1. سرعة التدفق المفرطة
مبدأ:
وفقا لمبادئ ديناميات السوائل ، سرعة التدفق (vيتم تحديد وسيط في خط أنابيب حسب معدل التدفق (Q) والمنطقة المستعرضة (A) من الأنبوب (q=va). إذا كانت فتحة الصمام كبيرة جدًا أو تم تصميم نظام خط الأنابيب بشكل سيئ ، فقد تتجاوز سرعة الوسيط داخل الصمام نطاقه المسموح به.
عند حدوث ذلك ، ينتقل السائل من الصفحي إلى التدفق المضطرب ، حيث لم تعد جزيئات السوائل تتحرك بالتوازي مع محور الأنابيب ولكن بدلاً من ذلك تشكل دوامات معقدة وحركة غير منتظمة. هذا يولد ضوضاء الاضطراب الشديدة. بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر التدفق عالي السرعة على الجدران والمكونات الداخلية للصمام ، مما يسبب الاهتزاز والضوضاء.
مثال:
في أنظمة إمدادات المياه والصرف الصناعية الكبيرة ، إذا كانت المضخة توفر تدفقًا مفرطًا بينما كان الصمام مفتوحًا بالكامل ، فقد ترتفع سرعة الماء إلى ما بعد نطاق التصميم القياسي (عادةً 1.5-2.5 م\/ث). على سبيل المثال ، في نظام تدوير مياه التبريد ، تسببت مضخة في حجم المياه بشكل خاطئ في وصول سرعة الماء إلى 5 م\/ث ، مما ينتج عنه ضوضاء متسرعة عالية. هذا لا يعطل بيئة العمل فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى تسريع التآكل على الصمامات وخطوط الأنابيب.
2. ضوضاء الاختناق
مبدأ:
عندما يقوم الصمام بضبط التدفق عن طريق تقليل المقطع بين قابس الصمام والمقعد (الاختناق) ، فإن مبدأ Bernoulli يملي أن السرعة تزداد أثناء انخفاض الضغط. تمزج الطائرة عالية السرعة التي تخرج من الفتحة الخانقة بشكل بغيض مع السائل المحيط ، مما يخلق أنماط تدفق غير مستقرة واهتزازات وضوضاء حادة عالية التردد.
مثال:
في الإنتاج الكيميائي ، يمكن أن يولد صمام التحكم في التغذية مفاعلًا يعمل أقل من 20 ٪ من الفتحة بنسبة 20 ٪ ضوضاء مخزن كبيرة. زيادة السرعة المفاجئة تشكل طائرات مكثفة ، مما تسبب في اهتزازات الصمام الداخلية. تعمل التشغيل المطول في ظل هذه الظروف تقصر عمر الصمام وتسوية استقرار النظام.
3. التجويف
مبدأ:
يحدث التجويف عندما ينخفض الضغط الموضعي في الصمام تحت ضغط البخار المتوسط ، ويشكل فقاعات. مع انتقال هذه الفقاعات إلى مناطق ذات ضغط عالي ، فإنها تنفجر بعنف ، وتطلق الطاقة التي تنتج ضوضاء حادة ، وتآكل الأسطح المعدنية.
مثال:
في خط أنابيب مكثف لمحطة الطاقة الحرارية ، يتم تشغيل فخ البخار الذي تم اختياره بشكل سيء في الساعة 1. تشبه الضوضاء الناتجة التكسير المعدني ، وتطلب الصمام بديل متكرر بسبب الأضرار المتسارعة.
4. أسباب محددة الصمام
4.1 اختيار صمام غير لائق
مبدأ:
تختلف أنواع الصمامات في ملاءمة تطبيقات محددة. على سبيل المثال ، تتفوق صمامات Globe في الإغلاق ولكنها تؤدي بشكل سيئ في تنظيم التدفق ، وغالبًا ما تسبب ضوضاء الاختناق. على العكس ، تم تصميم صمامات التحكم لتعديل التدفق الدقيق.
مثال:
في نظام المياه المبردة HVAC ، أدى تثبيت صمام الكرة الأرضية بدلاً من صمام التحكم إلى التحكم في التدفق غير المنتظم والضوضاء بسبب التدفق المضطرب في الفتحات الجزئية. استبداله بصمام تحكم صحيح بشكل صحيح حل المشكلة.
4.2 مكونات فضفاضة
مبدأ:
تتيح الأجزاء غير المشدودة بشكل سيء أو الاهتزاز (على سبيل المثال ، مقابس الصمام أو السيقان أو البراغي) الحركة تحت قوى السوائل ، مما يولد ضوضاء التأثير.
مثال:
في خط أنابيب للبتروكيماويات ، تم تتبع صمام كرة صاخبة لتفاقم البراغي المحتجزة على المقاعد. شدها استعادة الختم وتقليل الضوضاء.
4.3 الأختام التالفة
مبدأ:
الأختام البالية أو المتآكلة (على سبيل المثال ، حلقات O ، التعبئة) تسرب ، مما يخلق تدفقًا مضطربًا وضوضاء. الإغلاق غير المكتمل بسبب فشل الختم يؤدي إلى تفاقم المشكلة.
مثال:
تم تسرب صمام فراشة إمدادات المياه مع ختم مقعد المطاط التالف بشكل مسموع عند إغلاقه. استبدال الختم القضاء على الضوضاء.
5. قضايا نظام خطوط الأنابيب
5.1 دعم الأنابيب غير الكافي
مبدأ:
تهتز الأنابيب المدعومة بشكل سيئ عندما تتغير ديناميات السوائل (على سبيل المثال ، تشغيل الصمام) ، ونقل الاهتزازات إلى الصمامات والهياكل القريبة.
مثال:
في خط أنابيب البخار ، تسبب التباعد المفرط بين الدعم في الاهتزازات العنيفة والضوضاء أثناء تشغيل الصمام. إضافة الدعم الوسيط وتشديد البراغي تخفف من القضية.
5.2 الرنين
مبدأ:
عندما تتطابق الاهتزازات الناجمة عن الصمام مع التردد الطبيعي للأنبوب ، فإن الرنين يضخّم الضوضاء والاهتزاز.
مثال:
أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ {0}} {0}} في مصنع كيميائي يتردد صداها على ترددات تشغيل صمام محددة ، مما ينتج عنه ضوضاء عالية. إن إضافة منتصف الإسبان تدعم تغيير التردد الطبيعي ، والقضاء على الرنين.
6. العوامل الخارجية
6.1 معدات الاهتزاز القريبة
مبدأ:
انتقال الاهتزازات الخارجية من المضخات أو الضواغط إلى الصمامات ، وزيادة الضوضاء والارتداء.
مثال:
صمام بالقرب من مضخة تمتص الاهتزازات ، مما يسبب الضوضاء. تثبيت عزل الاهتزاز بينهما قلل من الإرسال.
6.2 سوء التهوية
مبدأ:
تعكس المساحات المغلقة وتضخيم ضوضاء الصمام ، في حين أن درجات الحرارة المحيطة العالية قد تؤثر على مواد الصمام.
مثال:
في نظام قمع الحريق في الطابق السفلي ، جعلت التهوية غير الكافية أصوات اختبار الصمام التي لا تطاق. إضافة مراوح التهوية تحسين تشتت الصوت.
خاتمة
تنبع ضوضاء الصمام من عوامل متعددة ، بما في ذلك ديناميات السوائل ، وتصميم الصمام ، وجودة التثبيت ، والظروف البيئية. تتضمن الحلول اختيار الصمام المناسب ، والتركيب الدقيق ، والصيانة الروتينية ، وتحسين النظام لضمان تشغيل آمن وهادئ وموثوق.
بقلم ديانا