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专业:泵的噪声来源分析

点击次数:   更新时间:16/04/13 08:39:04     来源:www.lanshengjixie.com关闭分    享:

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机械噪音源

      机械的噪音源自振动的部件或表面,它们在相邻的介质内产生有声的压力波动。例如活塞、转动的不平衡振动以及振动的管壁。

  在容积式里,噪声一般与速度和的活塞数目相联系。液体脉动是主要的机械诱发的噪声,反之,这些脉动也能激发和管线系统部件的机械振动。不正确的曲轴平衡块也会按转速引起振动,这可能松动地脚螺栓并产生基础或导轨的拍击声。其他的噪声与连杆磨损后的声音,磨损的活塞销或活塞敲击声有关。

  在离心泵里,不正确安装的联轴器经常以两倍于泵速产生噪音(不对中)。假如的转速接近或通过水平的临界转速,那么,由于不平衡引起的高振动或由轴承、密封或叶轮磨损都能产生噪音。如果发生磨损,其特点可能是发出高音啸声。电动机风扇、轴键以及联轴器螺栓均可能产生间隙噪声。

  液体噪声源

 当直接由液体移动产生压力波动时,噪声源是相称的流体动力。可能的流体动力源包括湍流、液流分离(涡流状态)、气蚀、水锤、闪蒸和叶轮与泵分水角的互相作用。引起的压力和流动脉动在频率上可能不是周期性的就是宽频的,并且一般可能激发管线或本身的机械振动。然后,机械振动可以向环境扩散噪音。

一般,脉动源在液体泵内有四种类型:

  (1)由叶轮或活塞产生的离散频率分量

  (2)由高流速引起的宽带湍流能

  (3)由气蚀、闪蒸和水锤引起的宽带噪声的间歇振荡构成冲击噪声

  (4)当液流通过障碍物和管线系统的侧向支流时,因周期性的涡旋引起流动诱发的脉动,可能在离心泵内产生压力波动的二次流流谱变化。

在非设计工况流量下运行时尤其如此。流线上所示的数字是下列流动过程原理的定位:

  (1)脱流

  (2)再循环(二次流)

  (3)循环

  (4)泄漏

  (5)不稳定流波动

  (6)尾流(涡流)

  (7)湍流

  (8)气蚀

  由于流场里高速和低速区之间的边界层互相作用,大部分这种非稳定流型产生涡流,例如,因障碍物周围的液流或通过死水区引起,或由双向流引起。当这些涡流冲击侧壁时,涡流,即涡旋就转化为压力波动,并且可以引起管线或泵部件的局部振荡。管线系统的有声响应可能强烈地影响涡流扩散的频率和幅度。研究工作己经表明,当系统有声的共鸣与噪音源自然的或优先的发生频率一致时,涡流是最强烈的。

  当离心泵运行在流量小于或大于效率最佳时的流量时,通常,在泵壳周围听得到噪音。这个噪音的等级和频率泵与泵间各不相同,取决于泵当时产生的压头等级,需要的NPSH和可利用的NPSH之比,以及泵液流偏离理想流动的程度。当入口导向叶片的角度、叶轮和壳体(或扩压器)对于实际流量是不合适的时候,经常发生噪声。另外产生这种噪声的主要来源还被认为是再循环

  在液体流经离心泵被增压之前,液体一定通过一个压力不大于入口管内现有压力的区域。这部分地是由于液体进入叶轮入口时的加速作用,也是由于和叶轮入口叶片的气流分离。如V流量超过设计流量,并且附带的叶片角度不正确,会形成高速、低压的涡流。如果液体压力降至汽化压力,液体气闪蒸。稍后该道内的压力会升高。随之而来的内爆引起通常被称之为气蚀的噪声。通常在叶轮叶片非承压侧的气穴破裂,除引起噪音之外,还会引起严重的危害(叶片腐蚀)。

  在发生气蚀时,在一台8000hp(5970kW)的壳体上并靠近入口管线所测得的噪声等级。

  气蚀产生能激发许多频率的宽带冲击;然而,在这种情况下,叶片共有频率(叶轮叶片数目乘每秒转数)和它的倍数占支配地位。这种类型的气蚀噪声通常产生非常高频率的噪音,最好称之为“爆裂声”。

  气蚀类的噪声也可能在流量小于设计工况,甚至在可利用的入口NPSH超过了泵所需的NPSH时被听到,这是一个很令人费解的问题。由Fraser提出的解释认为这种非常低的无规则频率但却是高强度的噪声源自于叶轮入口或叶轮出口、或两处的回流,并且每一个离心泵在某一流量下降的工况下都发生这种再循环。在再循环工况下运行损害叶轮叶片入口和出口(也对壳体导向叶片)的承压侧。冲击类噪声、无规则噪声响度的增加,以及当流量下降时入口和出口压力脉动的增加均可作为再循环的证明。

  压力自动调压器或流量控制阀可以产生与湍流和气流分离两者有关的噪声。当这些阀门在严重的压降下运行时,具有产生明显湍流的高流速。尽管产生的噪声频谱是非常宽频带的,但在特性上则以相应Strouhal数约为0.2的频率为中心。

  气蚀和闪蒸

  对于许多液体的泵送系统来说,一般都有一些闪蒸度和与泵或输送系统里压力控制阀有关的气蚀。由于通过节流有较大的流动损失,因此,高流动速率产生更严重的气蚀。

  在容积的吸入管线,活塞可能产生高振幅脉动并由系统声学性能而得到加强,并且引起动压力周期性地达到液体的汽化压力,即便吸入口静压可能大于这个压力。当循环压力增大时,汽泡破裂,产生噪声并冲击系统,而且这可能导致腐蚀,也产生讨厌的噪声。

  当热的加压水通过节流(如流量控制阀)而压力降低时,特别常见在热水系统(给水泵系统)发生闪蒸。这个压力的降低使得液体突然地汽化,即闪蒸,导致类似气蚀的噪声。为了避免节流后的闪蒸现象,应提供充足的背压。另一方面,应该在管线端部节流,以使闪蒸的能量分散进一个较大的空间。


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