صدای پمپ سانتریفیوژ

بررسی و تحلیل آکوستیکی پمپ های سانتریفیوژ

پمپ های گریز از مرکز می توانند انواع مختلفی از نویز از جمله نویز مکانیکی، هیدرولیکی و آیرودینامیکی ایجاد کنند. برخی از رایج ترین منابع نویز و صدای پمپ سانتریفیوژ (the sound of the centrifugal pump) عبارتند از:

1. کاویتاسیون: ایجاد و فروپاشی حباب های بخار در پروانه یا محفظه پمپ به دلیل مناطق کم فشار ایجاد شده در اثر عملکرد پمپ است. فرو ریختن این حباب‌ها صدایی ایجاد می‌کند که می‌توان آن را به صورت ناله‌ای با صدای بلند شنید.
2. لرزش: پمپ های گریز از مرکز می توانند به دلیل چرخش پروانه و حرکت سیالات، ارتعاش ایجاد کنند. این ارتعاشات می توانند صدایی ایجاد کنند که از زمزمه کم تا جیغ با صدای بلند متغیر است.
3. تلاطم: حرکت سیالات از طریق پمپ می تواند تلاطمی ایجاد کند که می تواند صدا ایجاد کند. این نوع نویز معمولاً صدایی با فرکانس پایین است.
4. فرکانس عبور تیغه پروانه: با چرخش پروانه، پره ها از کنار پیچ پمپ عبور می کنند که می تواند صدای مشخصی در فرکانس عبور تیغه ایجاد کند.
5. مشکلات مکانیکی: هر گونه مشکل مکانیکی مانند یاتاقان های فرسوده یا شفت های نامناسب می تواند باعث ایجاد نویز در پمپ شود.
6. نویز آیرودینامیکی: جریان هوا یا گاز در اطراف پمپ، به ویژه در کاربردهای با سرعت بالا، می تواند نویز ایجاد کند.
7. مسائل مربوط به لوله کشی و اتصالات: لرزش لوله و اتصالات به دلیل سرعت بالای سیال می تواند صدا ایجاد کند.

برای کاهش نویز در پمپ های گریز از مرکز، مهم است که علت اصلی نویز را شناسایی و برطرف کنید. این ممکن است شامل رسیدگی به مسائل مربوط به طراحی پمپ، عملکرد، نگهداری یا محیط اطراف باشد. قصد داریم در این نوشتار، منابع نویز  و صدا در پمپ های سانتریفیوژ را توضیح دهیم.

---

---

منابع ایجاد سر و صدای پمپ سانتریفیوژ

اگر چه مقدار مشخصی از سر و صدا از پمپ های سانتریفیوژ و محرک‌های آنها انتظار می‌رود اما سر و صداهای بالای پمپ ها و غیر معمول (بیش از ۱۰۰ دسی بل) یا خصوصا فرکانس‌های بالا (مثل صدا های مهیب سیستم پمپ) می‌تواند به سادگی نشانه بروز خرابی های مکانیکی یا مشکلات ارتعاشاتی در پمپ های سانتریفیوژ باشد.

هدف از ارائه این نوشتار تمرکز بر روی مکانیزمهایی است که سبب تولید سر و صدا در پمپ ها به عنوان یک محصول جانبی میشوند و همچنین در ادامه روشهایی برای جلوگیری از تشدید یا تولید این سر و صداهای ناخواسته ارائه می‌شود.

تعریف منبع و دلیل ایجاد سر و صدا اولین گام در تعیین آن است که آیا سر و صدا طبیعی است یا آن که مشکلی در سیستم وجود دارد. سر و صدا در سیستم‌های پمپ می‌تواند از حرکتهای مکانیکی اجرای پمپ و حرکت سیال در پمپ و سیستم‌های لوله کشی تولید شود. سر و صدا از منابع مکانیکی و سیالاتی داخل پمپ می‌تواند به محیط ارسال شود. تشخیص و اصلاح موثر منابع سر و صدا برای کنترل سر و صدای پمپ نیازمند دانش سیالاتی و مکانیکی مکانیزمهای تولید سر و صدا و مسیرهای هدایت سر و صدا است.

 

علت صدای پمپ سانتریفیوژ چیست؟

دلایل ایجاد صدای در پمپ سانتریفیوژ بسته به نوع پمپ و شرایط عملکرد آن می‌تواند متفاوت باشد. با این حال، به طور کلی، شایع ترین علل نویز در پمپ عبارتند از:

• لرزش: چرخش اجزای پمپ مانند پروانه می تواند باعث ایجاد لرزش شود که می تواند صدا ایجاد کند.
• کاویتاسیون: ایجاد و فروپاشی حباب های بخار در پمپ به دلیل مناطق کم فشار است که می تواند صدا ایجاد کند.
• تلاطم جریان: حرکت سیالات از طریق پمپ می تواند تلاطمی ایجاد کند که می تواند نویز ایجاد کند.
• مشکلات مکانیکی: هر گونه مشکل مکانیکی، مانند یاتاقان های فرسوده، شفت نامناسب، یا قطعات شل، می تواند ایجاد سر و صدا کند.
• مسائل مربوط به لوله کشی و اتصالات: لرزش لوله و اتصالات به دلیل سرعت بالای سیال می تواند صدا ایجاد کند.
• نویز آیرودینامیکی: جریان هوا یا گاز در اطراف پمپ، به ویژه در کاربردهای با سرعت بالا، می تواند نویز ایجاد کند.

کاهش نویز در پمپ معمولاً شامل شناسایی و رسیدگی به علت اصلی نویز است. این ممکن است شامل انجام تنظیماتی در طراحی پمپ، شرایط کارکرد یا رویه‌های نگهداری باشد. به عنوان مثال، کاهش سرعت سیال، بهینه سازی طراحی پروانه پمپ، یا نصب اقدامات کاهش ارتعاش ممکن است به کاهش سطح نویز و تولید صدای پمپ سانتریفیوژ کمک کند.

---

---

انواع منابع سر و صدای پمپ سانتریفیوژ

منابع سر و صدای مکانیکی

منابع معمولی مکانیکی تولید سر و صدا شامل اجزا با سطوح ارتعاشاتی پمپ است که به خاطر تغییرات فشاری که در مایع یا جامد تولید می‌شود، بروز مینماید. پروانه یا آب بندهای ساییده شده، یاتاقان‌های از کارافتاده، لوله هایی با دیواره های مرتعش و روتورهای نامتوازن از مثال‌های منابع مکانیکی می‌باشند.

در ماشین‌های سانتریفیوژ نصب نامناسب کوپلینگ اغلب سبب ایجاد سر و صدا در سرعتی معادل دو برابر سرعت پمپ می‌شود (هم محور نبودن). اگر سرعت پمپ در نزدیکی یا در حال عبور از سرعت بحرانی عرضی (سرعتی است که در آن بیشترین پاسخ ارتعاشاتی اتفاق میافتد) باشد، سر و صدا می‌تواند در نتیجه ارتعاشات زیاد حاصل از عدم توازن، سایش یاتاقان‌ها یا آب بندها یا پروانه تولید شود. اگر سایش اتفاق بیافتد مشخصه آن یک صدای جیغ با زیر و بمی بسیار بالاست. المان‌های چرخشی آسیب دیده یاتاقان، سر و صداهایی فرکانس بالا و مرتبط با اندازه و سرعت یاتاقان‌ها تولید می‌کنند.

 

منابع سر و صدای سیالاتی

نوساناتی فشاری وجود دارند که مستقیما توسط حرکت سیال تولید می.شوند سر و صدای سیال میتواند توسط تشکیل گردابه (Vortex) در جریان‌های با سرعت بالا (آشفته) (Turbulence) ،نوسانات ،کاویتاسیون روشن و خاموش شدن پی درپی ضربه زدن آب جدایش جریان و تداخل پروانه با زبانه پمپ (Pump Cutwater) محلی دارای کمترین فاصله پروانه به (حلزونی تولید شود ضربات فشاری و مدولاسیون جریان می تواند اجزای با فرکانس گسترده یا پهن باند (Broad-Band) را تولید کند. اگر فرکانسهای تولید شده هر یک از اجزای سازه شامل لوله کشی را تحریک کند یا از طریق اجزای پمپ به ارتعاشات مکانیکی منجر شود میتواند سر و صدا را به محیط پیرامون خود منتقل کند.

چهار نوع از منابع ضربه ای که به طور معمول در ایجاد صدای پمپ های سانتریفیوژ اتفاق می‌افتند به ترتیب زیر می‌باشند:

1. اجزای فرکانس گسترده تولید شده توسط پروانه پمپ مثل فرکانس گذر پره (Blade pass frequency)
2. ضربه های القایی جریان تولید شده توسط آشفتگی مثل عبور جریان از شاخه های جانبی و محدودیتهای سیستم لوله کشی
3. انرژی آشفته پهن باند در سرعتهای بالای جریان
4. انفجارهای متناوب انرژی با پهنای زیاد تولید شده توسط کاویتاسیون، نوسان عملکرد پمپ (Flashing) و ضربه آب (ضربه قوچ) (Water hammer)

وقتی پمپ در شرایط خارج از نقطه طراحی (Off- design) کار میکند، جریانهای ثانویه ای ایجاد می‌شوند که سبب تولید نوسانات فشاری می‌شوند. در شکل شماره ۱ انواع مکانیزم‌های ممکن حرکت سیال داخل پروانه نشان داده شده است. این مکانیزمها عبارتند از:

• واماندگی (Stall)
• گردش دوباره جریان ثانویه
• گردش
• نشت
• نوسانات جریان ناپایا
• جریان های حلقوی (Wake) (گردابه ها)
• آشفتگی
• کاویتاسیون

 

دلایل ارتعاشات

دلایل ارتعاشات در کانون توجه ما قرار دارد. زیرا آسیب های وارده به پمپ و سیستم های لوله کشی از ارتعاشات بیش از اندازه حاصل می‌شود. ارتعاشات در پمپ می‌تواند در نتیجه  نصب و نگه‌داری غیر صحیح، بهره‌برداری های غیر اصولی، تداخل هیدرولیکی با سیستم لوله‌کشی یا کاستی های طراحی و ساخت باشد. برخی از دلایل ایجاد ارتعاشات بیش از اندازه عبارتند از:

نصب و نگه‌داری

• عدم توازن
• همراستا نبودن محور پمپ و موتور
• ساییدگی آب بند محور
• شکستگی های پوسته ناشی از بارهای لوله‌کشی
• پاسخ دینامیکی سیستم لوله‌کشی (پایه ها و قیدها)
• جواب های سازه‌ای پایه‌ها (فوندانسیون)
• محکم نبودن اتصالات
• مونتاژ نامناسب

 

بهره‌برداری

• عملکرد پمپ در شرایط خارج از نقطه بحرانی
• سرعت/جریان نامناسب
• هد مکش مثبت خالص (NPSH) ناکافی
• ورود هوا

هیدرولیک

• تداخل پمپ با رزنانس‌های لوله کشی (مودهای طبیعی لوله‌کشی)
• ناپایداری های هیدرولیکی
• رزنانس‌های آکوستیکی (ضربه‌های فشاری)
• ضربه‌های آب (ضربه قوچ)
• مشکلات توزیع جریان
• بازچرخش
• کاویتاسیون
• تحریک القایی جریان (آشفتگی)
• سرعت بالای جریان

طراحی و ساخت

• سرعت بحرانی عرضی
• سرعت بحرانی پیچشی
• آب بندها یا یاتاقان‌های نامناسب
• ناپایداری روتورها (Rotor)
• هم محور نبودن یاتاقان‌ها
• رزنانس پروانه
• رزنانس قسمت ثابت یاتاقان‌ها/ سرپیچ‌ها

بسیاری از این دلایل در نتیجه تداخل پمپ با سیال یا بدنه و ساختار است. این روابط فعل و انفعالی نیازمند آن است که کل سیستم قبل از آنکه تک تک اعضاء در هنگام بروز مشکل بررسی شوند، مورد ارزیابی قرار گیرد. اگرچه معمولا پمپ‌های با طراحی جدید و یا پمپهایی که برای بار اول ساخته می‌شوند دچار این مشکلات می‌شوند، اما طراحی استاندارد نیز از این مشکلات در امان نیست.

اثرات نصب / نگه داری

عدم توازن

عدم توازن شفت می‌تواند سبب ایجاد ارتعاشات بزرگ عرضی در سرعتهای خاصی، به عنوان سرعت بحرانی شود، که با فرکانس‌های طبیعی عرضی محور همزمان میشود. ارتعاشات عرضی با توجه به عدم توازن بیشترین دلیل خرابی و از کارافتادگی در پمپ های سانتریفیوژ است. آسیب‌های مربوط به پاسخ عدم توازن، می‌تواند از ساییدگی یاتاقان‌ها یا آب‌بندها تا خرابی‌های فاجعه بار روتور باشد. عدم توازن بیش از اندازه می‌تواند از انحنای روتور کوپلینگ نامتوازن، شکست‌های حرارتی یا قطعات لق باشد.

اگرچه روتور پمپ ممکن است در آغاز کار به اندازه کافی تراز (بالانس) شده باشد، اما مدتی پس از عملکرد پمپ، روتور پمپ بر اثر فرسایش و خوردگی ممکن است نامتوازن شود. این عدم توازن می‌تواند از رسوب غیریکنواخت سیال پمپ شده به روی سطح پروانه ایجاد شود. در این مورد تمیز کردن پروانه می‌تواند توازن و تعادل را به سیستم باز گرداند. خوردگی‌های پروانه که به وسیله کاویتاسیون یا واکنشهای شیمیایی با سیال ایجاد می‌شود، می‌تواند سبب ایجاد عدم توازن دائمی در سیستم شود که تنها با تعویض پروانه برطرف می‌شود. خوردگی‌های ایجاد شده به وسیله سایش در پروانه یا شفت نیازمند تعمیر یا تعویض اجزاء می‌باشد. به دلایل دیگری، عدم توازن می‌تواند زمانی اتفاق بیافتد که کوپلینگ‌های روان‌کاری شده از گریس‌ها یا رسوب های ناصاف ایجاد شده باشند.

ساخت

عملیات ساخت یا مونتاژ میتواند در حالتی که روتور به طور دقیق در مرکز قرار نگرفته باشد، سبب ایجاد عدم توازن شود. عملیات‌های آهنگری و ریخته گری می‌تواند سبب ایجاد تفاوت‌های محلی در دانسیته فلز با توجه به گنجایش‌ها و خلل و فرج‌ها شود. در قطعه ریخته‌گری بزرگی مثل پروانه قطر شفت نباید به طور دقیق با اندازه‌های ریخته گری هم مرکز شود. مونتاژ یک روتور می‌تواند سیب شکست و پیچش حرارتی شفت یا پروانه شود که موجب تولید یک پروانه کج می‌شود. عدم تقارنی در حدود چند هزارم اینچ، که توسط این روش‌های مونتاژ و ساخت ایجاد می‌شود، می‌تواند سبب نیروی قابل ملاحظه ای شود که توسط روتور سرعت بالا ایجاد می‌شود. اکثر این عدم تقارن‌ها به وسیله تراز کردن روتور می‌توانند جبران شوند.

عدم همراستایی

عدم همراستایی زاویه‌ای بین دو شفت متصل شده به وسیله یک کوپلینگ انعطاف پذیر، یک نیروی رانشی اضافه تولید می‌کند که می‌تواند ارتعاشات پیچشی یا عرضی تولید کند که منجر به تولید صدای پمپ سانتریفیوژ می‌گردد. نیروها در کوپلینگ صنعتی معمولی به نیروها در یونیورسال جوینت (Universal joint) شبیه می‌باشند (مانند شکل زیر). وقتی یک عدم همراستایی زاویه‌ای کوچک اتفاق می‌افتد، نسبت سرعت در گذر از این اتصال ثابت نیست. اگر سرعت یک شفت ثابت فرض شود، شفت دیگر دارای نرخ چرخش بیشتری می‌باشد. اختلاف سرعت چرخشی سبب ایجاد دومین مولفه ارتعاشاتی هارمونیک می‌شود (دو برابر سرعت شفت).

 

 

لوله‌کشی و سازه

پمپ باید به طور تقریبی از سیستم لوله‌کشی، ایزوله شود. بارگذاری حرارتی و وزنی بر روی اتصالات مکش و تخلیه باید کمینه شود. نیروهای استاتیکی از سیستم لوله‌کشی می‌توانند پمپ را نسبت به موتورش کج و غیرمتوازن کنند یا در بارگذاری بیش از اندازه، محفظه پمپ می‌تواند تاب برداشته و سبب ایجاد ساییدگی در آب بندها و ایجاد خشارت و آسیب در یاتاقان‌ها شود. آنالیز انعطاف‌پذیری حرارتی لوله‌ها باید برای اندازه‌گیری میزان بار و طراحی پایه‌ها و قیدهای لازم جهت کمینه کردن انتقال بار لوله‌کشی به تجهیزات عملیاتی انجام شود. ارتعاشات لوله‌کشی یا پایه‌های سازه، می‌توانند به صورت مکانیکی به پمپ انتقال یابند. لوله‌کشی و سازه نباید دارای فرکانس‌های رزنانس به طور همزمان با هر یک از فرکانس‌های تحریک پمپ مثل فرکانس گذر از پره باشند. ارتعاشات منتقل شده از لوله‌کشی به سازه می‌تواند با به کارگیری مواد ویسکو-الاستیک بین لوله‌ها و بسط لوله‌ها، کم شود.

کاربردها

اولین مرحله طراحی پمپ، باید شامل تعریف شرایط محدوده عملیاتی چون فشار، جریان، دما و خصوصیات سیال باشد. کاربری غلط یا تغییر شرایط می‌تواند منجر به مشکلات متعددی شود. عملکرد در شرایط دبی بالا و هد پایین، می‌تواند سبب ارتعاش در روتور و پوسته شود. هد مکش مثبت خالص ناکافی سبب کاویتاسیون می‌شود که می‌تواند منجر به سر و صدای پمپ سانتریفیوژ و ارتعاشات در درجات مختلفی شود.

یاتاقان‌ها

سر و صدای پمپ سانتریفیوژ و ارتعاش به طور معمول نتیجه خوردگی یاتاقان‌ها می‌باشد. با خوردگی اجزای چرخشی با قاب آنها، سطوح ساییده یا معیوب به طور ابتدایی ایجاد سر و صدا و ارتعاش می‌کنند و با افزایش ساییدگی این ارتعاشات و سر و صدای پمپ سانتریفیوژ می‌توانند قابل توجه گردند. بعضی از فرکانس‌های ارتعاشاتی وابسته به ابعاد اجزای یاتاقان و سرعت چرخشی آن‌هاست. معمولا این فرکانس‌ها بالای سرعت عملیاتی می‌باشند. بسیاری از خرابی‌های بلبرینگ مربوط به آلودگی‌های موجود در روانکارهاست که پس از شروع به کار دستگاه خود را در بلبرینگ‌ها نمایان می‌سازند. اکثر این آلودگی‌ها شامل رطوبت، خاک‌ریزه و دیگر ذرات متفرقه است که وقتی در داخل یاتاقان‌ها گیر می‌کنند، می‌توانند سبب ساییدگی یا تورفتگی دائمی ساچمه‌ها و مسیر گردش ساچمه ها، تحت فشار بسیار زیاد تولید شده در شرایط عملیاتی شوند.

آب بندها

دینامیک جریان در عبور از آب بندها اثرات دراماتیکی بر دینامیک چرخشی می‌گذارد. نیروهای هیدرودینامیکی مورد بحث، در پایداری یا ناپایداری ماشین‌های چرخشی نقش اساسی دارند. آب بندهای با جریان محوری زیاد در محدوده جریان آشفته، مثل پمپ‌های آب تغذیه، تمایل به تولید ضریب استهلاک و سختی بالایی دارند که برای ارتعاشات روتور و پایداری آن مفید است. ساییدگی آب بندها فواصل را افزایش می‌دهد و سبب نشت بیشتر می‌گردد و نیز ممکن است سبب تغییرات در مشخصات روتور دینامیکی آب بندها شود که منجر به افزایش ارتعاشات می‌شود.

 

اثرات هیدرولیکی

اثرات هیدرولیکی و ضربات نوسانی میتوانند در نتیجه هر فرکانس از ارتعاشات پمپ یا سیستم لوله کشی از اولین فرکانس در هر دور تا فرکانس گذر از پره و هارمونیک آن باشد فرکانسهای زیر سرعت مداوم (حرکت) میتوانند توسط رزنانسهای آکوستیکی تولید شوند. معمولا این اثرات با توجه به پروانه گذرنده از دیفیوزر تخلیه یا دیگر ناپیوستگی‌ها در پوسته است. هر گونه عدم تقارن در ورودی پسپ ممکن است یک توزیع فشار متغییر ایجاد کند که سبب وارد آمدن نیروهایی به روتور شود.

ناپایداری‌ها

روشن کردن و متوقف کردن پمپ همراه با باز و بسته کردن دریچه‌های مربوطه دلیل اصلی تا پایداریهای شدید در سیستم لوله کشی است. ضربه فشار نتیجه، منتسب به ضربه قوچ، می‌تواند یک نیروی شدید را به پمپ، داخل آن و لوله کشی وارد کند. ضربه قوچ سبب ترک‌هایی در سازه های به هم پیوسته در محل اتصال لوله‌ها می‌شود. بستن ناگهانی دریچه های مرسوم مورد استفاده در خطوط سیستم تغذیه آب، می‌تواند سبب ایجاد ضربه قوچ شدید شود. افزایش زمان بستن این دریچه ها می‌تواند شدت ضربه فشار را کاهش دهد. روشهای تحلیلی برای تعیین میزان ضربه قوچ در یک شکل مخصوص لوله کشی برای نرخ‌های متفاوت بستن دریچه ها وجود دارد.

کاویتاسیون و فلاشینگ

برای بسیاری از سیستمهای لوله کشی پمپ بسیار متداول است که درجاتی از کاویتاسیون و فلاشینگ وابسته به پمپ یا دریچه‌های کنترل فشار در سیستم لوله کشی را داشته باشیم. نرخ بالای جربان، سبب ایجاد کاویتاسیون شدیدتر، به دلیل افت جریان بیشتر در گذر از محدودیت‌ها می‌شود. کاویتاسیون فشار محلی بالایی تولید می‌کند که می‌تواند مستقیما به پمپ یا سیستم لوله کشی و یا از طریق سیال به دیگر نقاط سیستم لوله کشی منتقل شود.

کاویتاسیون یکی از متداول ترین و آسیب رسان ترین رخدادهای موجود در پمپ است. اصطلاح کاویتاسیون به تشکیل و متلاشی شدن سریع حباب بخار در مایع به دلیل اختلافات فشار در نزدیکی فشار بخار، بر میگردد. کاویتاسیون می‌تواند سبب ایجاد سر و صدای پمپ سانتریفیوژ، ارتعاش، افت هد و دبی به علاوه سایش پروانه و سطوح پوسته شود. قبل از آن که فشار مایع در حال عبور از پمپ سانتریفیوژ افزایش یابد، سیال ممکن است افت فشاری را در داخل محفظه پمپ تجربه کند. این موضوع با توجه به شتاب سیال در چشم پروانه و جدایش جریان در پره های ورودی پروانه است.

اگر جریان در طراحی اشتباه یا زاویه پره ضمنی ناصحیح باشد، ادی‌های (Eddies) کم فشار و سرعت بالا شکل می‌گیرند. اگر فشار سیال به فشار بخار کاهش یابد، سیال فلاش خواهد کرد (به صورت ناگهانی جهش خواهد کرد). سپس در مسیر جریان فشار افزایش می‌یابد. انفجاری اتفاق می‌افتد که به دنبال آن عواقبی به وجود می‌آید که به عنوان سر و صدای کاویتاسیون شناخته می‌شوند.

نحوه ی ایجاد سر و صدای پمپ سانتریفیوژ

متلاشی شدن حباب‌های بخار، به طور معمول در قسمت بدون فشار پره‌های پروانه، آسیب‌های شدیدی (سایش پره‌ها) را علاوه بر سر و صدای پمپ سانتریفیوژ ایجاد می‌کنند. اگر پمپ سانتریفیوژی در نقطه ای دور از نقطه بهترین راندمان خود کار کند، سر و صدا اغلب از پوسته پمپ به گوش می‌رسد. شدت و فرکانس این سر و صدا از پمپی به پمپ دیگر متغییر است و به میزان هدی که پمپ تولید میکند، نسبت هد مکش مثبت خالص مورد نیاز به هد مکش مثبت در دسترس و میزانی که جریان واقعی از جریان ایده‌آل منحرف می‌شود، بستگی دارد. سر و صدای پمپ سانتریفیوژ معمولا زمانی تولید می‌شود که زاویه پره های دهانه ورودی، پروانه و دیفیوزر برای نرخ جریان واقعی نادرست باشند.

 

تشخیص سر و صدای پمپ سانتریفیوژ

بهترین راه تشخیص کاویتاسیون از مشاهده امواج مختلط یا اختلاف فشار دینامیکی با استفاده از یک اسیلوسکوپ و یک ترانسدیوسر فشار است. شکل موج فشاری یک موج غیر سینوسی با بیشترین تیزی در اوج (کوتاه مدت و نوک تیز) و بیشترین گردی در اوج در زمانی که فشار بخار اتفاق می‌افتد، است. با افت فشار نمی‌توان مکشی کمتر از فشار بخار تولید کرد.

سر و صدای های پمپ سانتریفیوژ شبه کاویتاسیون در جریان‌های پایین تر از طراحی شنیده می‌شوند، حتی در زمانی که هد مکش مثبت خالص ورودی بیشتر از هد مکش مثبت خالص مورد نیاز باشد و این یک مشکل بسیار پیچیده است. سر و صدای پمپ سانتریفیوژ، کم فرکانس تصادفی ولی با شدت بالا، از جریان برگشتی در چشم پروانه یا در خروجی پروانه و یا هر دو اتفاق می‌افتد.

هر پمپ سانتریفیوژ تحت شرایط مشخصی از کاهش جریان، این بازچرخش را دارد. عملکرد تحت شرایط بازچرخش می‌تواند به قسمت فشار ورودی یا قسمت تخلیه پره های پروانه آسیب بزند (همچنین پره های محفظه).

شاهد و گواهی این بازچرخش جریان، افزایش بلندی سر و صدای عبور ناپیوسته امواج فشاری در اتمسفر (Banging type) و افزایش ضربات فشاری مکش یا تخلیه با کاهش جریان است. در شکل ۴ سطوح صوتی اندازه گیری شده در پوسته یک پمپ با توان ۸۰۰۰ اسب بخار و در نزدیکی لوله مکش در خلال یک کاویتاسیون دیده می‌شود. کاویتاسیون سبب ایجاد یک شوک پهن باند می‌شود که بسیاری از فرکانس‌ها را تحریک می‌کند. به هر حال در این مورد، فرکانس گذر از پره (تعداد گردش پره های پروانه در هر ثانیه) و چند برابر آن مود غالب می‌باشند. کاویتاسیون از این نوع، سر و صدایی با فرکانس بالا تولید می‌کند که بیشتر به صدایی شبیه به ترق ترق (Crackling) کردن شبیه است.

 

فلاشینگ

فلاشینگ به طور معمول در سیستم‌های آب گرم اتفاق می‌افتد (سیستم‌های تغذیه آب)، زمانی که آب گرم و با فشار در عبور از محدودیت‌هایی چون دریچه و غیره، کاهش فشاری را تجربه کند. این کاهش فشار به سیال اجازه می‌دهد که به طور ناگهانی بخار شود و ایجاد یک ضربه شدید کند که منجر به ایجاد سر و صدایی شبیه به سر و صدای حاصل از کاویتاسیون می‌شود. برای جلوگیری از فلاشینگ پس از یک محدودیت هندسی، فشار پشتی (Back pressure) به میزان کافی باید تامین شود. متناوبا، محدودیت می‌تواند در انتهای خط قرار گیرد که این انرژی فلاشینگ در حجمی بزرگتر ناپدید گردد.

آشفتگی جریان

منابع فشار دینامیکی تولیدی پمپ شامل آشفتگی (آشفتگی‌ها با گردابه‌ها)، در فضای خالی بین نوک پره پروانه و دیفیوزر ثابت یا لبه‌های محفظه ایجاد می‌شود. نوسانات فشار دینامیکی یا ضرباتی که از این طریق تولید می‌شوند، می‌توانند سبب ارتعاشات پروانه شوند و یا با برخورد ضربات فشاری بر روی پروانه سبب ارتعاشات شفت شوند.

جریان با عبور از یک مانع یا محدودیت در لوله کشی، ممکن است ضرباتی ناشی از آشفتگی یا جریان القایی ایجاد کند. این ضربات می‌توانند باعث تولید سر و صدا و ارتعاش در یک باند فرکانسی گسترده شوند. فرکانس‌ها وابسته به سرعت جریان و ابعاد مانع هستند. این ضربات می‌توانند دچار تداخل رزنانسی با دیگر اجزای سیستم‌های لوله کشی آکوستیکی شوند. اکثر این مسیرهای جریان ناپایدار به وسیله برش در مرز بین محدوده سرعت بالا و سرعت پایین در میدان سیال ایجاد می‌شوند.

مثالهای معمول از این نوع آشفتگی، جریان دور موانع یا در گذر از محدوده آب مانده یا جریان دو طرفه است عمل برش، آشفتگی یا ادی‌هایی تولید می‌کند که می‌توانند به توزیع فشار در دیواره لوله تبدیل شوند که این ارتعاشات سبب تحریک ارتعاشات محلی لوله با اجزای پمپ می‌شوند. مدهای پاسخ طبیعی آکوستیکی سیستم لوله کشی و محل آشفتگی، اثرات زیادی بر دامنه و فرکانس این پخش گردابه دارند.

محاسبه‌ی عدد بی بعد اشتروهال

اندازه‌گیری‌های تجربی نشان می‌دهد که جریان گردابه وقتی که رزنانس آکوستیکی یک سیستم همزمان با تولید فرکانس یک منبع باشد، شدید است. گردابه‌ها یک انرژی آشفته پهن باند را با فرکانسی تولید می‌کنند که این فرکانس میتواند از طریق عدد بی بعد اشتروهال (Strouhal) از ۰.۲ تا ۰.۵ از طریق زیر تعیین گردد:

f= (S_n)/(VD)

f= (Hz) فرکانس گردابه

S_n = عدد بی بعد اشتروهال (0.2-0.5)

V = (ft/sec) سرعت جریان در لوله

D = (ft) یک بعد مشخصه مانع

برای جریان‌های گذرنده از لوله، D قطر لوله، و برای تحریک به وسیله جریان گذرنده از یک شاخه جریان، D قطر داخلی شاخه لوله است. که عدد اشتروهال نیز به صورت زیر تعریف می‌شود:

St = fL / V

که در ان f فرکانس انتشار گردابه، L طول مشخصه و V سرعت سیال است.

دریچه های کنترل و رگولاتورهای فشار می‌توانند سبب تولید سر و صدای مربوط به آشفتگی و جدایش جریان شود. وقتی این دریچه‌ها در افت شدید و جریان سرعت بالا کار کنند آشفتگی قابل ملاحظه‌ای تولید می‌شود.

ضربات نوسانی

سیستم‌های پمپاژ، تغییرات فشار دینامیکی تولید می‌کنند و یا نوساناتی را در کارکرد معمولی به وجود می آورند. منابع عمومی نوسانات ضربه ای از مکانیزمهایی در داخل پمپ به وجود می‌آیند. دامنه این نوسانات در پمپهای سانتریفیوژ به وسیله انرژی آشفته ای که به فضای باز بین نوک پره پروانه و دیفیوزرهای ثابت و یا لبه‌ی پوسته، فضای باز نصب آب بندها، رینگهای ساییده شده و تقارن روتور پمپ و پوسته بستگی دارد، تولید می‌شود. به دلیل آن که این ابعاد به درستی شناخته نشده‌اند، پیش بینی دامنه نوسانات بسیار مشکل می‌باشد. حتی پمپ‌های شناخته شده نیز دارای دامنه نوسانات نامشخصی هستند.

حتی در پمپی که در بهترین نقطه عملکردی خود و در شرایط مناسب فعالیت کند، نوسانات ممکن است به وسیله سرعتهای بالای جریان و آشفتگی در نوک پره ها یا محل برش آب (جایی که پروانه و پوسته کمترین فاصله را با یکدیگر دارند) ایجاد شوند. با فاصله گرفتن شرایط کاری از شرایط طراحی، منابع دیگری چون کاویتاسیون، گردش دوباره جریان و ناپایداریهای جریان پدیدار می‌شوند.

این نوسانات می‌توانند با فرکانس‌های طبیعی آکوستیکی یا هیدرولیکی سیستم لوله کشی برای تقویت نوسانات تداخل داشته باشند. فرکانس‌های طبیعی در سیستم لوله کشی تابعی از خصوصیات سیال، لوله کشی و ابعاد پمپ است. تداخل آکوستیکی می‌تواند با یک رزنانس لوله که در آن آشفتگی در لبه به یک صدای قابل شنیدن تقویت شده تبدیل می‌شود، مقایسه شود. متشابها، نوسانات از پمپ به نوسانات فشاری تقویت شده ای تبدیل می‌شوند که در زانویی‌ها و محدودیت‌ها، دریچه های بسته و تغییرات اندازه در لوله کشی سبب ایجاد نیروهای دینامیکی تکان دهنده می‌شوند. این تغییرات نیروی هیدرولیکی به مکانیکی میتوانند منجر به ارتعاشات در پمپ لوله کشی و سازه‌های نگه‌دارنده آنها شوند.

محاسبه‌ی فرکانس‌های طبیعی آکوستیکی

در مرحله طراحی، فرکانس‌های طبیعی آکوستیکی به وسیله روشهای مدل سازی آنالوگ و یا دیجیتال می‌تواند محاسبه شود. در این جا به بیان فرمولی برای فرکانس گذرنده از پره میپردازیم:

f = nN / 60

که در آن n تعداد پره ها و N تعداد دور الکتروموتور (تعداد چرخش پروانه در دقیقه) میباشد.

به عنوان مثال وقتی موتوری با فرکانس گذر از پره ۳۶۰ هرتز (یعنی دارای ۶ پره با تعداد دور ۳۶۰۰ دور بر دقیقه) با پاسخ آکوستیکی ۳۶۰ هرتزی پمپ کوپل می‌شود، پمپ دچار ناپایداری می‌شود. از این رو برای اصلاح این موضوع از پروانه ای با ۷ پره استفاده می‌کنیم که به ما فرکانسی در حدود ۴۲۰ هرتز می‌دهد.

رزنانس آکوستیکی

وقتی یک نوسان فشاری دینامیکی از لوله عبور می‌کند و به یک محدودیت یا تغییر اندازه در لوله ها می‌رسد، نوسان منعکس می‌شود. زمانی که یک سری از این نوسانات فشاری بازتابانده شوند، یک موج ایستا تشکیل میشود که در یک نقطه از لوله، فشار به صورت تناوبی به بالا و پایین خط میانگین فشار افزایش و کاهش می‌یابد (تغییرات ساده هارمونیک). برهم نهی یک نوسان پیش رونده و یک نوسان بازگشتی یعنی جمع دو نوسان متحرک در خلاف جهت یکدیگر، یک موج ایستا تولید می‌کند.

اگر زمان (فاز) یک موج بازتابی با یک موج جدید همزمان شود، دو نوسان به یکدیگر اضافه می‌شوند یا تقویت می‌شوند. فاز نوسان‌ها وابسته به سرعت پمپ (فرکانس گذرنده از پره)، طول لوله و خصوصیات فیزیکی سیال است. سرعت آکوستیکی، تابعی از چگالی سیال و مدول بالک، که فاکتور مهمی در تعیین فرکانس رزنانس طول لوله است؛ میباشد.

محاسبه‌ی سرعت آکوستیکی سیالات

سرعت آکوستیکی سیالات از رابطه زیر بدست می‌آید:

C = 8.615 Square root(K_s / Sp.gr )

که در آن c سرعت آکوستیکی بر حسب فوت بر ثانیه،  Sp.gr گرانش مخصوص و K_s مدول بالک ایزنتروپیک است.

که در فرمول بالا مدول بالک از رابطه زیر بدست می‌آید:

K_s = 1000K₀ + 3.4P

که  در آن K₀ ثابتی است که از جدول زیر برای آب بدست می‌آید و P فشار بر حسب پاسکال است.

جدول1- ثابت K₀ برای تصحیح فشار برای مدول بالک آب

عوامل ایجاد رزنانس

شرایط رزنانس زمانی وجود دارد که دامنه موج ایستا تقویت شود، پس دامنه فشار دینامیکی بیشینه حقیقی اساسا بزرگتر از نوسانات القایی است. بدین گونه در فرکانس‌های سرعت‌های پمپ مربوط به رزنانس سطح انرژی بالاتری نسبت به شرایط دور از رزنانس تولید می‌شود. اگر فرکانس‌های موج به گونه ای باشد که امواج رفت و برگشتی قابل جمع باشند، نوسانات تقویت میشوند. اگر هیچ استهلاکی وجود نداشته باشد، دامنه‌های فشاری در شکم‌ها به صورت تئوری به سمت بینهایت می‌رود. اما در سیستم‌های لوله‌کشی حقیقی، استهلاک به دلایل زیر وجود دارد:

• عملکرد سیال لزج
• انتقال، نبود انعکاس کل در انتهای یک خط (این انتقال کاهش میزان نوسان می‌شود)
• مقاومت لوله کشی، زبری‌های لوله، محدودیت‌ها و اریفیس‌ها

مفاهیم امواج آکوستیکی، بازتابش و رزنانس می‌توانند برای تشریح طول کلاسیک رزنانس استفاده شوند. در زیر رابطه بین سرعت آکوستیکی و طول موج و فرکانس را مشاهده می‌کنید:

λ  = c/f

در زیر به بیان چند مدل از انواع رزنانس‌ها می‌پردازیم:

رزنانس نیم موج در لوله های دو سر باز و یا در لوله های دو سر بسته)

در شکل ۵ مودهای حرکت موج را در این حالت مشاهده میکنید

شکل5- مودهای رزنانس نیم موج

 

رزنانس 1/4 یک چهارم موج (در لوله‌های یک سر باز و یک سر بسته)

در شکل 6 مودهای حرکت موج را در این حالت مشاهده می‌کنید:

شکل6- مودهای رزنانس 1/4 موج

 

وجود فرکانس‌های طبیعی نیم موج یا 4/1 موج به تنهایی سبب ایجاد فرکانس رزنانس نمی‌شوند. برای آن که رزنانس اتفاق بی‌افتد، یک نوسان دینامیکی باید در فرکانسی مساوی با فرکانس آکوستیکی طبیعی تولید شود. تقویت دامنه به این دلیل اتفاق می افتد که یک موج بازتابی در زمانی مناسب، برای تقویت موج تولید شده در پمپ می‌رسد. رسیدن موج بازتابی به خصوصیات و طول لوله وابسته است.

بنابراین، دامنه مسیر موج ایستا تقویت می‌شود؛ از این رو که شدت موج نوسانی بیشینه حقیقی اساسا بزرگتر از سطح صنعت گران القایی است. رزنانس آکوستیکی سیستم‌های لوله کشی برای پمپ‌های سرعت ثابت، معمولا می‌تواند برای خارج از فرکانس رزنانس قرار دادن آنها از سرعت عملیاتی پمپ و فرکانس‌های گذر از پره و جلوگیری از تقویت نوسانات تنظیم شوند. به هر حال اگر پمپ فراتر از محدوده سرعت خود عمل کند و باند فرکانس تحریک آن گسترده شود، نیازمند دقت بیشتری در جایگذاری فرکانس رزنانس است.

ناپایداری ها

ناپایداری‌های هیدرولیکی می‌تواند نتیجه تداخل دینامیکی یک پمپ سانتریفیوژ و پاسخ آکوستیکی سیستم لوله‌کشی باشد. عملکرد یک پمپ سانتریفیوژ برای تقویت با کاهش اغتشاشات فشاری گذرنده از پمپ، وابسته به پارامترهای زیر است:

• شیب منحنی هد و نقطه عملکرد
• استهلاک جریان سیستم
• وجود رزنانس واکنشی قوی در سیستم لوله کشی (مخصوصا اگر با فرکانس‌های گردابه‌ها هم زمان شوند)
• محل قرار گرفتن پمپ در میدان موج ایستا (در سرعت بیشینه نسبت به فشار بیشینه)
• تراکم پذیری سیال

دامنه نوسانات به شرایط کاری مثل سرعت، نرخ جریان و افت‌ها، به همان اندازه فرکانس طبیعی آکوستیکی و خصوصیات سیال وابسته است. پس در نهایت شدت نوسانات معمولا به وسیله تغییرات در شرایط کاری یا ترکیب سیال تاثیر می‌پذیرد. نوسانات معمولا به وسیله آشفتگی جریان در تغییرات سطح مقطع و محدودیت‌ها یا در پروانه پمپ آغاز می‌شود. وقتی فرکانس این انرژی آشفته یکی از رزنانس‌های سیستم لوله کشی را تحریک کند و با اگر پمپ در نزدیکی سرعت بیشینه در رزنانس سیستم لوله کشی قرار داشته باشد، سپس نوسانات با شدت بالا و خود ساخته ایجاد می‌شوند. این نوع از ناپایداری‌ها در جریان‌های با دبی کمتر امکان پذیرترند، زیرا استهلاک آکوستیکی تولید شده توسط اثرات اصطکاک جریان، در جریانهای با نرخ بالا بیشترند.

طراحی و ساخت

پاسخ دینامیکی اجزای پمپ به نیروهای محرک در محدوده فرکانس عملیاتی، می‌تواند سبب ایجاد مشکلاتی شود که منجر به تعمیرات و نگهداری بیشتر و خرابی‌های فاجعه بار شود. ساخت و یا مونتاژ نامناسب می‌تواند سبب عدم توازنی شود که منجر به ارتعاشات آسیب زننده در زمانی که سرعت پمپ به فرکانس طبیعی سیستم روتور برسد شود. بررسی دینامیک چرخشی (Rotor dynamic) طراحی روتور پمپ در اجتناب از سرعت مربوط به ارتعاشات بسیار تعیین کننده است. فاکتورهای توضیح داده شده در زیر نقش بسیار مهمی را در کنترل پاسخ‌های روتور دینامیکی پمپ‌های سانتریفیوژ دارد.

تحلیل روتور دینامیکی

سرعت بحرانی جانبی به عنوان سرعتی که در آن قله پاسخ ارتعاشاتی (پیکی از ارتعاش) اتفاق می‌افتد. در سرعت بحرانی نسبت به سرعت‌های دیگر، روتور به عدم تعادل، بسیار حساس‌تر است. باید از رسیدن به سرعت بحرانی پمپ جهت نگه داشتن دامنه های ارتعاشاتی قابل قبول، اجتناب کرد.

تحلیل سرعت بحرانی جانبی

روتور دینامیک پمپ به تعداد متغیرهای بیشتری از طراحی نسبت به دیگر نمونه های تجهیزات چرخشی بستگی دارد. در کنار مشخصه‌های یاتاقان گردها و شفت‌ها، مشخصه های دینامیکی آب بندها می‌تواند اثرات مشخصی بر محل سرعت بحرانی، حساسیت عدم توازن و پایداری روتور داشته باشد. اشکال مختلفی از آب بندها مثل آب بند رینگی شناور، آب بند شیاردار و بقیه وجود دارد.

اثر لوماکین

در اینجا به بیان اثری به نام اثر لوماکین (Lomakin effect) می‌پردازیم:

اثر صلبیت لوماکین انحراف شفت را در زمانی که پمپ در حال انجام عملیات است کم می‌کند. در بعضی موارد اثر لوماکین می‌تواند شدت کافی را برای جلوگیری از رسیدن به سرعت بحرانی روتور داشته باشد. افت فشار در طول آب بندها با توان دوم سرعت پمپ افزایش می‌یابد و همچنین صلبیت آب بندها با مربع سرعت افزایش می‌یابد.

تحلیل سرعت بحرانی جانبی برای توسعه طراحی یک پمپ قابل اطمینان و بدون مشکل بسیار ضروری است. بررسی‌های طراحی باید شامل موارد زیر باشد:

• نقشه سرعت بحرانی
• فرکانس‌های طبیعی نامیرا و شکا مودها
• صلبیت آب بندها و خواص میرایی
• پاسخ روتور به عدم توازن
• اثرات فونداسیون و پایه ها بر پاسخ
• پایداری روتور

 

 

صلبیت یاتاقان‌ها و میرایی

ضرائب میرایی یاتاقان‌ها و صلبیت دینامیکی می‌تواند به وسیله ۸ ضریب خطی شبیه سازی شود (K_xx , K_yy , K_xy , K_yx , C_xx , C_yy , C_xy , C_yx ). صلبیت یاتاقان‌ها و ضرایب میرایی آنها تابعی از نوع یاتاقان، طول قطر آن، لزجت، بار، سرعت، فاصله و عدد سامرفیلد (Sommerfeld Number) است که به صورت زیر تعریف می‌شود:

S = (µNDL / W) (R/C )²

که در آن µ لزجت روان کننده، N سرعت روتور، D قطر یاتاقان، L طول یاتاقان، R شعاع یاتاقان، W بار یاتاقان و C شعاع فاصله تراشکاری شده است. معمولا کمترین صلبیت در شرایط بیشترین فاصله، کمترین پیش بار و بالاترین دمای روغن تعریف می‌شود و بلعكس.

 

چگونه صدای پمپ گریز از مرکز را کاهش دهید؟

کاهش نویز در یک پمپ گریز از مرکز بسته به علت اصلی نویز می تواند استراتژی های مختلفی را شامل شود. در اینجا چند روش ممکن برای کاهش نویز در پمپ گریز از مرکز آورده شده است:

• کاهش سرعت سیال: سرعت بالای سیال می تواند باعث تلاطم و لرزش شود که می تواند صدا ایجاد کند. کاهش سرعت سیال از طریق پمپ با تنظیم سرعت پمپ، کاهش سرعت جریان یا تغییر طراحی پمپ می تواند به کاهش نویز کمک کند.
• بهینه سازی طراحی پروانه: پروانه ای که به درستی طراحی نشده یا فرسوده شده باشد می تواند نویز ایجاد کند. اصلاح طرح پروانه یا جایگزینی پروانه با پروانه ای با طراحی بهتر می تواند به کاهش سطح نویز کمک کند.
• بهبود تعمیر و نگهداری پمپ: مشکلات مکانیکی مانند یاتاقان‌های فرسوده یا شفت‌های نامناسب می‌توانند باعث ایجاد صدا شوند. نگهداری و بازرسی های منظم می تواند به شناسایی و رسیدگی به این مسائل قبل از تبدیل شدن به منابع اصلی سر و صدا کمک کند.

ادامه

• نصب اقدامات میرایی ارتعاش: لرزش می تواند در یک پمپ گریز از مرکز نویز ایجاد کند. نصب اقدامات میرایی لرزش مانند پایه های لاستیکی یا پدهای عایق می تواند به کاهش سطح ارتعاش و نویز کمک کند.
• نصب عایق صدا: از مواد عایق صدا مانند فوم یا فایبرگلاس می توان برای جذب صدای تولید شده توسط پمپ استفاده کرد. این مواد را می توان در اطراف پمپ یا در فضای اطراف نصب کرد تا سطح سر و صدا را کاهش دهد.
• مشکلات حفره را برطرف کنید: کاویتاسیون می تواند در یک پمپ گریز از مرکز نویز ایجاد کند. پرداختن به مسائل مربوط به کاویتاسیون با تنظیم طراحی پمپ، اصلاح شرایط عملیاتی یا نصب یک دستگاه محافظ کاویتاسیون می تواند به کاهش سطح نویز کمک کند.

به طور کلی، کاهش نویز در یک پمپ گریز از مرکز ممکن است شامل ترکیبی از این روش ها باشد و ممکن است نیاز به آزمایش هایی برای تعیین موثرترین روش برای یک پمپ خاص و شرایط کاری داشته باشد.

علل و راه حل های ارتعاش و صدا در پمپ گریز از مرکز چیست؟

 

علل لرزش و صدا در پمپ گریز از مرکز می تواند شامل موارد زیر باشد:

1. قطعات چرخان نامتعادل: این امر می تواند به دلیل نیروهای گریز از مرکز ایجاد شده توسط قطعات نامتعادل باعث لرزش و صدا شود.
2. ناهماهنگی اجزای پمپ: قطعات پمپ نامناسب مانند پروانه و محور موتور می توانند باعث لرزش و صدا شوند.
3. ساییدگی و پارگی مکانیکی: این می تواند باعث فرسودگی یا آسیب دیدن قطعات پمپ شود که می تواند منجر به لرزش و صدا شود.
4. کاویتاسیون: زمانی اتفاق می‌افتد که نواحی کم فشار در پمپ باعث ایجاد حباب‌های بخار و سپس فروریختن آن می‌شوند که می‌تواند لرزش و صدا ایجاد کند.
5. رزونانس: این می تواند زمانی رخ دهد که فرکانس طبیعی پمپ با فرکانس ارتعاش مطابقت داشته باشد و در نتیجه ارتعاش و نویز تقویت شود.

 

راه حل های رفع لرزش و صدا در پمپ گریز از مرکز می تواند شامل موارد زیر باشد:

1. بالانس کردن قطعات دوار: این کار را می توان با استفاده از دستگاه بالانس یا با اضافه کردن وزنه به پروانه برای متعادل کردن آن انجام داد.
2. تراز کردن اجزای پمپ: پروانه و محور موتور باید به درستی تراز شوند تا لرزش و صدا کاهش یابد.
3. انجام تعمیر و نگهداری منظم: بازرسی و نگهداری منظم پمپ می تواند به شناسایی و رفع مشکلات مکانیکی سایش و پارگی که می تواند باعث لرزش و صدا شود کمک کند.
4. پرداختن به مشکلات حفره‌ای: این می‌تواند شامل تنظیم طراحی پمپ یا شرایط عملکرد یا نصب یک دستگاه محافظ حفره برای جلوگیری از تشکیل حباب‌های بخار باشد.
5. افزودن اقدامات کاهش لرزش: این می تواند شامل افزودن پایه های لاستیکی یا پدهای جداکننده به پمپ برای کاهش لرزش و صدا باشد.
6. نصب یک کوپلینگ انعطاف‌پذیر: یک کوپلینگ انعطاف‌پذیر می‌تواند به جذب ارتعاش و کاهش نویز با ایجاد ناهماهنگی‌های جزئی بین پروانه و محور موتور کمک کند.
7. تنظیم سرعت پمپ: کاهش سرعت پمپ می تواند به کاهش سطح ارتعاش و نویز کمک کند.

به طور کلی، بهترین راه حل برای لرزش و صدا در یک پمپ گریز از مرکز به علت اصلی مشکل بستگی دارد. شناسایی علت لرزش و صدا اولین قدم در تعیین موثرترین راه حل است.

مشکل اصلی در پمپ گریز از مرکز چیست؟

پمپ های گریز از مرکز ماشین های پیچیده ای هستند و مشکلات زیادی در کارکرد آنها وجود دارد. با این حال، برخی از رایج ترین مشکلات مرتبط با پمپ های گریز از مرکز عبارتند از:

• کاویتاسیون: این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که فشار در پمپ از فشار بخار سیال پایین‌تر می‌آید و باعث تشکیل حباب‌ها و فروپاشی آن می‌شود که منجر به صدا، لرزش و آسیب به اجزای پمپ می‌شود.
• سایش و پارگی: مانند هر وسیله مکانیکی، پمپ های گریز از مرکز با گذشت زمان دچار سایش و پارگی می شوند که می تواند منجر به کاهش راندمان، افزایش مصرف انرژی و خرابی مکانیکی شود.
• آسیب پروانه: پروانه ها ممکن است به دلیل خوردگی، فرسایش یا حفره شدن آسیب ببینند که منجر به کاهش راندمان، افزایش مصرف انرژی و خرابی مکانیکی می شود.
• خرابی آب بندی: سیل های پمپ گریز از مرکز ممکن است به دلیل فرسودگی، پارگی، ناهماهنگی یا گرم شدن بیش از حد خراب شوند که منجر به نشتی، کاهش راندمان و افزایش مصرف انرژی شود.

ادامه

• ناهماهنگی: ناهماهنگی اجزای پمپ، مانند پروانه و محور موتور، می تواند منجر به افزایش لرزش، صدا و خرابی مکانیکی شود.
• گرمای بیش از حد: گرمای بیش از حد ممکن است به دلیل خنک کاری یا روغن کاری ناکافی رخ دهد که می تواند باعث آسیب به اجزای پمپ و کاهش راندمان شود.
• عملکرد خارج از محدوده طراحی: کارکردن یک پمپ گریز از مرکز خارج از محدوده طراحی آن، مانند دبی یا فشار بسیار زیاد یا خیلی کم، می تواند منجر به کاهش راندمان، افزایش مصرف انرژی و خرابی مکانیکی شود.
• خوردگی: خوردگی می تواند به دلیل ماهیت خورنده سیال پمپاژ شده رخ دهد که منجر به آسیب به اجزای پمپ و کاهش راندمان شود.

به طور کلی، مشکل اصلی در یک پمپ سانتریفیوژ بسته به پمپ خاص و شرایط عملکرد متفاوت است. نگهداری و بازرسی منظم می تواند به شناسایی و رسیدگی به این مسائل قبل از تبدیل شدن به مشکلات اساسی کمک کند.

---

---

چگونه صدای پمپ را کاهش می دهید؟

کاهش صدای پمپ می تواند شامل چندین روش باشد، از جمله:

• جداسازی: جداسازی پمپ از ساختار اطراف می تواند انتقال ارتعاش و نویز را کاهش دهد. این را می توان با استفاده از پایه ها یا پدهای عایق لرزش انجام داد.
• میرایی: برای کاهش سطح ارتعاش و نویز می توان از اقدامات میرایی استفاده کرد. این می تواند شامل استفاده از مواد جاذب صدا یا افزودن مواد ارتعاش کننده به پمپ باشد.
• تراز: تراز صحیح اجزای پمپ، مانند پروانه و محور موتور، می تواند سطح ارتعاش و صدا را کاهش دهد.
• بالانس کردن: متعادل کردن قسمت های چرخان پمپ مانند پروانه می تواند سطح ارتعاش و نویز را کاهش دهد.
• تعمیر و نگهداری: بازرسی و نگهداری منظم پمپ می تواند به شناسایی و رفع مشکلات مکانیکی سایش و پارگی که می تواند باعث لرزش و صدا شود کمک کند.
• تنظیم سرعت: کاهش سرعت پمپ می تواند به کاهش سطح ارتعاش و نویز کمک کند.
• کاهش کاویتاسیون: کاویتاسیون می تواند باعث ایجاد صدا، لرزش و آسیب به اجزای پمپ شود. پرداختن به مسائل مربوط به کاویتاسیون، مانند تنظیم طراحی پمپ یا شرایط عملکرد، می تواند به کاهش سطح نویز کمک کند.
• صدا خفه کن: افزودن یک صداگیر به تخلیه پمپ می تواند سطح نویز را کاهش دهد.

به طور کلی، بهترین روش برای کاهش صدای پمپ به علت اصلی نویز بستگی دارد. شناسایی علت نویز اولین قدم در تعیین موثرترین راه حل است.

 

پمپ آب چه صدایی تولید می کند؟

نوع صدایی که یک پمپ آب ایجاد می کند بسته به پمپ خاص و شرایط کار می تواند متفاوت باشد. با این حال، برخی از انواع رایج نویز مرتبط با پمپ های آب عبارتند از:

• صدای ناله یا زمزمه: این صدا می تواند به دلیل مشکلات یاتاقان پمپ یا ناهماهنگی اجزای پمپ ایجاد شود.
• صدای سنگ زنی یا سر و صدا: این صدا می تواند ناشی از فرسودگی یا آسیب دیدن پروانه های پمپ یا سایر اجزای مکانیکی باشد.
• صدای غرغر یا حباب: این صدا می تواند ناشی از کاویتاسیون باشد که زمانی رخ می دهد که فشار در پمپ کمتر از فشار بخار سیال می شود.
• صدای چکش آب: این صدا زمانی ایجاد می شود که جریان آب در سیستم پمپ به طور ناگهانی جهت خود را تغییر می دهد و باعث انتشار امواج فشار در سیستم می شود.
• نویز ارتعاشی: این نویز می تواند ناشی از لرزش بیش از حد در سیستم پمپ باشد که می تواند به دلیل عدم تراز، اجزای چرخش نامتعادل، یا قطعات فرسوده یا آسیب دیده ایجاد شود.

توجه به این نکته مهم است که هر گونه صدای غیرعادی از پمپ آب باید به سرعت بررسی شود، زیرا می تواند نشانه ای از یک مشکل مکانیکی باشد که در صورت عدم توجه می تواند منجر به مشکلات جدی تری شود. تعمیر و نگهداری و بازرسی منظم پمپ می تواند به جلوگیری از مشکلات نویز کمک کند و هر مشکلی را قبل از تبدیل شدن به مشکل اصلی شناسایی و برطرف کند.