泵内空气对振动的影响研究论文

水泵噪声主要是气体/液体在输送过程中产生的空气动力噪声，电机机壳受振动激发的结构噪声，机座因振动产生的噪声，以及电动机的噪声。此类噪声级峰值主要集中在低倍频带，大约在100-450Hz的范围内。该声源在泵房正常运行时属于稳态噪声。管道噪声是指水流在管道中流动时所产生的噪声。另外，水泵的气蚀现象及停泵水锤现象也能够产生瞬时噪声。给水管道产生的噪声，受流速和压力影响。泵房整套设施产生的噪声主要为机械噪声，目前声学原理上治理噪声的方法较常使用的是控制噪声的传播途径，主要有隔声、吸声、消声等。隔声是利用隔声结构将声源与受声点隔开；吸声是利用吸声结构或吸声材料降低噪声；消声是利用阻抗、抗性、多孔扩散等原理，降低噪声量值。噪声控制措施应根据声学原理，尽量充分利用场地环境和条件。如：1，根据泵房环境，将声源封闭不严密的泵房进行隔音处理，将泵房产生噪声的房间采取吸声/隔声处理，门窗也要做隔音处理等。2，控制机器设备和设备零件产生的噪声。新建泵房水泵基础宜采用重量大的，防止振动产生噪声。而且应设橡胶隔振垫等进行隔振，从而减少振动的噪声；每个水泵机组单独设置基础，防止产生共振。在水泵吸、压水管上尽可能的采用“软性”联结。定期检修，发生问题如盘根漏水、设备零件松动，设备零件磨损严重、机械振动等应及时维修，从而减少噪声。由于不同厂家和类型的水泵，工作原理和结构都会有差异，所以，对噪声源进行现场勘测和分析对泵房隔音降噪方案的设计和材料的选择都十分重要。深圳奎尔特隔音降噪工程技术有限公司是专业从事水泵噪声治理和水泵隔音减震降噪，集产品研发、设计，声学解决方案及施工为一体的工程技术公司，专业致力于水泵房低频噪音与振动综合治理和研究，解决水泵噪声，针对不同类型水泵设备及水泵房噪音治理，为用户提供现场噪音勘测，分析，提供系统的水泵房噪声解决方案和施工服务。主营业务：民用：住宅小区及家居住宅隔音降噪,水泵房噪声治理、空调系统噪声治理、发电机房噪声治理、配电房噪声治理、变压器房噪声治理等机器设备间噪声治理,酒店、写字楼及办公区域间隔音降噪,会议中心、音乐厅、体育馆、剧院等功能性建筑的声学设计及施工。工业：机械设备噪声治理、隔音降噪,、减震降噪、医疗设备减震降噪、隔音降噪、车间厂房噪声治理、隔音降噪、风机房隔音降噪、空压机房隔音降噪、设备生产线隔音降噪等生产设备噪声及厂区的环境噪声治理、隔声、减震、降噪等综合噪声治理工程。各类隔声门、隔声窗、隔声间、隔声罩、隔声屏等隔声工程。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

水泵设计中应该注意的问题的若干思考论文

水泵在现代工业生产中占据重要地位，但是在使用中会因为各种各样的问题影响其正常运行。本文从吸水管路的要求和尺寸确定，水管的安装方式，吸水管材料选择和引水方式的选择，压力水管的类型和铺设方式及支承方式，管道支撑方式设计对镇墩设计、支墩设计的要求方面进行探讨，并且简要分析水泵水击计算及其防护，从而进一步提高我国的水泵设计水平。

1 影响泵机运行效率的因素

泵机的选择

在泵站运行过程中，水泵的运行效率等于水力效率、泵的容积效率以及机械效率三者的乘积，因此水泵本身的运行效率决定整个泵站的运行效率。如果在设计之初，选用的水泵质量不合格，就会导致水泵叶轮的汽蚀情况加重，如果水泵的密封环在制造的时候间隙过大或者过小，会降低水泵的工作效率以及使用寿命。

水泵叶片的振动

水泵的叶片一般情况下都是单级叶片，为了更好地提高泵机的运行特性，泵机转子部分的直径一般远远小于泵机叶轮叶片的直径，这就导致变频送风机产生的不平衡质量以及惯性力矩都集中在叶轮叶片上。因此在设计的时候，叶轮叶片一般设计成对称结构。但是由于叶片的制造误差，一般情况下叶轮叶片很难做到完全对称，再加上有时泵机要进行高速运转，会造成巨大的惯性力矩。惯性力矩传递到叶片上以及曲轴上都会造成变频送风机振动过大。

泵机内部缺少润滑

泵机的运行特性导致泵机的工作不是完全固定的，从并且使得只用一个曲轴来尽可能地减小从泵机的设计点这个工作是不稳定的，可能通过这种不均匀带来了能量损耗。而泵机内部的旋转机械在长期的运转过程中，缺少润滑会导致旋转机械之间产生剧烈摩擦，这种摩擦不仅仅损害机械设备，同时也会造成水泵的效率大大降低。

2 吸水管设计要求

管道材料选择

吸水管道材料要具有气闭性较好、抗腐蚀能力强、安全可靠等特点，因此选取吸水管道材料时要考虑其综合性能。不锈钢管具有机械强度高、管壁壁薄、比重小、压力损失低等优点，再加上便于安装、检修以及更换，因此被广泛运用到泵站工程中。但是不锈钢管使用寿命一般只有20～30 年，在管道使用寿命即将达到期限时，要及时进行更换以及维修。橡胶管也是当前常用的吸水管道材料，长期性或者永久性的泵站吸水管多采用不锈钢管，而临时泵站一般选用橡胶管。

对进水管的要求

(1)不积气。吸水管的工作原理是根据水管内外的压力差(真空度)形成吸水的效果，当水泵吸水管内外的压力差降低到一定程度时， 因为管道内的真空度较小导致水中溶解的气体不断分离出来。如果设计的时候不认真考虑到这一因素对管道的影响，就会在吸水管道某段出现积气，形成气囊，从而影响水管的正常吸水。

(2)不漏气。吸水管靠水管内外的压力差进行水体循环，一旦吸水管路出现漏气现象， 就会使得水管产生较大的压力损失，使得水泵正常运行出现严重故障。同时水管出现漏气现象，管内的水流出来，外界的空气进入到水管内，水泵的出水量将减少，甚至出现吸不上水的情况。一般情况下吸水管路采用强度高、接口可焊接的钢管，深埋土中的钢管应该涂防腐层。

(3)不吸气。吸水管进口淹没水中的深度不够，就会在吸水管的进水口处产生较大的游涡， 而游涡会将大量的空气带入到吸水管内，严重时将影响水泵正常吸水。为了避免吸水井(建筑物)水面产生游涡，减少吸水口处空气的进入量，吸水管在最低水位下的淹没深度应该大于。如果环境条件不能满足最低的淹没深度，可以通过在吸水管进口末端安装水平隔板来减少空气的进入量。

引水方式的选择

(1)当泵站离水源较近，水源泥沙含量较低且水源的水位变化幅度基本不发生变化， 而同时泵站的引水流量不大时，可以可选用管道引水方式。水源岸坡较缓时，用斜杆管式引水方式，水源岸坡较陡时，采用直管式引水方式。

(2)当泵站离水源较近，水源含沙量较大且水源岸坡较陡时，可选用涵洞引水方式进行取水作业。

(3)当岸坡较缓，泵站等取水建筑离水源较远时，可以通过开挖渠道进行取水。开挖渠道可以缩短压力管道的使用长度，提升工程的经济效益。

穿墙管连接形式选择

(1)柔性连接。柔性安装是为了提高安装的弹性。对于水泵和动力机的均高于校核洪水位的泵站来说，为了降低冲击应力以及温度应力的影响，一般采取柔性的连接方式对穿墙管进行连接。以保证安装后的穿墙管道能够自由伸缩，有效地对抗冲击载荷以及温度应力。

(2)刚性连接。管道在进行连接的时候要充分考虑到螺纹连接和法兰连接这两种连接方式的异同点。螺纹连接比较简单，通过管螺纹进行连接再配合生料带密封就可以达到较好的密闭效果。在进行管螺纹连接时，要掌握螺纹松紧度，用手进行预紧的时候，将管螺纹拧紧后要保证管螺纹有一定的活动量。在二次拧紧中采用活动扳手拧紧的时候，要注意预紧力大小，不能因为过分拧紧而导致螺纹损坏。如果有条件，可以采用力矩扳手进行拧紧，能够保证预紧力大小满足要求。螺纹连接后应清除外露油麻和生料带，对于容易腐蚀的管道应该进行防腐处理。

3 压力水管设计要求

压力水管是指水泵到储水建筑物之间的出水管道，这一部分管道是保证水泵正常运行的重要因素。加压泵站和灌溉的高扬程泵站的压力水管一般都超过正常水管的范围，使得压力水管在泵站总投资成本中所占的比重较大。对于泵站的正常运行来说， 压力水管的长短和管径的大小对系统的影响是巨大的，尤其是水管内的水击压力甚至会给泵站带来致命的`影响，因此加强高扬程泵站和加压泵站压力水管设计是十分必要的。

对压力水管道的要求

(1)保证管道本身及其接头的强度，保证密封性能可靠;

(2)保证压力管道引起的能量消耗及投资最小;

(3)保证泵站正常运行时压力水管道稳定;

(4)在向管道内充水或泄空过程中，保证介质能自由出入压力水管道;

(5)管道突然破裂后保证泵房的安全;

(6)能够在检修时放空管道，保证检修工作顺利进行。

压力水管的材料选择

(1)压力水管水循环压力损失小、能耗低，确保水泵在各种情况下，均能按照标准工况运行，从而降低压力水管的维保费用;

(2)满足泵站不同用水要求，保证在不同的水管压力条件下能通过对应的设计流量;

(3)确保管道在较为恶劣的环境下，能够独立自主运行，不会产生位移变化、水击破坏以及滑移等现象;

(4)水管材料要便于运输、检修、安装、维护和管理，保证压力水管检修顺利;

(5)节省钢材、水泥、木材等材料，保证整个工程投资成本最低。

压力水管的安装

(1)安装原则。泵站压力水管多采用钢管，因此在安装的时候要注意以下几点：(1) 焊接钢管要注意焊接的密封性是否可靠，焊接结束后，焊缝处使用角磨机进行打磨。(2)压力水管的坡度设置应符合设计要求和国家标准，要保证设置出的坡度满足使用要求。(3)坐标和标高的允许偏差以及竖直管道的垂直度误差及水平管道纵横向弯曲误差应符合规范规定。(4)在进行法兰连接时，要对内螺纹及法兰封面上的铁锈等油污及灰尘进行清洗，确保连接时法兰表面的光洁程度。清除掉密封线圈上的密封中心线，调节管螺纹法兰中心线与管中心线两者之间的位置，保证相互垂直。

(2)安装方式。压力水管的安装方式可分为辐射状安装、平行安装、串联安装和并联安装四种。辐射状安装，管道的中心线随着逐渐偏离中心而减少。平行安装是指压力水管管道中心线始终保持为定值。对于短管道、低扬程的泵站来说，多将压力水管沿着平行于泵站机房铅垂轴线的方向布置，从而简化管道结构，保证压力水管运行可靠。串联安装，串联安装是针对相邻泵站之间无建筑物的压力水管安装方式。对于高扬程泵站来说，如果泵站之间无影响泵站安装的台地，可以采用串联方式将压力水管与下一级水管连接。并联安装，并联安装是指多个水共用一个压力水管，从而极大地减少压力水管的使用，降低泵站的建设成本，多用于高扬程、多泵机组、长管道的泵站建设。但是并联安装会增加许多配套建设，而且总管道检修时，所有的支管道都要停止运行。

4 管道支撑方式设计要求

镇墩设计

镇墩是用来固定压力水管，按照结构类型分为敞开式镇墩和封闭式镇墩。敞开式镇墩便于检修，但是由于敞开式结构受外界影响较大，容易导致管壁受力不均匀，因此该结构多用于低载荷的压力水管固定;封闭式镇墩结构较为简单，受外界影响较小，但是不易检修。镇墩是依靠自身重力来维持本身稳定的结构， 因此其设计要求以及内容与其他重力式结构基本相同，也就是需要计算极限情况下镇墩结构的抗滑和抗倾复稳定性、地基的稳定性。在实际情况中，各种不利极限情况一般不会同时发生，因此应参照水泵不同运行情况进行镇墩结构负载组合，保证镇墩的强度以及稳定性能够应对最不利的情况。泵机的正常设计是按照运行平稳、正常停机以及突发停机这三种情况进行载荷分析， 将温度变化以及各种摩擦阻力考虑进去，从而保证设计能够使泵机达到最佳的运行状态。

支墩设计

支墩是承接压力水管中间部分的载荷，减少压力水管在各种载荷影响下产生的屈曲变形。对于压力水管来说，为了适应温度变化产生的热循环应力对压力水管的强度冲击，可以利用压力水管沿管轴方向在支墩上的自由移动来抵消热应力带来的位移。支墩只承受垂直于管轴的法向力，水平方向上的作用力主要由镇墩承担。

5 结语

泵机是生产过程中非常重要的设备， 对国家的科技自动化、现代工业水平发展等有着重要的作用。然而在泵机使用过程中，会因为作业环境或操作人员等因素的影响而出现各种故障。对泵机进行设计时，应尽可能将影响泵机运行的因素考虑进去，从而避免设备发生故障，确保泵机处于正常稳定的运行状态。

柱塞泵的振动是由于供液不平稳，柱塞泵的压力变化所引起的，通常表现为进出口管线的振动，而管线的振动是由压力的波动引起的，压力的波动又是由流量波动引起的。其关系表现为：流量波动→压力波动→管线振动。1、供液不平稳通常，在没有灌注泵（喂水泵或喂油泵）时，柱塞泵主要依靠与大罐 内液体的压力差来实现供液。因此，当罐内液面逐渐下降时，柱塞泵会随之出现供液不足，引起不同程度的振动。特别是大排量柱塞泵只有单一进口时，如果进口管线过长，且闸门及弯头过多时，会增大液体的局部水头损失，从而降低了泵的吸入能力，造成供液不平稳，引起振动。2、柱塞泵的压力变化对振动的影响柱塞泵工作过程中，伴随着流量周期性的变化，液体在流动过程中就有加速度和减速度，泵的吸入管线和排出管线就会产生周期性的振动。这就说明，柱塞泵液缸内的压力是不断变化的，从而产生惯性力，引起泵内及管线内液体的压力波动。为此，必须弄清楚压力变化规律，以便采取必要的措施。由于柱塞泵的吸入过程和排出过程是交替进行的，两个过程压力变化也就完全不同，故分别进行研究。（1）吸入过程中吸入压力的变化 液体在从大罐经吸入总管到达柱塞端面的过程中，吸入压力受罐内液面压力或灌注泵出口压力、吸入流道内液流阻力及惯性水头、吸入阀阻力等因素的影响。在吸入总管安装吸入畜能器后，吸入压力变化的曲线趋 于平滑，即意味着吸入压力的波动幅度大大降低，这将利于泵的正常工作。（2）排出过程中排出压力的变化 排出过程中，柱塞挤压泵内液体，使压力提高，以克服液体在排出流道中的流动阻力和惯性力，以及排出阀的阻力和惯性力，增加液体的高度，并使液体具有一定的流动速度。在排出总管安装吸入畜能器后，排出压力变化的曲线趋于平滑，即意味着排出压力的波动幅度大大降低，这也利于泵的正常工作。

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