Механичният шум произхожда от вибриращи компоненти или повърхности, които създават звукови колебания на налягането в съседни среди. Например бутала, небалансирани вибрации, причинени от въртене, и вибриращи стени на тръби.
При обемните помпи шумът обикновено се свързва със скоростта на помпата и броя на буталата в помпата. Пулсирането на течността е основният механично индуциран шум и обратното, тези пулсации могат също да възбудят механични вибрации в компонентите на помпата и тръбопроводната система. Неправилните балансиращи тежести на коляновия вал също могат да причинят вибрации в зависимост от скоростта на въртене, което може да разхлаби болтовете на основата и да предизвика почукващ звук на основата или водещата релса. Други шумове са свързани със звука от износени биели, износени бутални щифтове или удари на бутала.
При центробежните помпи неправилно монтираните съединители често произвеждат шум (разминаване) при два пъти скоростта на помпата. Ако скоростта на помпата се приближи или премине критичната скорост на нивото, може да възникне силна вибрация, причинена от дисбаланс или шум, генериран от износване на лагер, уплътнение или работно колело. Ако се появи износване, неговата характеристика може да бъде излъчването на високи свистящи звуци. Вентилаторите на електрическите мотори, шпонките на валовете и съединителните болтове могат да издават хлабинен шум.
Течен източник на шум
Когато колебанията на налягането се генерират директно от движението на течността, източникът на шум е пропорционален на динамиката на течността. Възможните източници на флуидна енергия включват турбулентност, разделяне на потока на течността (вихрово състояние), кавитация, воден удар, бързо изпарение и взаимодействието между работното колело и ъгъла на разделяне на помпата. Причинените пулсации на налягането и потока могат да бъдат периодични или широколентови по честота и обикновено могат да възбудят механични вибрации в тръбопроводите или самите помпи. Тогава механичните вибрации могат да разпространят шума в околната среда.
Като цяло има четири вида източници на пулсации в помпите за течности:
(1) Дискретни честотни компоненти, генерирани от работно колело на помпата или бутало
(2) Широколентова турбулентна енергия, причинена от висока скорост на потока
(3) Прекъснатото трептене на широколентов шум, причинено от кавитация, светкавично изпарение и воден удар, представлява ударен шум
(4) Когато течният поток преминава през препятствия и странични притоци на тръбопроводната система, периодичните завихряния могат да причинят пулсации, предизвикани от потока, което може да доведе до вторични промени в спектъра на потока на колебанията на налягането в центробежната помпа.
Това е особено вярно, когато се работи при непроектни условия на поток. Числата, показани на рационализаторската линия, показват позиционирането на следните принципи на процеса на потока:
Поради взаимодействието на граничния слой между високо{0}}скоростните и ниско{1}}скоростните региони в полето на потока, повечето от тези нестабилни модели на потока генерират вихри, например причинени от поток на течност около препятствия или през зони със застояла вода, или от двупосочен поток. Когато тези вихри се сблъскат със страничната стена, те се трансформират във флуктуации на налягането и могат да причинят локални колебания в тръбопроводите или компонентите на помпата. Акустичният отговор на тръбопроводните системи може силно да повлияе на честотата и амплитудата на дифузията на вихрови токове. Изследванията показват, че вихровите токове са най-силни, когато резонансът на звука в системата е в съответствие с естествената или предпочитаната честота на източника на шум.
Когацентробежната помпаработи при скорост на потока, по-малка или по-голяма от оптималната ефективност, обикновено се чува шум около корпуса на помпата. Нивото и честотата на този шум варира от помпа до помпа, в зависимост от нивото на налягането, генерирано от помпата по това време, съотношението на необходимия NPSH към наличния NPSH и степента, до която течността на помпата се отклонява от идеалния поток. Когато ъгълът на входните направляващи лопатки, работното колело и корпуса (или дифузора) не са подходящи за действителния дебит, често се появява шум. Основният източник на този шум също се счита за рециркулация. (Добре дошли да следвате WeChat: Pump Friends Circle)
Преди течността да потече през центробежната помпа и да бъде поставена под налягане, тя трябва да премине през зона с налягане, не по-голямо от съществуващото налягане във входящата тръба. Това отчасти се дължи на ефекта на ускоряване на течността, навлизаща във входа на работното колело, както и на отделянето на въздушния поток от лопатките на входа на работното колело. Ако дебитът V надвишава проектния дебит и съпътстващият ъгъл на лопатката е неправилен, ще се образуват вихри с висока-скорост и ниско{3}}налягане. Ако налягането на течността спадне до налягането на изпаряване, течният газ ще избухне. Налягането вътре в прохода ще се увеличи по-късно. Последвалата имплозия причинява шум, известен като кавитация. Обикновено спукването на въздушни джобове от страната без налягане на лопатките на работното колело не само причинява шум, но също така създава сериозни опасности (корозия на лопатките).
Нивото на шум, измерено върху корпуса на помпа с мощност 8000 к.с. (5970 kW) и близо до входящия тръбопровод по време на кавитация.
Генерирането на кавитация може да възбуди широколентови въздействия на много честоти; В този случай обаче доминират общата честота на лопатките (броят на лопатките на работното колело, умножен по броя на оборотите в секунда) и нейните кратни. Този тип кавитационен шум обикновено произвежда много високо-честотен шум, най-добре наричан „шум от експлозия“.
Шумът от кавитация може също да се чуе, когато дебитът е по-нисък от проектното условие или дори когато наличният NPSH на входа надвишава NPSH, изискван от помпата, което е много озадачаващ проблем. Обяснението, предложено от Fraser, предполага, че този шум с много ниска неравномерна честота, но с висок-интензитет произхожда от обратния поток на входа или изхода на работното колело, или на две места, и всяка центробежна помпа изпитва тази рециркулация при определено условие за намаляване на дебита. Работата при условия на рециркулация поврежда входа и изхода на лопатките на работното колело (както и страната на налягането на направляващите лопатки на корпуса). Увеличаването на силата на импулсния шум, неравномерния шум и увеличаването на пулсациите на входното и изходното налягане, когато скоростта на потока намалява, могат да служат като доказателство за рециркулация.
Автоматичните регулатори на налягането или вентилите за контрол на потока могат да генерират шум, свързан както с турбуленцията, така и с разделянето на въздушния поток. Когато тези клапани работят при силен спад на налягането, те имат високи дебити, които генерират значителна турбуленция. Въпреки че генерираният шумов спектър е много широколентов, неговите характеристики са центрирани около честота със съответното число на Струхал приблизително 0,2.
Кавитация и бързо изпаряване
За много системи за изпомпване на течности обикновено има известно внезапно изпарение и кавитация, свързани с клапаните за регулиране на налягането в помпата или системата за подаване. Поради значителната загуба на поток, причинена от дроселирането, по-високите скорости на потока водят до по-тежка кавитация.
В смукателния тръбопровод на обемна помпа буталото може да генерира пулсации с голяма амплитуда и да бъде подобрено от акустичните характеристики на системата, което кара динамичното налягане периодично да достига налягането на изпаряване на течността, дори ако статичното налягане в смукателния порт може да е по-голямо от това налягане. Когато циркулационното налягане се увеличи, мехурчетата се разкъсват, създавайки шум и въздействайки на системата, което може да доведе до корозия и също така да предизвика неприятен шум.
Когато налягането на гореща вода под налягане намалява чрез дроселиране (като клапани за контрол на потока), бързото изпарение е особено често срещано в системите за гореща вода (системи с захранващи помпи). Намаляването на налягането води до внезапно изпаряване на течността, т.е. внезапно изпаряване, което води до шум, подобен на кавитация. За да се избегне внезапно изпарение след дроселиране, трябва да се осигури достатъчно обратно налягане. От друга страна, дроселирането трябва да се приложи в края на тръбопровода, за да се разпръсне енергията на бързото изпарение в по-голямо пространство.
