Mekanik gürültü, bitişik ortamlarda duyulabilir basınç dalgalanmaları üreten titreşen bileşenlerden veya yüzeylerden kaynaklanır. Örneğin pistonlar, dönmeden kaynaklanan dengesiz titreşimler ve titreşen boru duvarları.
Pozitif deplasmanlı pompalarda gürültü genellikle pompa hızı ve pompadaki piston sayısı ile ilişkilidir. Sıvı titreşimi, mekanik kaynaklı ana gürültüdür ve bunun tersine, bu titreşimler, pompa ve boru hattı sistemi bileşenlerinde de mekanik titreşimleri tetikleyebilir. Yanlış krank mili denge ağırlıkları da dönme hızına bağlı olarak titreşime neden olabilir, bu da temel cıvatalarını gevşetebilir ve temel veya kılavuz rayında bir vuruntu sesi oluşturabilir. Diğer sesler aşınmış bağlantı çubuklarının, aşınmış piston pimlerinin veya piston vuruşlarının sesiyle ilgilidir.
Santrifüj pompalarda, yanlış takılan kaplinler genellikle pompa hızının iki katı hızda gürültü (yanlış hizalama) üretir. Pompanın hızı seviyenin kritik hızına yaklaşırsa veya geçerse, dengesizlikten kaynaklanan yüksek titreşim veya yatak, conta veya pervane aşınmasından kaynaklanan gürültü meydana gelebilir. Aşınma meydana gelirse, karakteristik özelliği yüksek perdeden ıslık seslerinin yayılması olabilir. Elektrikli motor fanları, mil kamaları ve bağlantı cıvatalarının tümü boşluk gürültüsü üretebilir.
Sıvı gürültü kaynağı
Basınç dalgalanmaları doğrudan sıvı hareketi tarafından oluşturulduğunda, gürültü kaynağı akışkan dinamiği ile orantılıdır. Olası akışkan gücü kaynakları arasında türbülans, sıvı akış ayrımı (girdap durumu), kavitasyon, su darbesi, ani buharlaşma ve pervane ile pompa ayırma açısı arasındaki etkileşim yer alır. Sebep olunan basınç ve akış titreşimleri frekans açısından periyodik veya geniş bantlı olabilir ve genellikle boru hatlarında veya pompaların kendisinde mekanik titreşimleri tetikleyebilir. Daha sonra mekanik titreşimler gürültüyü çevreye yayabilir.
Sıvı pompalarında genel olarak dört tip titreşim kaynağı vardır:
(1) Pompa çarkı veya piston tarafından üretilen ayrık frekans bileşenleri
(2) Yüksek akış hızının neden olduğu geniş bant türbülans enerjisi
(3) Kavitasyon, ani buharlaşma ve su darbesinden kaynaklanan geniş bant gürültüsünün aralıklı salınımı darbe gürültüsünü oluşturur
(4) Sıvı akışı, boru hattı sisteminin engellerinden ve yan kollarından geçtiğinde, periyodik girdaplar akışın neden olduğu titreşimlere neden olabilir, bu da santrifüj pompadaki basınç dalgalanmalarının ikincil akış spektrumu değişikliklerine neden olabilir.
Bu özellikle tasarım dışı akış koşulları altında çalışırken geçerlidir. Akım çizgisinde gösterilen sayılar aşağıdaki akış süreci ilkelerinin konumunu gösterir:
Akış alanındaki yüksek-hız ve düşük-hız bölgeleri arasındaki sınır katmanının etkileşimi nedeniyle, bu kararsız akış modellerinin çoğu, örneğin engellerin etrafından veya durgun su bölgelerinden geçen sıvı akışından veya çift yönlü akıştan kaynaklanan girdaplar oluşturur. Bu girdaplar yan duvara çarptığında basınç dalgalanmalarına dönüşür ve boru hatlarında veya pompa bileşenlerinde yerel salınımlara neden olabilir. Boru hattı sistemlerinin akustik tepkisi, girdap akımı difüzyonunun frekansını ve genliğini güçlü bir şekilde etkileyebilir. Araştırmalar, sistemdeki sesin rezonansının gürültü kaynağının doğal veya tercih edilen frekansıyla tutarlı olması durumunda girdap akımlarının en güçlü olduğunu göstermiştir.
Ne zamansantrifüj pompaOptimum verimlilikten daha düşük veya daha yüksek bir akış hızında çalıştığında, gürültü genellikle pompa gövdesinin etrafında duyulur. Bu gürültünün seviyesi ve sıklığı, pompanın o sırada ürettiği basınç yüksekliği seviyesine, gerekli NPSH'nin mevcut NPSH'ye oranına ve pompa sıvısının ideal akıştan sapma derecesine bağlı olarak pompadan pompaya değişir. Giriş kılavuz kanatlarının, pervanenin ve mahfazanın (veya difüzörün) açısı gerçek akış hızına uygun olmadığında sıklıkla gürültü oluşur. Bu gürültünün ana kaynağının da devridaim olduğu düşünülmektedir. (WeChat: Pump Friends Circle'ı takip etmeye hoş geldiniz)
Sıvının santrifüj pompadan akıp basınçlandırılmadan önce, giriş borusundaki mevcut basınçtan daha büyük olmayan bir basınca sahip bir alandan geçmesi gerekir. Bu kısmen pervane girişine giren sıvının hızlanma etkisinin yanı sıra hava akışının pervane giriş kanatlarından ayrılmasından kaynaklanmaktadır. V akış hızı, tasarım akış hızını aşarsa ve beraberindeki kanat açısı yanlışsa, yüksek-hız ve düşük-basınç girdapları oluşacaktır. Sıvı basıncı buharlaşma basıncına düşerse sıvı gaz söner. Geçit içindeki basınç daha sonra artacaktır. Bunu takip eden patlama, genellikle kavitasyon olarak bilinen gürültüye neden olur. Genellikle pervane kanatlarının basınçsız tarafındaki hava ceplerinin yırtılması sadece gürültüye neden olmakla kalmaz, aynı zamanda ciddi tehlikeler de oluşturur (kanat korozyonu).
Kavitasyon sırasında 8000hp (5970kW) gücündeki bir pompanın gövdesinde ve giriş boru hattının yakınında ölçülen gürültü seviyesi.
Kavitasyonun oluşması birçok frekansın geniş bant etkilerini tetikleyebilir; Ancak bu durumda kanatların ortak frekansı (pervane kanat sayısı ile saniyedeki devir sayısı çarpımı) ve katları baskındır. Bu tür kavitasyon gürültüsü genellikle çok yüksek-frekanslı gürültü üretir; buna en iyi şekilde "patlama gürültüsü" denir.
Kavitasyon gürültüsü, akış hızı tasarım koşulundan düşük olduğunda veya hatta mevcut giriş NPSH'si pompanın gerektirdiği NPSH'yi aştığında da duyulabilir ki bu çok kafa karıştırıcı bir sorundur. Fraser tarafından önerilen açıklama, bu çok düşük düzensiz frekanslı ancak yüksek-yoğunluktaki gürültünün, pervanenin girişinde veya çıkışında veya iki konumda geri akıştan kaynaklandığını ve her santrifüj pompanın bu devridaimi belirli bir akış hızı azalma koşulunda yaşadığını ileri sürmektedir. Devridaim koşulları altında çalışmak, pervane kanatlarının giriş ve çıkışına (aynı zamanda gövde kılavuz kanatlarının basınç tarafına) zarar verir. Darbe gürültüsünün yüksekliğindeki artış, düzensiz gürültü ve akış hızı düştüğünde giriş ve çıkış basıncı titreşimindeki artış, bunların tümü devridaimin kanıtı olabilir.
Otomatik basınç regülatörleri veya akış kontrol valfleri, hem türbülans hem de hava akışı ayrımıyla ilgili gürültü üretebilir. Bu vanalar şiddetli basınç düşüşü altında çalıştığında, önemli türbülans oluşturan yüksek akış hızlarına sahiptirler. Üretilen gürültü spektrumu çok geniş bant olmasına rağmen, karakteristikleri Strouhal sayısı yaklaşık 0,2 olan bir frekans etrafında toplanmıştır.
Kavitasyon ve ani buharlaşma
Birçok sıvı pompalama sisteminde, genellikle pompa veya dağıtım sistemindeki basınç kontrol valfleriyle ilgili bir miktar ani buharlaşma ve kavitasyon vardır. Kısılmanın neden olduğu önemli akış kaybı nedeniyle, daha yüksek akış hızları daha ciddi kavitasyona neden olur.
Pozitif deplasmanlı bir pompanın emme hattında, piston yüksek amplitüdlü titreşimler üretebilir ve sistemin akustik performansıyla güçlendirilebilir; emme portundaki statik basınç bu basınçtan daha büyük olsa bile, dinamik basıncın periyodik olarak sıvının buharlaşma basıncına ulaşmasına neden olur. Dolaşım basıncı arttığında kabarcıklar patlayarak gürültü üretir ve sistemi etkiler, bu da korozyona yol açabilir ve aynı zamanda hoş olmayan bir gürültüye neden olabilir.
Sıcak basınçlı suyun basıncı kısılarak (akış kontrol vanaları gibi) düştüğünde ani buharlaşma özellikle sıcak su sistemlerinde (besleme pompası sistemleri) yaygındır. Basıncın düşmesi sıvının aniden buharlaşmasına, yani ani buharlaşmaya neden olur ve kavitasyona benzer bir gürültü ortaya çıkar. Kısma sonrasında ani buharlaşmayı önlemek için yeterli karşı basınç sağlanmalıdır. Öte yandan, ani buharlaşma enerjisini daha geniş bir alana dağıtmak için boru hattının sonunda kısma uygulanmalıdır.
