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不銹鋼多級泵的噪聲來(lái)源分析
機械噪音源機械的噪音源自振動(dòng)的部件或表面，它們在相鄰的介質(zhì)內產(chǎn)生有聲的壓力波動(dòng)。例如活塞、轉動(dòng)的不平衡振動(dòng)以及振動(dòng)的管壁。
在容積式泵里，噪聲一般與泵速度和泵的活塞數目相。液體脈動(dòng)是主要的機械誘發(fā)的噪聲，反之，這些脈動(dòng)也能激發(fā)泵和管線(xiàn)系統部件的機械振動(dòng)。不正確的曲軸平衡塊也會(huì )按轉速引起振動(dòng)，這可能松動(dòng)地腳螺栓并產(chǎn)生基礎或導軌的拍擊聲。其他的噪聲與連桿磨損后的聲音，磨損的活塞銷(xiāo)或活塞敲擊聲有關(guān)。
在離心泵里，不正確安裝的聯(lián)軸器經(jīng)常以?xún)杀队诒盟佼a(chǎn)生噪音(不對中)。假如泵的轉速接近或通過(guò)水平的臨界轉速，那么，由于不平衡引起的高振動(dòng)或由軸承、密封或葉輪磨損都能產(chǎn)生噪音。如果發(fā)生磨損，其特點(diǎn)可能是發(fā)出高音嘯聲。電動(dòng)機風(fēng)扇、軸鍵以及聯(lián)軸器螺栓均可能產(chǎn)生間隙噪聲。
液體噪聲源當直接由液體移動(dòng)產(chǎn)生壓力波動(dòng)時(shí)，噪聲源是相稱(chēng)的流體動(dòng)力?？赡艿牧黧w動(dòng)力源包括湍流、液流分離(渦流狀態(tài))、氣蝕、水錘、閃蒸和葉輪與泵分水角的互相作用。引起的壓力和流動(dòng)脈動(dòng)在頻率上可能不是周期性的就是寬頻的，并且一般可能激發(fā)管線(xiàn)或泵本身的機械振動(dòng)(公眾號:泵管家)。然后，機械振動(dòng)可以向環(huán)境擴散噪音。
一般，脈動(dòng)源在液體泵內有四種類(lèi)型:
(1)由泵葉輪或活塞產(chǎn)生的離散頻率分量
(2)由高流速引起的寬帶湍流能
(3)由氣蝕、閃蒸和水錘引起的寬帶噪聲的間歇振蕩構成沖擊噪聲
(4)當液流通過(guò)障礙物和管線(xiàn)系統的側向支流時(shí)，因周期性的渦旋引起流動(dòng)誘發(fā)的脈動(dòng)，可能在離心泵內產(chǎn)生壓力波動(dòng)的二次流流譜變化。
在非設計工況流量下運行時(shí)尤其如此。流線(xiàn)上所示的數字是下列流動(dòng)過(guò)程原理的定位:
(1)脫流
(2)再循環(huán)(二次流)
(3)循環(huán)
(4)泄漏
(5)不穩定流波動(dòng)
(6)尾流(渦流)
(7)湍流
(8)氣蝕
由于流場(chǎng)里高速和低速區之間的邊界層互相作用，大部分這種非穩定流型產(chǎn)生渦流，例如，因障礙物周?chē)囊毫骰蛲ㄟ^(guò)死水區引起，或由雙向流引起。當這些渦流沖擊側壁時(shí)，渦流，即渦旋就轉化為壓力波動(dòng)，并且可以引起管線(xiàn)或泵部件的局部振蕩。管線(xiàn)系統的有聲響應可能強烈地影響渦流擴散的頻率和幅度。研究工作己經(jīng)表明，當系統有聲的共鳴與噪音源自然的或優(yōu)先的發(fā)生頻率一致時(shí)，渦流是zui強烈的。
當離心泵運行在流量小于或大于效率zuijia時(shí)的流量時(shí)，通常，在泵殼周?chē)?tīng)得到噪音。這個(gè)噪音的等級和頻率泵與泵間各不相同，取決于泵當時(shí)產(chǎn)生的壓頭等級，需要的NPSH和可利用的NPSH之比，以及泵液流偏離理想流動(dòng)的程度。當入口導向葉片的角度、葉輪和殼體(或擴壓器)對于實(shí)際流量是不合適的時(shí)候，經(jīng)常發(fā)生噪聲。另外產(chǎn)生這種噪聲的主要來(lái)源還被認為是再循環(huán)。（歡迎關(guān)注：泵管家）
在液體流經(jīng)離心泵被增壓之前，液體一定通過(guò)一個(gè)壓力不大于入口管內現有壓力的區域。這部分地是由于液體進(jìn)入葉輪入口時(shí)的加速作用，也是由于和葉輪入口葉片的氣流分離。如V流量超過(guò)設計流量，并且附帶的葉片角度不正確，會(huì )形成高速、低壓的渦流。如果液體壓力降至汽化壓力，液體氣閃蒸。稍后該道內的壓力會(huì )升高。隨之而來(lái)的內爆引起通常被稱(chēng)之為氣蝕的噪聲。通常在葉輪葉片非承壓側的氣穴破裂，除引起噪音之外，還會(huì )引起嚴重的危害(葉片腐蝕)。
在發(fā)生氣蝕時(shí)，在一臺8000hp(5970kW)泵的殼體上并靠近入口管線(xiàn)所測得的噪聲等級。
氣蝕產(chǎn)生能激發(fā)許多頻率的寬帶沖擊;然而，在這種情況下，葉片共有頻率(葉輪葉片數目乘每秒轉數)和它的倍數占支配地位。這種類(lèi)型的氣蝕噪聲通常產(chǎn)生非常高頻率的噪音，稱(chēng)之為“爆裂聲”。
氣蝕類(lèi)的噪聲也可能在流量小于設計工況，甚至在可利用的入口NPSH超過(guò)了泵所需的NPSH時(shí)被聽(tīng)到，這是一個(gè)很令人費解的問(wèn)題。由Fraser提出的解釋認為這種非常低的無(wú)規則頻率但卻是高強度的噪聲源自于葉輪入口或葉輪出口、或兩處的回流，并且每一個(gè)離心泵在某*量下降的工況下都發(fā)生這種再循環(huán)。在再循環(huán)工況下運行損害葉輪葉片入口和出口(也對殼體導向葉片)的承壓側。沖擊類(lèi)噪聲、無(wú)規則噪聲響度的增加，以及當流量下降時(shí)入口和出口壓力脈動(dòng)的增加均可作為再循環(huán)的證明。
壓力自動(dòng)調壓器或流量控制閥可以產(chǎn)生與湍流和氣流分離兩者有關(guān)的噪聲。當這些閥門(mén)在嚴重的壓降下運行時(shí)，具有產(chǎn)生明顯湍流的高流速。盡管產(chǎn)生的噪聲頻譜是非常寬頻帶的，但在特性上則以相應Strouhal數約為0.2的頻率為中心。
氣蝕和閃蒸對于許多液體的泵送系統來(lái)說(shuō)，一般都有一些閃蒸度和與泵或輸送系統里壓力控制閥有關(guān)的氣蝕。由于通過(guò)節流有較大的流動(dòng)損失，因此，高流動(dòng)速率產(chǎn)生更嚴重的氣蝕。
在容積泵的吸入管線(xiàn)，活塞可能產(chǎn)生高振幅脈動(dòng)并由系統聲學(xué)性能而得到加強，并且引起動(dòng)壓力周期性地達到液體的汽化壓力，即便吸入口靜壓可能大于這個(gè)壓力。當循環(huán)壓力增大時(shí)，汽泡破裂，產(chǎn)生噪聲并沖擊系統，而且這可能導致腐蝕，也產(chǎn)生討厭的噪聲。
當熱的加壓水通過(guò)節流(如流量控制閥)而壓力降低時(shí)，特別常見(jiàn)在熱水系統(給水泵系統)發(fā)生閃蒸。這個(gè)壓力的降低使得液體突然地汽化，即閃蒸，導致類(lèi)似氣蝕的噪聲。為了避免節流后的閃蒸現象，應提供充足的背壓。另一方面，應該在管線(xiàn)端部節流，以使閃蒸的能量分散進(jìn)一個(gè)較大的空間。

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