1. Прекомерна скорост на потока
Принцип:
Според принципите на динамиката на течността скоростта на потока (v) на среда в тръбопровод се определя от дебита (Q) и зоната на напречното сечение (A) на тръбата (Q=va). Ако отворът на клапана е твърде голям или тръбопроводната система е слабо проектирана, скоростта на средата вътре в клапана може да надвиши допустимия му диапазон.
Когато това се случи, течността преминава от ламинарен към турбулентен поток, където частиците на течността вече не се движат успоредно на оста на тръбата, а вместо това образуват сложни вихри и неправилно движение. Това генерира интензивен шум от турбулентност. Освен това високоскоростният поток влияе върху вътрешните стени и компоненти на клапана, причинявайки вибрации и шум.
Пример:
В големите промишлени водоснабдяващи и дренажни системи, ако помпата достави прекомерен поток, докато клапанът е напълно отворен, скоростта на водата може да се издигне извън стандартния диапазон на проектиране (обикновено 1,5–2,5 m\/s). Например, в охлаждаща система за циркулация на водата, помпата с неправилно размер причини скоростта на водата да достигне 5 m\/s, създавайки силни шумове. Това не само нарушава работната среда, но и ускорява износването на клапани и тръбопроводи.
2. Дрожлив шум
Принцип:
Когато клапан регулира потока, като намалява прохода между тапата на клапана и седалката (дроселинг), принципът на Бернули диктува, че скоростта се увеличава, докато налягането спада. Високоскоростната струя, излизаща от дросела на дросела, се смесва турбулерно със заобикалящата течност, създавайки нестабилни модели на потока, вибрации и високочестотни, остри шумове.
Пример:
При производството на химикали, клапан за контрол на подаване на реактор, работещ под 20% отвор, може да генерира значителен шум от дросела. Рязкото увеличение на скоростта образува интензивни струи, причинявайки вибрации на вътрешните клапани. Продължителната работа при такива условия съкращава живота на клапана и компрометира стабилността на системата.
3. Кавитация
Принцип:
Кавитацията възниква, когато локализираното налягане в клапана падне под налягането на парата на средата, образувайки мехурчета. Докато тези мехурчета се движат в зони с високо налягане, те имплодират бурно, освобождавайки енергия, която произвежда остри, пукащи шумове и ерозира метални повърхности.
Пример:
В тръбопровода за кондензат на термична електроцентрала, лошо избран парен капан, работещ при 1. 0 MPa и 180 градуса, изпитва тежки спадове на налягането, задействайки кавитация. Полученият шум прилича на метално напукване и клапанът изисква честа подмяна поради ускорени повреди.
4. Специфични за клапаните причини
4.1 Неправилен избор на клапана
Принцип:
Типовете клапани варират по пригодност за специфични приложения. Например, глобусните клапани се отличават при изключване, но се представят слабо в регулирането на потока, често причинявайки дроселен шум. Обратно, контролните клапани са проектирани за прецизно регулиране на потока.
Пример:
В система за охладена вода на HVAC инсталирането на глобус вентил вместо контролен клапан води до нередовно управление на потока и шум поради турбулентен поток при частични отвори. Замяната му с правилен размер контролен клапан разреши проблема.
4.2 Разхлабени компоненти
Принцип:
Лошо затегнати или вибрационни части (напр. Запушалки на клапана, стъбла или болтове) позволяват движение под силите на течността, генерирайки шум от удара.
Пример:
В нефтохимичен тръбопровод се проследи шумна топка вентил, за да се разхлабят болтове за задържане на седалката. Затягането им възстанови уплътнението и намален шум.
4.3 Повредени уплътнения
Принцип:
Изтичащи или корозирали уплътнения (напр. О-пръстени, опаковане), създавайки турбулентен поток и шум. Непълното затваряне поради повреда на уплътнението изостря проблема.
Пример:
Водно снабдяване с пеперуда с увреждане на уплътнението на гумената седалка изтече звуково при затваряне. Смяната на уплътнението елиминира шума.
5. Проблеми с тръбопроводна система
5.1 Неадекватна поддръжка на тръбата
Принцип:
Лошо поддържаните тръби вибрират, когато динамиката на течността се променя (напр. Задействане на клапана), предавайки вибрации на клапани и близки структури.
Пример:
В тръбопровода за пара прекомерното разстояние между опорите предизвика насилствени вибрации и шум по време на работата на клапана. Добавянето на междинни опори и затягащи болтове смекчи проблема.
5.2 Резонанс
Принцип:
Когато вибрациите, предизвикани от клапана, съответстват на естествената честота на тръбата, резонансът усилва шума и вибрациите.
Пример:
A 20- метър неподдържана тръба от неръждаема стомана в химическо растение резонира при специфични честоти на работа на клапана, произвеждайки силен шум. Добавянето на опорите в средата на разстоянието променя естествената честота, премахвайки резонанса.
6. Външни фактори
6.1 наблизо вибриращо оборудване
Принцип:
Външните вибрации от помпи или компресори се прехвърлят на клапани, увеличаващи шума и износване.
Пример:
Клапан в близост до помпата, абсорбирани вибрации, причинявайки шум. Инсталирането на вибрационни изолатори между тях намалява трансмисията.
6.2 Лоша вентилация
Принцип:
Затворените пространства отразяват и усилват шума от клапана, докато високите температури на околната среда могат да повлияят на материалите на клапана.
Пример:
В система за потискане на пожар в сутерена, неадекватната вентилация направи тестовите шумове на клапана непоносими. Добавянето на вентилационни вентилатори подобри звуковата дисперсия.
Заключение
Шумът на клапана произтича от множество фактори, включително динамика на течността, дизайн на клапана, качество на инсталацията и условия на околната среда. Решенията включват правилен избор на клапани, прецизна инсталация, рутинна поддръжка и оптимизация на системата, за да се осигури безопасна, тиха и надеждна работа.
От Даяна