機械的ノイズは、振動するコンポーネントまたは表面から発生し、隣接する媒体内で可聴の圧力変動を引き起こします。たとえば、ピストン、回転によって生じるアンバランスな振動、パイプ壁の振動などです。
容積式ポンプでは、騒音は一般にポンプ速度とポンプ内のピストンの数に関係します。液体の脈動は主な機械誘発ノイズであり、逆に、これらの脈動はポンプやパイプライン システムのコンポーネントに機械的振動を引き起こす可能性もあります。また、クランクシャフトのバランスウェイトが不適切であると、回転速度に応じて振動が発生し、基礎ボルトが緩んで基礎やガイドレールのノック音が発生する場合があります。その他のノイズは、コンロッドの摩耗、ピストンピンの摩耗、またはピストンの衝突音に関連しています。
遠心ポンプでは、カップリングが不適切に取り付けられていると、ポンプ速度の 2 倍でノイズ (位置ずれ) が発生することがよくあります。ポンプの速度がレベルの臨界速度に近づくか超えると、不均衡によって引き起こされる大きな振動や、ベアリング、シール、またはインペラの摩耗によって発生する騒音が発生する可能性があります。摩耗が発生すると、ヒューヒューという高い音を発することがあります。電動モーターファン、シャフトキー、カップリングボルトはすべてクリアランスノイズを発生する可能性があります。
液体ノイズ源
圧力変動が液体の動きによって直接発生する場合、騒音源は流体力学に比例します。考えられる流体動力源には、乱流、液体の流れの分離 (渦状態)、キャビテーション、ウォーター ハンマー、フラッシュ蒸発、インペラとポンプの分離角の間の相互作用が含まれます。引き起こされる圧力および流量の脈動は、周波数が周期的または広帯域である可能性があり、一般にパイプラインまたはポンプ自体の機械的振動を励起する可能性があります。そして、機械的振動により騒音が環境中に拡散する可能性があります。
一般に、液体ポンプの脈動源には次の 4 種類があります。
(1) ポンプのインペラやピストンによって発生する離散周波数成分
(2) 高流速による広帯域乱流エネルギー
(3) キャビテーション、フラッシュ蒸発、ウォーターハンマーなどによる広帯域騒音の間欠振動が衝撃音となる
(4) 液体の流れがパイプライン システムの障害物や側方の支流を通過するとき、周期的な渦によって流れ誘起脈動が引き起こされる可能性があり、その結果、遠心ポンプ内の圧力変動の二次流れスペクトルの変化が生じる可能性があります。
これは、設計流量条件以外で動作する場合に特に当てはまります。流線に表示される数字は、次のフロー プロセス原則の位置を示します。
流れ場の高速領域と低速領域の間の境界層の相互作用により、これらの不安定な流れパターンのほとんどは、障害物の周りや停滞水域を通る液体の流れ、または双方向の流れによって引き起こされる渦を生成します。-これらの渦が側壁に衝突すると、圧力変動に変化し、パイプラインやポンプのコンポーネントに局所的な振動を引き起こす可能性があります。パイプライン システムの音響応答は、渦電流拡散の周波数と振幅に大きな影響を与える可能性があります。研究によると、システム内の音の共振がノイズ源の固有周波数または推奨周波数と一致する場合に渦電流が最も強くなることが示されています。
いつ遠心ポンプ最適効率よりも小さい、または大きい流量で動作すると、通常、ポンプ ケーシングの周囲で騒音が聞こえます。このノイズのレベルと周波数は、その時点でポンプによって生成される圧力ヘッドのレベル、必要な NPSH と利用可能な NPSH の比、およびポンプ流体が理想的な流れからどの程度逸脱するかによって、ポンプごとに異なります。インレットガイドベーン、インペラ、ケーシング（またはディフューザ）の角度が実流量に対して適切でない場合、騒音が発生する場合があります。このノイズの主な発生源は再循環であるとも考えられています。 (WeChat のフォローを歓迎します: Pump Friends Circle)
液体が遠心ポンプを通って流れて加圧される前に、液体は入口パイプ内の既存の圧力以下の圧力の領域を通過する必要があります。これは部分的には、インペラ入口に入る液体の加速効果と、インペラ入口ブレードからの空気流の分離によるものです。 V 流量が設計流量を超え、それに伴うブレード角度が正しくない場合、高速かつ低圧の渦が形成されます。-液体の圧力が蒸発圧力まで低下すると、液体ガスが蒸発します。通路内の圧力は後で上昇します。その後の爆縮により、一般にキャビテーションとして知られる騒音が発生します。通常、インペラブレードの非圧力側のエアポケットの破裂は、騒音を引き起こすだけでなく、重大な危険（ブレードの腐食）を引き起こします。
8000hp (5970kW) ポンプのケーシングおよびキャビテーション中の入口パイプライン付近で測定された騒音レベル。
キャビテーションの発生は、多くの周波数の広帯域衝撃を引き起こす可能性があります。ただし、この場合は、ブレードの共通周波数 (インペラのブレードの数と 1 秒あたりの回転数の積) とその倍数が支配的になります。このタイプのキャビテーション ノイズは通常、「爆発ノイズ」と呼ばれる非常に高い周波数のノイズを生成します。-
キャビテーションのノイズは、流量が設計条件よりも低い場合や、利用可能な入口 NPSH がポンプに必要な NPSH を超えている場合にも発生する可能性があり、これは非常に不可解な問題です。フレイザーが提案した説明は、この非常に低い不規則な周波数だが強度の高い騒音が、インペラの入口または出口、または 2 か所での逆流から発生し、すべての遠心ポンプが特定の流量減少条件でこの再循環を経験することを示唆しています。-再循環条件下で運転すると、インペラブレードの入口と出口（およびケーシングガイドベーンの正圧側）が損傷します。インパルスノイズ、不規則ノイズの大きさの増加、流量が減少したときの入口および出口の圧力脈動の増加はすべて、再循環の証拠として役立ちます。
自動圧力調整器または流量制御バルブは、乱流と気流分離の両方に関連するノイズを発生させる可能性があります。これらのバルブが激しい圧力降下下で動作すると、流量が高くなり、重大な乱流が発生します。生成されるノイズ スペクトルは非常に広帯域ですが、その特性は対応するストローハル数が約 0.2 の周波数を中心としています。
キャビテーションとフラッシュ蒸発
多くの液体ポンプ システムでは、一般に、ポンプまたは送出システムの圧力制御バルブに関連してフラッシュ蒸発やキャビテーションが発生します。絞りによって生じる重大な流量損失のため、流量が高くなるとキャビテーションがより深刻になります。
容積式ポンプの吸込ラインでは、ピストンが高振幅の脈動を生成し、システムの音響性能によって強化されることがあります。これにより、吸込口の静圧がこの圧力より大きい場合でも、動的圧力が周期的に液体の蒸発圧力に達します。循環圧力が高くなると気泡が破裂して騒音が発生し、システムに影響を与え、腐食や不快な騒音が発生する場合があります。
熱加圧水の圧力が絞り (流量制御バルブなど) によって低下すると、熱水システム (給水ポンプ システム) でフラッシュ蒸発が特に一般的に発生します。圧力が低下すると、液体が突然蒸発（フラッシュ蒸発）し、キャビテーションに似た騒音が発生します。絞り後のフラッシュ蒸発を避けるために、十分な背圧を与える必要があります。一方、フラッシュ蒸発のエネルギーをより広い空間に分散するには、パイプラインの終端でスロットルを適用する必要があります。
