기계적 소음은 인접한 매체에서 가청 압력 변동을 생성하는 진동 구성 요소 또는 표면에서 발생합니다. 예를 들어 피스톤, 회전으로 인한 불균형 진동, 진동하는 파이프 벽 등이 있습니다.
용적식 펌프에서 소음은 일반적으로 펌프 속도 및 펌프의 피스톤 수와 관련이 있습니다. 액체 맥동은 기계적으로 유발되는 주요 소음이며, 반대로 이러한 맥동은 펌프 및 파이프라인 시스템 구성 요소의 기계적 진동을 유발할 수도 있습니다. 잘못된 크랭크샤프트 밸런스 웨이트는 회전 속도에 따라 진동을 발생시켜 기초 볼트를 느슨하게 하고 기초 또는 가이드 레일의 두드리는 소리를 발생시킬 수도 있습니다. 다른 소음은 커넥팅 로드 마모, 피스톤 핀 마모, 피스톤 타격 소리와 관련이 있습니다.
원심 펌프에서 부적절하게 설치된 커플링은 펌프 속도의 두 배에서 종종 소음(오정렬)을 발생시킵니다. 펌프의 속도가 레벨의 임계속도에 접근하거나 이를 초과하면 불균형으로 인한 높은 진동이나 베어링, 씰 또는 임펠러 마모로 인해 발생하는 소음이 발생할 수 있습니다. 마모가 발생하면 높은 음의 휘파람 소리가 나는 것이 특징일 수 있습니다. 전기 모터 팬, 샤프트 키 및 커플링 볼트는 모두 틈새 소음을 발생시킬 수 있습니다.
액체 소음원
액체 이동에 의해 압력 변동이 직접 생성되는 경우 소음 원인은 유체 역학에 비례합니다. 가능한 유체 동력원으로는 난류, 액체 흐름 분리(와류 상태), 캐비테이션, 수격 현상, 플래시 증발, 임펠러와 펌프 분리 각도 간의 상호 작용 등이 있습니다. 발생하는 압력 및 흐름 맥동은 주기적이거나 주파수가 광대역일 수 있으며 일반적으로 파이프라인이나 펌프 자체에서 기계적 진동을 유발할 수 있습니다. 그런 다음 기계적 진동으로 인해 소음이 환경으로 확산될 수 있습니다.
일반적으로 액체 펌프에는 네 가지 유형의 맥동원이 있습니다.
(1) 펌프 임펠러 또는 피스톤에 의해 생성된 이산 주파수 성분
(2) 높은 유속으로 인한 광대역 난류 에너지
(3) 캐비테이션, 플래시 증발, 수격 현상에 의해 발생하는 광대역 소음의 간헐적인 진동이 충격 소음을 구성합니다.
(4) 액체 흐름이 파이프라인 시스템의 장애물과 측면 지류를 통과할 때 주기적인 와류로 인해 흐름 유도 맥동이 발생할 수 있으며 이는 원심 펌프의 압력 변동에 대한 2차 흐름 스펙트럼 변화를 초래할 수 있습니다.
이는 비설계 흐름 조건에서 작동할 때 특히 그렇습니다. 유선형에 표시된 숫자는 다음 흐름 프로세스 원칙의 위치를 나타냅니다.
유동장의 고속-영역과 저속 영역 사이의 경계층의 상호 작용으로 인해 이러한 불안정한 흐름 패턴의 대부분은 예를 들어 장애물 주변의 액체 흐름이나 정체된 수역을 통과하는 액체 흐름 또는 양방향 흐름으로 인해 발생하는 소용돌이를 생성합니다. 이러한 소용돌이가 측벽에 영향을 미치면 압력 변동으로 변환되어 파이프라인이나 펌프 구성 요소에 국지적 진동을 일으킬 수 있습니다. 파이프라인 시스템의 음향 반응은 와전류 확산의 주파수와 진폭에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 연구에 따르면 시스템 내 소리의 공명이 소음원의 고유 주파수 또는 선호 주파수와 일치할 때 와전류가 가장 강한 것으로 나타났습니다.
언제원심 펌프최적 효율보다 낮거나 높은 유량으로 작동하는 경우 일반적으로 펌프 케이스 주변에서 소음이 들립니다. 이 소음의 수준과 빈도는 당시 펌프에 의해 생성된 압력 수두 수준, 필요한 NPSH 대 사용 가능한 NPSH의 비율, 펌프 유체가 이상적인 흐름에서 벗어나는 정도에 따라 펌프마다 다릅니다. 입구 가이드 베인, 임펠러, 케이싱(또는 디퓨저)의 각도가 실제 유량에 적합하지 않은 경우 소음이 자주 발생합니다. 이 소음의 주요 원인 역시 재순환으로 간주됩니다. (WeChat: Pump Friends Circle 팔로우를 환영합니다)
액체가 원심 펌프를 통해 흐르고 가압되기 전에 입구 파이프의 기존 압력보다 크지 않은 압력의 영역을 통과해야 합니다. 이는 부분적으로 임펠러 입구로 유입되는 액체의 가속 효과와 임펠러 입구 블레이드에서 공기 흐름이 분리되기 때문입니다. V 유속이 설계 유속을 초과하고 이에 따른 블레이드 각도가 올바르지 않으면 고속-속도와 저압-와류가 형성됩니다. 액체 압력이 기화 압력으로 떨어지면 액체 가스가 깜박입니다. 통로 내부의 압력은 나중에 증가합니다. 후속 파열은 일반적으로 캐비테이션으로 알려진 소음을 유발합니다. 일반적으로 임펠러 블레이드의 무압측 에어 포켓이 파열되면 소음이 발생할 뿐만 아니라 심각한 위험(블레이드 부식)이 발생합니다.
캐비테이션 중 8000hp(5970kW) 펌프 케이싱과 흡입 파이프라인 근처에서 측정된 소음 수준입니다.
캐비테이션의 생성은 다양한 주파수의 광대역 영향을 유발할 수 있습니다. 그러나 이 경우 블레이드의 공통 주파수(임펠러 블레이드 수에 초당 회전수를 곱한 값)와 그 배수가 지배적입니다. 이러한 유형의 캐비테이션 소음은 일반적으로 "폭발 소음"이라고 하는 매우 높은-주파수 소음을 생성합니다.
캐비테이션 소음은 설계 조건보다 유량이 낮거나, 흡입 가능한 NPSH가 펌프에서 요구하는 NPSH를 초과하는 경우에도 들리는 경우가 있는데, 이는 매우 당혹스러운 문제입니다. Fraser가 제안한 설명에 따르면 이 매우 낮은 불규칙 주파수와 높은 강도의 소음은 임펠러의 입구 또는 출구 또는 두 위치의 역류에서 발생하며 모든 원심 펌프는 특정 유속 감소 조건에서 이러한 재순환을 경험합니다. 재순환 조건에서 작동하면 임펠러 블레이드의 입구와 출구(케이싱 가이드 베인의 압력 측 포함)가 손상됩니다. 임펄스 소음의 크기 증가, 불규칙 소음, 유속 감소 시 입구 및 출구 압력 맥동 증가 등은 모두 재순환의 증거로 작용할 수 있습니다.
자동 압력 조절기 또는 흐름 제어 밸브는 난류 및 공기 흐름 분리와 관련된 소음을 생성할 수 있습니다. 이러한 밸브는 심각한 압력 강하 하에서 작동할 때 상당한 난류를 생성하는 높은 유속을 갖습니다. 생성된 잡음 스펙트럼은 매우 광대역이지만 그 특성은 해당 Strouhal 수가 약 0.2인 주파수를 중심으로 나타납니다.
캐비테이션 및 플래시 증발
많은 액체 펌핑 시스템의 경우 일반적으로 펌프 또는 전달 시스템의 압력 제어 밸브와 관련된 플래시 증발 및 캐비테이션이 있습니다. 스로틀링으로 인한 상당한 유량 손실로 인해 유량이 높을수록 캐비테이션이 더 심해집니다.
용적식 펌프의 흡입 라인에서 피스톤은 높은 진폭의 맥동을 생성하고 시스템의 음향 성능에 의해 향상될 수 있으며, 흡입 포트의 정압이 이 압력보다 높더라도 동적 압력이 액체의 기화 압력에 주기적으로 도달하게 됩니다. 순환압력이 높아지면 기포가 터져 소음이 발생하고 시스템에 충격을 주어 부식을 일으키고 불쾌한 소음이 발생할 수 있습니다.
스로틀링(예: 유량 제어 밸브)을 통해 뜨거운 가압수의 압력이 감소할 때 플래시 증발은 특히 온수 시스템(공급 펌프 시스템)에서 흔히 발생합니다. 압력이 감소하면 액체가 갑자기 기화(즉, 순간 증발)되어 캐비테이션과 유사한 소음이 발생합니다. 스로틀링 후 플래시 증발을 방지하려면 충분한 배압이 제공되어야 합니다. 반면, 플래시 증발 에너지를 더 넓은 공간으로 분산하려면 파이프라인 끝 부분에 스로틀링을 적용해야 합니다.
