Tiếng ồn cơ học bắt nguồn từ các bộ phận hoặc bề mặt rung động tạo ra sự dao động áp suất có thể nghe được trong môi trường lân cận. Ví dụ, piston, rung động không cân bằng do quay và thành ống rung.
Trong máy bơm dịch chuyển dương, tiếng ồn thường liên quan đến tốc độ bơm và số lượng piston trong máy bơm. Xung chất lỏng là tiếng ồn cơ học chính gây ra và ngược lại, các xung này cũng có thể kích thích các rung động cơ học trong các bộ phận của hệ thống bơm và đường ống. Trọng lượng cân bằng trục khuỷu không chính xác cũng có thể gây ra rung động theo tốc độ quay, có thể làm lỏng các bu lông móng và tạo ra âm thanh gõ vào móng hoặc ray dẫn hướng. Các tiếng ồn khác có liên quan đến âm thanh của thanh kết nối bị mòn, chốt piston bị mòn hoặc tiếng piston va chạm.
Ở máy bơm ly tâm, khớp nối lắp đặt không đúng cách thường tạo ra tiếng ồn (sai lệch) ở tốc độ bơm gấp đôi. Nếu tốc độ của máy bơm đạt tới hoặc vượt qua tốc độ tới hạn của mức, độ rung cao do mất cân bằng hoặc tiếng ồn tạo ra do ổ trục, vòng đệm hoặc mòn bánh công tác có thể xảy ra. Nếu xảy ra hiện tượng mài mòn, đặc tính của nó có thể là phát ra âm thanh huýt sáo chói tai. Quạt động cơ điện, chốt trục và bu lông khớp nối đều có thể tạo ra tiếng ồn.
Nguồn tiếng ồn chất lỏng
Khi dao động áp suất được tạo ra trực tiếp bởi chuyển động của chất lỏng, nguồn tiếng ồn tỷ lệ thuận với động lực học của chất lỏng. Các nguồn năng lượng chất lỏng có thể bao gồm nhiễu loạn, tách dòng chất lỏng (trạng thái xoáy), tạo bọt, búa nước, bay hơi chớp nhoáng và sự tương tác giữa góc tách cánh quạt và bơm. Các xung áp suất và dòng chảy gây ra có thể là tần số định kỳ hoặc tần số rộng và thường có thể kích thích các rung động cơ học trong đường ống hoặc máy bơm. Khi đó, các rung động cơ học có thể khuếch tán tiếng ồn ra môi trường.
Nói chung, có bốn loại nguồn xung trong máy bơm chất lỏng:
(1) Các thành phần tần số rời rạc được tạo ra bởi cánh bơm hoặc piston
(2) Năng lượng nhiễu loạn băng thông rộng do tốc độ dòng chảy cao gây ra
(3) Sự dao động không liên tục của tiếng ồn băng thông rộng gây ra bởi hiện tượng xâm thực, bốc hơi chớp nhoáng và búa nước tạo thành tiếng ồn tác động
(4) Khi dòng chất lỏng đi qua các chướng ngại vật và các nhánh bên của hệ thống đường ống, các xoáy tuần hoàn có thể gây ra các xung do dòng chảy gây ra, điều này có thể dẫn đến sự thay đổi phổ dòng thứ cấp của dao động áp suất trong bơm ly tâm.
Điều này đặc biệt đúng khi vận hành trong điều kiện dòng chảy không theo thiết kế. Các con số hiển thị trên đường hợp lý cho biết vị trí của các nguyên tắc quy trình dòng chảy sau:
Do sự tương tác của lớp ranh giới giữa vùng tốc độ cao và tốc độ thấp trong trường dòng chảy, hầu hết các kiểu dòng chảy không ổn định này tạo ra các xoáy, chẳng hạn như do dòng chất lỏng xung quanh chướng ngại vật hoặc qua các vùng nước tù đọng hoặc do dòng chảy hai chiều gây ra. Khi các xoáy này tác động vào thành bên, chúng biến thành dao động áp suất và có thể gây ra dao động cục bộ trong đường ống hoặc các bộ phận của máy bơm. Phản ứng âm thanh của hệ thống đường ống có thể ảnh hưởng mạnh đến tần số và biên độ của sự khuếch tán dòng điện xoáy. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng dòng điện xoáy mạnh nhất khi sự cộng hưởng của âm thanh trong hệ thống phù hợp với tần số tự nhiên hoặc tần số ưa thích của nguồn tiếng ồn.
Khimáy bơm ly tâmhoạt động ở tốc độ dòng chảy nhỏ hơn hoặc lớn hơn hiệu suất tối ưu, tiếng ồn thường được nghe thấy xung quanh vỏ máy bơm. Mức độ và tần số của tiếng ồn này khác nhau tùy theo từng máy bơm, tùy thuộc vào mức đầu áp suất do máy bơm tạo ra tại thời điểm đó, tỷ lệ NPSH cần thiết và NPSH sẵn có và mức độ mà chất lỏng bơm lệch khỏi dòng lý tưởng. Khi góc của các cánh dẫn hướng đầu vào, cánh quạt và vỏ (hoặc bộ khuếch tán) không phù hợp với tốc độ dòng chảy thực tế thì thường xảy ra tiếng ồn. Nguồn chính của tiếng ồn này cũng được coi là sự tuần hoàn. (Chào mừng bạn theo dõi WeChat: Pump Friends Circle)
Trước khi chất lỏng chảy qua bơm ly tâm và được điều áp, nó phải đi qua khu vực có áp suất không lớn hơn áp suất hiện có trong đường ống dẫn vào. Điều này một phần là do hiệu ứng tăng tốc của chất lỏng đi vào đầu vào của bánh công tác, cũng như sự tách luồng khí ra khỏi các cánh vào của bánh công tác. Nếu tốc độ dòng chảy V vượt quá tốc độ dòng chảy thiết kế và góc cánh đi kèm không chính xác thì các xoáy có tốc độ-cao và áp suất-thấp sẽ hình thành. Nếu áp suất chất lỏng giảm xuống áp suất hóa hơi, khí lỏng sẽ tắt. Áp lực bên trong lối đi sẽ tăng lên sau đó. Vụ nổ tiếp theo gây ra tiếng ồn thường được gọi là cavitation. Thông thường, việc vỡ túi khí ở phía không chịu áp suất của cánh quạt không chỉ gây ra tiếng ồn mà còn gây ra mối nguy hiểm nghiêm trọng (ăn mòn cánh).
Mức tiếng ồn được đo trên vỏ của máy bơm 8000 mã lực (5970kW) và gần đường ống dẫn vào trong quá trình xâm thực.
Việc tạo ra bọt khí có thể gây ra tác động băng thông rộng ở nhiều tần số; Tuy nhiên, trong trường hợp này, tần số chung của các cánh quạt (số lượng cánh quạt nhân với số vòng quay mỗi giây) và bội số của nó chiếm ưu thế. Loại tiếng ồn tạo bọt này thường tạo ra nhiễu-tần số rất cao, hay được gọi là "tiếng ồn nổ".
Tiếng ồn xâm thực cũng có thể được nghe thấy khi tốc độ dòng chảy thấp hơn điều kiện thiết kế hoặc thậm chí khi NPSH đầu vào sẵn có vượt quá NPSH mà máy bơm yêu cầu, đây là một vấn đề rất khó hiểu. Lời giải thích do Fraser đề xuất gợi ý rằng tiếng ồn có tần số không đều rất thấp nhưng cường độ{1}}cao này bắt nguồn từ dòng chảy ngược ở đầu vào hoặc đầu ra của cánh quạt hoặc tại hai vị trí và mọi máy bơm ly tâm đều trải qua quá trình tuần hoàn này ở điều kiện giảm tốc độ dòng chảy nhất định. Hoạt động trong điều kiện tuần hoàn sẽ làm hỏng đầu vào và đầu ra của các cánh cánh quạt (cũng như phía áp suất của các cánh dẫn hướng của vỏ). Sự gia tăng âm lượng của tiếng ồn xung, tiếng ồn không đều và sự gia tăng xung áp suất đầu vào và đầu ra khi tốc độ dòng chảy giảm đều có thể coi là bằng chứng của sự tuần hoàn.
Bộ điều chỉnh áp suất tự động hoặc van điều khiển lưu lượng có thể tạo ra tiếng ồn liên quan đến cả sự nhiễu loạn và tách luồng khí. Khi các van này hoạt động dưới áp suất giảm nghiêm trọng, chúng có tốc độ dòng chảy cao tạo ra nhiễu loạn đáng kể. Mặc dù phổ nhiễu được tạo ra có dải tần rất rộng nhưng đặc điểm của nó tập trung quanh tần số có số Strouhal tương ứng xấp xỉ 0,2.
Cavitation và bốc hơi chớp nhoáng
Đối với nhiều hệ thống bơm chất lỏng, nhìn chung có một số hiện tượng bay hơi nhanh và tạo bọt liên quan đến van điều khiển áp suất trong máy bơm hoặc hệ thống phân phối. Do tổn thất dòng chảy đáng kể do tiết lưu, tốc độ dòng chảy cao hơn dẫn đến hiện tượng xâm thực nghiêm trọng hơn.
Trong đường hút của bơm dịch chuyển dương, pít-tông có thể tạo ra các xung có biên độ cao và được tăng cường nhờ hiệu suất âm thanh của hệ thống, khiến áp suất động định kỳ đạt đến áp suất hóa hơi của chất lỏng, ngay cả khi áp suất tĩnh tại cổng hút có thể lớn hơn áp suất này. Khi áp suất tuần hoàn tăng cao, bong bóng vỡ ra, tạo ra tiếng ồn và tác động đến hệ thống, có thể dẫn đến ăn mòn và còn tạo ra tiếng ồn khó chịu.
Khi áp suất của nước nóng có áp suất giảm thông qua việc tiết lưu (chẳng hạn như van điều khiển dòng chảy), sự bay hơi nhanh đặc biệt phổ biến trong các hệ thống nước nóng (hệ thống bơm cấp liệu). Áp suất giảm làm cho chất lỏng bốc hơi đột ngột, tức là bay hơi nhanh, dẫn đến tiếng ồn tương tự như bọt khí. Để tránh sự bay hơi nhanh sau khi tiết lưu, cần cung cấp đủ áp suất ngược. Mặt khác, nên áp dụng biện pháp điều tiết ở cuối đường ống để phân tán năng lượng bay hơi nhanh vào một không gian lớn hơn.
