Mekaaninen kohina syntyy tärisevistä osista tai pinnoista, jotka aiheuttavat kuultavia paineen vaihteluita viereisissä väliaineissa. Esimerkiksi männät, pyörimisen aiheuttamat epätasapainoiset tärinät ja tärisevät putken seinämät.
Syrjäytyspumpuissa melu liittyy yleensä pumpun nopeuteen ja pumpun mäntien lukumäärään. Nesteen sykkiminen on tärkein mekaaninen melu, ja päinvastoin nämä pulsaatiot voivat myös herättää mekaanisia tärinöitä pumpun ja putkiston osissa. Väärät kampiakselin tasapainotuspainot voivat myös aiheuttaa pyörimisnopeuden mukaista tärinää, joka voi löysätä perustuksen pultit ja aiheuttaa perustan tai ohjauskiskon koputtavaa ääntä. Muut äänet liittyvät kuluneiden kiertokankien, kuluneiden männäntappien tai männäniskujen ääneen.
Keskipakopumpuissa väärin asennetut kytkimet aiheuttavat usein melua (siirtymävirhe) kaksinkertaisella pumpun nopeudella. Jos pumpun nopeus lähestyy tai ylittää tason kriittisen nopeuden, voi esiintyä suurta tärinää, joka johtuu epätasapainosta tai laakerin, tiivisteen tai juoksupyörän kulumisesta. Jos kulumista esiintyy, sen ominaispiirteenä voi olla korkeiden vihellysäänien lähettäminen. Sähkömoottorin tuulettimet, akselin kiilat ja kytkinpultit voivat kaikki tuottaa välysääniä.
Nestemäinen melun lähde
Kun paineenvaihtelut syntyvät suoraan nesteen liikkeestä, melun lähde on verrannollinen nesteen dynamiikkaan. Mahdollisia nestevirtalähteitä ovat turbulenssi, nestevirtauksen erotus (pyörretila), kavitaatio, vesivasara, liekkihaihdutus sekä juoksupyörän ja pumpun erotuskulman välinen vuorovaikutus. Aiheutetut paine- ja virtauspulsaatiot voivat olla taajuudeltaan joko jaksottaisia tai laajakaistaisia, ja ne voivat yleensä herättää mekaanisia tärinöitä itse putkistoissa tai pumpuissa. Sitten mekaaniset tärinät voivat levittää melua ympäristöön.
Yleensä nestepumpuissa on neljän tyyppistä pulsaatiolähdettä:
(1) Pumpun juoksupyörän tai männän tuottamat erilliset taajuuskomponentit
(2) Suuren virtausnopeuden aiheuttama laajakaistainen turbulenssienergia
(3) Kavitaatiosta, välähdyksestä ja vesivasarasta johtuva laajakaistamelun ajoittainen värähtely on iskumelua
(4) Kun nestevirtaus kulkee esteiden ja putkijärjestelmän sivujokien läpi, jaksolliset pyörteet voivat aiheuttaa virtauksen aiheuttamia pulsaatioita, jotka voivat johtaa keskipakopumpun paineen vaihteluiden sekundäärisiin virtausspektrin muutoksiin.
Tämä pätee erityisesti käytettäessä ei-suunnitelluissa virtausolosuhteissa. Virtaviivassa näkyvät numerot osoittavat seuraavien virtausprosessiperiaatteiden sijainnin:
Virtauskentän nopean{0}}ja hitaiden{1}}nopeuksien alueiden välisen rajakerroksen vuorovaikutuksen vuoksi useimmat näistä epävakaista virtauskuvioista synnyttävät pyörteitä, jotka johtuvat esimerkiksi nesteen virtauksesta esteiden ympärillä tai seisovien vesialueiden läpi tai kaksisuuntaisesta virtauksesta. Kun nämä pyörteet osuvat sivuseinään, ne muuttuvat paineenvaihteluiksi ja voivat aiheuttaa paikallisia heilahteluja putkistoissa tai pumpun osissa. Putkiputkijärjestelmien akustinen vaste voi vaikuttaa voimakkaasti pyörrevirran diffuusion taajuuteen ja amplitudiin. Tutkimukset ovat osoittaneet, että pyörrevirrat ovat voimakkaimpia, kun äänen resonanssi järjestelmässä on yhdenmukainen kohinalähteen luonnollisen tai suositellun taajuuden kanssa.
Kunkeskipakopumpputoimii virtausnopeudella, joka on pienempi tai suurempi kuin optimaalinen hyötysuhde, pumpun kotelon ympäriltä kuuluu yleensä melua. Tämän melun taso ja taajuus vaihtelevat pumpusta toiseen, riippuen pumpun tuolloin tuottamasta painekorkeudesta, tarvittavan NPSH:n ja käytettävissä olevan NPSH:n suhteesta sekä siitä, missä määrin pumpun neste poikkeaa ihanteellisesta virtauksesta. Kun sisääntulon ohjaussiipien, juoksupyörän ja kotelon (tai diffuusorin) kulma ei sovi todelliseen virtausnopeuteen, kuuluu usein melua. Tämän melun pääasiallisena lähteenä pidetään myös kierrätystä. (Tervetuloa seuraamaan WeChat: Pump Friends Circle)
Ennen kuin neste virtaa keskipakopumpun läpi ja paineistetaan, sen tulee kulkea alueen läpi, jonka paine ei ole suurempi kuin tuloputken paine. Tämä johtuu osittain juoksupyörän tuloaukkoon tulevan nesteen kiihdytysvaikutuksesta sekä ilmavirran erottumisesta juoksupyörän sisääntulon siiveistä. Jos V-virtausnopeus ylittää suunnitellun virtausnopeuden ja mukana tuleva siiven kulma on väärä, muodostuu suuria-nopeuksia ja{3}}matalia paineita pyörteitä. Jos nesteen paine putoaa höyrystymispaineeseen, nestemäinen kaasu välähtää. Paine käytävän sisällä kasvaa myöhemmin. Myöhempi törmäys aiheuttaa melua, joka tunnetaan yleisesti kavitaationa. Yleensä siipipyörän siipien paineettoman puolen ilmataskujen repeäminen ei pelkästään aiheuta melua, vaan aiheuttaa myös vakavia vaaroja (siipien korroosio).
Melutaso mitattuna 8000hp (5970kW) pumpun kotelosta ja imuputken läheltä kavitoinnin aikana.
Kavitaation syntyminen voi herättää useiden taajuuksien laajakaistavaikutuksia; Tässä tapauksessa siipien yhteinen taajuus (siipipyörän siipien lukumäärä kerrottuna kierrosten määrällä sekunnissa) ja sen kerrannaiset kuitenkin hallitsevat. Tämäntyyppinen kavitaatiomelu tuottaa tyypillisesti erittäin korkeataajuista-kohinaa, jota kutsutaan parhaiten "räjähdyskohinaksi".
Kavitaatioääni saattaa kuulua myös silloin, kun virtausnopeus on suunniteltua pienempi tai jopa silloin, kun käytettävissä oleva tuloaukko NPSH ylittää pumpun vaatiman NPSH:n, mikä on hyvin hämmentävä ongelma. Fraserin ehdottama selitys viittaa siihen, että tämä erittäin alhainen epäsäännöllinen taajuus mutta korkea{1}}intensiteetti melu on peräisin takaisinvirtauksesta juoksupyörän sisään- tai ulostulossa tai kahdessa paikassa, ja jokainen keskipakopumppu kokee tämän uudelleenkierrätyksen tietyssä virtausnopeuden laskutilassa. Kierrätysolosuhteissa käyttö vaurioittaa juoksupyörän siipien tulo- ja ulostuloa (sekä kotelon ohjaussiipien painepuolta). Impulssiäänen voimakkuuden lisääntyminen, epäsäännöllinen melu ja tulo- ja poistopaineen pulsaation lisääntyminen virtausnopeuden pienentyessä voivat kaikki toimia todisteena kierrätyksestä.
Automaattiset paineensäätimet tai virtauksensäätöventtiilit voivat aiheuttaa sekä turbulenssiin että ilmavirran erotukseen liittyvää melua. Kun nämä venttiilit toimivat voimakkaassa painehäviössä, niillä on suuret virtausnopeudet, jotka aiheuttavat merkittävää turbulenssia. Vaikka syntyvä kohinaspektri on hyvin laajakaistainen, sen ominaisuudet keskittyvät taajuuden ympärille, jonka vastaava Strouhal-luku on noin 0,2.
Kavitaatio ja välähdyshaihdutus
Monissa nesteen pumppujärjestelmissä pumpun tai jakelujärjestelmän paineensäätöventtiileihin liittyy yleensä jonkin verran nopeaa haihtumista ja kavitaatiota. Johtuen kuristuksen aiheuttamasta merkittävästä virtaushäviöstä, suuremmat virtausnopeudet johtavat vakavampaan kavitaatioon.
Syrjäytyspumpun imulinjassa mäntä voi tuottaa suuriamplitudisia pulsaatioita ja sitä voi parantaa järjestelmän akustinen suorituskyky, jolloin dynaaminen paine saavuttaa ajoittain nesteen höyrystymispaineen, vaikka staattinen paine imuaukossa voisi olla tätä painetta suurempi. Kun kiertopaine kohoaa, kuplat repeytyvät aiheuttaen melua ja vaikuttaen järjestelmään, mikä voi johtaa korroosioon ja tuottaa myös epämiellyttävää ääntä.
Kun kuuman paineistetun veden paine laskee kuristuksen (kuten virtauksen säätöventtiilit) kautta, kuumavesijärjestelmissä (syöttöpumppujärjestelmissä) on erityisen yleistä haihdutusta. Paineen aleneminen aiheuttaa nesteen äkillisen höyrystymisen eli välähdyksen haihtumisen aiheuttaen kavitaatiota muistuttavaa melua. Välttääksesi välähdyksen haihtumisen kuristuksen jälkeen, on oltava riittävä vastapaine. Toisaalta putkilinjan päässä tulisi käyttää kuristusta, jotta välähdyksen haihtumisen energia hajoaa suurempaan tilaan.
