrare a rotorului. Dacă debitul V depășește debitul proiectat și unghiul lamei însoțitor este incorect, se vor forma vârtejuri de viteză mare și de joasă presiune. Dacă presiunea lichidului scade la presiunea de vaporizare, gazul lichid se va stinge. Presiunea din interiorul pasajului va crește ulterior. Implozia ulterioară provoacă zgomot cunoscut sub numele de cavitație. De obicei, ruperea pungilor de aer de pe partea fără presiune a palelor rotorului nu numai că provoacă zgomot, ci prezintă și pericole grave (coroziunea palelor).
Nivelul de zgomot măsurat pe carcasa unei pompe de 8000 CP (5970 kW) și lângă conducta de admisie în timpul cavitației.
Generarea cavitației poate provoca efecte de bandă largă a multor frecvențe; Cu toate acestea, în acest caz, domină frecvența comună a palelor (numărul paletelor rotorului înmulțit cu numărul de rotații pe secundă) și multiplii acesteia. Acest tip de zgomot de cavitație produce de obicei zgomot de foarte înaltă frecvență, cel mai bine denumit „zgomot de explozie”.
Zgomotul de cavitație poate fi auzit și atunci când debitul este mai mic decât condiția de proiectare, sau chiar atunci când NPSH de admisie disponibil depășește NPSH cerut de pompă, ceea ce este o problemă foarte încurcată. Explicația propusă de Fraser sugerează că acest zgomot cu frecvență neregulată foarte scăzută, dar de mare intensitate, provine din refluxul la intrarea sau ieșirea rotorului, sau în două locații, și fiecare pompă centrifugă experimentează această recirculare la o anumită condiție de scădere a debitului. Funcționarea în condiții de recirculare deteriorează intrarea și ieșirea palelor rotorului (precum și partea de presiune a paletelor de ghidare a carcasei). Creșterea volumului zgomotului de impuls, zgomotul neregulat și creșterea pulsației presiunii la intrare și la ieșire atunci când debitul scade, toate pot servi drept dovezi ale recircularei.
Regulatoarele automate de presiune sau supapele de control al debitului pot genera zgomot legat atât de turbulență, cât și de separarea fluxului de aer. Atunci când aceste supape funcționează în condiții de cădere de presiune severă, au debite mari care generează turbulențe semnificative. Deși spectrul de zgomot generat este de bandă foarte largă, caracteristicile sale sunt centrate în jurul unei frecvențe cu un număr Strouhal corespunzător de aproximativ 0.2.
Cavitația și evaporarea rapidă
Pentru multe sisteme de pompare a lichidelor, există în general o oarecare evaporare rapidă și cavitație legate de supapele de control al presiunii din pompă sau sistemul de livrare. Datorită pierderii semnificative de debit cauzate de clasificare, debitele mai mari duc la cavitație mai severă.
În linia de aspirație a unei pompe volumetrice, pistonul poate genera pulsații de amplitudine mare și poate fi îmbunătățit de performanța acustică a sistemului, determinând ca presiunea dinamică să atingă periodic presiunea de vaporizare a lichidului, chiar dacă presiunea statică la aspirație orificiul poate fi mai mare decât această presiune. Când presiunea de circulație crește, bulele se sparg, producând zgomot și impactând sistemul, ceea ce poate duce la coroziune și, de asemenea, poate produce zgomot neplăcut.
Atunci când presiunea apei fierbinți sub presiune scade prin reglare (cum ar fi supapele de control al debitului), evaporarea rapidă este deosebit de comună în sistemele de apă caldă (sisteme cu pompe de alimentare). Scăderea presiunii face ca lichidul să se vaporizeze brusc, adică evaporarea rapidă, rezultând un zgomot asemănător cavitației. Pentru a evita evaporarea fulgerătoare după reglare, trebuie asigurată o presiune suficientă. Pe de altă parte, limitarea ar trebui să fie aplicată la capătul conductei pentru a dispersa energia evaporării fulgerătoare într-un spațiu mai mare.