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    化工泵的汽蝕及噪聲
    發布:2021-03-03 18:53:49  瀏覽次數:

           化工泵機械的噪音源自振動的部件或表面,它們在相鄰的介質內產生有聲的壓力波動。例如活塞、轉動的不平衡振動以及振動的管壁。
           在化工泵里,噪聲一般與泵速度和泵的活塞數目相聯系。液體脈動是主要的機械誘發的噪聲,反之,這些脈動也能激發泵和管線系統部件的機械振動。不正確的曲軸平衡塊也會按轉速引起振動,這可能松動地腳螺栓并產生基礎或導軌的拍擊聲。其他的噪聲與連桿磨損后的聲音,磨損的活塞銷或活塞敲擊聲有關。
           在離心泵里,不正確安裝的聯軸器經常以兩倍于泵速產生噪音(不對中)。假如泵的轉速接近或通過水平的臨界轉速,那么,由于不平衡引起的高振動或由軸承、密封或葉輪磨損都能產生噪音。如果發生磨損,其特點可能是發出高音嘯聲。電動機風扇、軸鍵以及聯軸器螺栓均可能產生間隙噪聲。
           一、汽蝕和閃蒸
           對于許多液體的泵送系統來說,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的汽蝕。由于通過節流有較大的流動損失,因此,高流動速率產生更嚴重的汽蝕。
           在容積泵的吸入管線,活塞可能產生高振幅脈動并由系統聲學性能而得到加強,并且引起動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壓力。當循環壓力增大時,汽泡破裂,產生噪聲并沖擊系統,而且這可能導致腐蝕,也產生討厭的噪聲。

           當熱的加壓水通過節流(如流量控制閥)而壓力降低時,特別常見在熱水系統(給水泵系統)發生閃蒸。這個壓力的降低使得液體突然地汽化,即閃蒸,導致類似汽蝕的噪聲。為了避免節流后的閃蒸現象,應提供充足的背壓。另一方面,應該在管線端部節流,以使閃蒸的能量分散進一個較大的空間。

           二、液體噪聲源
           當直接由液體移動產生壓力波動時,噪聲源是相稱的流體動力?赡艿牧黧w動力源包括湍流、液流分離(渦流狀態)、汽蝕、水錘、閃蒸和葉輪與泵分水角的互相作用。引起的壓力和流動脈動在頻率上可能不是周期性的就是寬頻的,并且一般可能激發管線或泵本身的機械振動。然后,機械振動可以向環境擴散噪音。
           一般,脈動源在液體泵內有四種類型:
           (1)由泵葉輪或活塞產生的離散頻率分量;
           (2)由高流速引起的寬帶湍流能;
           (3)由汽蝕、閃蒸和水錘引起的寬帶噪聲的間歇振蕩構成沖擊噪聲;
           (4)當液流通過障礙物和管線系統的側向支流時,因周期性的渦旋引起流動誘發的脈動,可能在離心泵內產生壓力波動二次流流譜變化。
           在非設計工況流量下運行時尤其如此。流線上所示的數字是下列流動過程原理的定位:由于流場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生渦流,例如,因障礙物周圍的液流或通過死水區引起,或由雙向流引起。當這些渦流沖擊側壁時,渦流,即渦旋就轉化為壓力波動,并且可以引起管線或泵部件的局部振蕩。管線系統的有聲響應可能強烈地影響渦流擴散的頻率和幅度。研究工作己經表明,當系統有聲的共鳴與噪音源自然的或優先的發生頻率一致時,渦流是強烈的。
           當離心泵運行在流量小于或大于效率時的流量時,通常,在泵殼周圍聽得到噪音。這個噪音的等級和頻率泵與泵間各不相同,取決于泵當時產生的壓頭等級,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)對于實際流量是不合適的時候,經常發生噪聲。另外產生這種噪聲的主要來源還被認為是再循環。
           在液體流經離心泵被增壓之前,液體一定通過一個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入葉輪入口時的加速作用,也是由于和葉輪入口葉片的氣流分離。如V流量超過設計流量,并且附帶的葉片角度不正確,會形成高速、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升高。隨之而來的內爆引起通常被稱之為汽蝕的噪聲。通常在葉輪葉片非承壓側的氣穴破裂,除引起噪音之外,還會引起嚴重的危害(葉片腐蝕)。
           汽蝕類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超過了泵所需的NPSH時被聽到,這是一個很令人費解的問題。由Fraser提出的解釋認為這種非常低的無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,并且每一個離心泵在某完善量下降的工況下都發生這種再循環。在再循環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。沖擊類噪聲、無規則噪聲響度的增加,以及當流量下降時入口和出口壓力脈動的增加均可作為再循環的證明。
           在發生汽蝕時,在一臺8000hp(5970kW)泵的殼體上并靠近入口管線所測得的噪聲等級。汽蝕產生能激發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。這種類型的汽蝕噪聲通常產生非常高頻率的噪音,好稱之為“爆裂聲”。
           壓力自動調壓器或流量控制閥可以產生與湍流和氣流分離兩者有關的噪聲。當這些閥門在嚴重的壓降下運行時,具有產生明顯湍流的高流速。盡管產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。


     

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