मशीन पंपों से उत्पन्न शोर के स्रोत एवं उनका विश

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**मशीनों से आने वाली आवाजें**
मशीनों से आने वाली आवाजें, कंपन करने वाले घटकों या सतहों से उत्पन्न होती हैं; ऐसे घटक/सतहें आसपास के माध्यम में ध्वनि-तरंगें उत्पन्न करते हैं। उदाहरण के लिए, पिस्टन, घूर्णन के दौरान होने वाले असंतुलित कंपन, एवं कंपन करने वाली नली की दीवारें। 　　वॉल्यूमेट्रिक पंपों में, शोर आमतौर पर पंप की गति एवं पंप में मौजूद पिस्टनों की संख्या से संबंधित होता है। तरल पदार्थों में होने वाली गतियाँ, मुख्य रूप से यांत्रिक कारणों से उत्पन्न होने वाला शोर हैं; इसके विपरीत, ये गतियाँ पंपों एवं पाइपलाइन प्रणालियों के घटकों में यांत्रिक कंपन भी उत्पन्न कर सकती हैं। गलत आकार के क्रैंकशाफ्ट बैलेंस व्हील भी घूर्णन गति के कारण कंपन पैदा करते हैं; इससे फुटबोल्ट ढीले हो सकते हैं, एवं बेस या गाइडरों से आवाजें आ सकती हैं। अन्य शोर, कनेक्टिंग रॉडों के स्थायी होने से उत्पन्न आवाज़ों, खराब हो चुके पिस्टन पिनों या पिस्टनों के टकरने से उत्पन्न आवाज़ों से संबंधित हैं। 　　सेंट्रीफ्यूगल पंपों में, गलत तरीके से लगाए गए कपलिंगों के कारण अक्सर पंप की गति से दोगुनी आवाज़ पैदा होती है (अर्थात् असंरेखण के कारण)। यदि पंप की गति, स्थिर स्थिति में होने वाली न्यूनतम गति के निकट हो, तो असंतुलन के कारण होने वाला अत्यधिक कंपन, या बेयरिंगों, सीलों या पंप के घूर्णन भागों के क्षय के कारण भी शोर पैदा हो सकता है। यदि कोई क्षरण होता है, तो इसकी विशेषता यह हो सकती है कि इससे तेज़ आवाज़ निकले। इलेक्ट्रिक मोटर के पंखे, शाफ्ट कुंजियाँ, एवं कपलिंग बोल्टों से भी आवाज़ें उत्पन्न हो सकती हैं। 　　तरल पदार्थ से उत्पन्न शोर का स्रोत – जब तरल पदार्थ की गति के कारण दबाव में उतार-चढ़ाव होता है, तो ऐसी स्थिति में शोर का स्रोत वही द्रव-गतिकीय बल होता है। संभावित जलगतिकीय स्रोतों में टर्बुलेंस, तरल प्रवाह का विभाजन (वॉर्टेक्स अवस्था), एयर एटैक, वॉटर हैमर, वाष्पीकरण, एवं पंप/पंखे के बीच होने वाली पारस्परिक क्रियाएँ शामिल हैं। इससे उत्पन्न होने वाला दबाव एवं प्रवाह-आवृत्तियाँ या तो आवर्ती होती हैं, या फिर व्यापक आवृत्ति-सीमा वाली होती हैं; ऐसी स्थितियों में आमतौर पर पाइपलाइनों या पंपों में यांत्रिक कंपनें उत्पन्न हो जाती हैं। फिर, यांत्रिक कंपनों के कारण आवाज़ पर्यावरण में फैल सकती है। 　　आम तौर पर, तरल पंपों में आवृत्ति-संबंधी घटनाओं के चार प्रकार होते हैं:
(1) पंप के पंखों या पिस्टनों द्वारा उत्पन्न विशिष्ट आवृत्तियाँ।
(2) उच्च प्रवाह-गति के कारण उत्पन्न विस्तृत-बैंड वाली अशांति।
(3) गैस-एरोसियन, वाष्पीकरण एवं वॉटर-हैमर के कारण उत्पन्न विस्तृत-बैंड वाला शोर।
(4) जब तरल पदार्थ किसी बाधा या पाइपलाइन सिस्टम के पार से बहता है, तो आवधिक घूर्णनों के कारण उत्पन्न आवृत्ति-संबंधी घटनाएँ; ऐसी घटनाएँ सेंट्रीफ्यूगल पंपों में दबाव-संबंधी परिवर्तनों का कारण बन सकती हैं। 　　यह विशेष रूप से तब होता है, जब उपकरण डिज़ाइन की गई स्थितियों से भिन्न प्रवाह दरों पर प्रवाह-रेखाओं पर दर्शाए गए अंक, निम्नलिखित प्रवाह-प्रक्रियाओं को दर्शाते हैं:
(1) प्रवाह-विच्छेदन
(2) पुनर्चक्रण (द्वितीयक प्रवाह)
(3) चक्रीय प्रवाह
(4) लीकेज
(5) अस्थिर प्रवाह-तरंगें
(6) पृष्ठ-प्रवाह (वॉर्टेक्स)
(7) अशांत प्रवाह
(8) वायवीय क्षरण

चूँकि प्रवाह-क्षेत्र में उच्च-गति एवं निम्न-गति वाले क्षेत्रों के बीच सीमा-परतें आपस में परस्पर क्रिया करती हैं, इसलिए ऐसी अस्थिर प्रवाह-प्रक्रियाओं के कारण अक्सर वॉर्टेक्स उत्पन्न होते हैं; उदाहरण के लिए, बाधाओं के आसपास के तरल-प्रवाह, या स्थिर जल-क्षेत्रों में होने वाले प्रवाह, या द्विदिशीय प्रवाहों के कारण। जब ये वॉर्टेक्स, दीवारों से टकरते हैं, तो वे दबाव-तरंगों में परिवर्तित हो जाते हैं; इससे पाइपलाइनों या पंपों के घटकों में स्थानीय कंपन हो सकता है। पाइपलाइन प्रणाली की ध्वनिक प्रतिक्रिया, वर्टिकल प्रवाहों की आवृत्ति एवं तीव्रता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती है। अनुसंधानों से पता चला है कि जब सिस्टम की ध्वनिक अनुनाद आवृत्ति, शोर के स्रोत की प्राकृतिक या प्राथमिक आवृत्ति के बराबर होती है, तब वॉर्टेक्स सबसे अधिक मजबूत होता है। 　　जब सेंट्रीफ्यूगल पंप, उसकी सर्वोत्तम दक्षता होने वाले प्रवाह-दर से कम या अधिक प्रवाह-दर पर काम करता है, तो आमतौर पर पंप के आसपास शोर सुनाई देता है। इस शोर का स्तर एवं आवृत्ति, पंपों के बीच अलग-अलग होती है; यह पंप द्वारा उत्पन्न होने वाले दबाव के स्तर, आवश्यक NPSH एवं उपलब्ध NPSH के अनुपात, तथा पंप में प्रवाहित होने वाले तरल के प्रवाह के आदर्श प्रवाह से विचलन की मात्रा पर निर्भर है। जब प्रवेश-निर्देशक ब्लेडों का कोण, पंखा एवं केस (या एक्सपैंडर), वास्तविक प्रवाह-दर के अनुकूल न हों, तो अक्सर शोर पैदा होता है। इस तरह के शोर का मुख्य कारण, पुनर्चक्रण भी माना जाता है। 　　तरल पदार्थ के सेंट्रीफ्यूज पंप से गुजरकर दबाव प्राप्त करने से पहले, उसे ऐसे क्षेत्र से होकर जाना ही पड़ता है, जहाँ का दबाव इनलेट पाइप में मौजूद दबाव से अधिक न हो। यह आंशिक रूप से तरल पदार्थ के पंखे के प्रवेश बिंदु पर तेज़ गति से आने के कारण होता है; साथ ही, यह पंखे के प्रवेश बिंदु पर मौजूद पंखों के साथ वायु प्रवाह के अलग होने के कारण भी होता है। यदि V-प्रवाह, डिज़ाइन किए गए प्रवाह-मात्रा से अधिक हो, एवं संलग्न पंखों का कोण सही न हो, तो उच्च गति वाले, कम दबाव वाले वाष्प-प्रवाह उत्पन्न हो जाते हैं। यदि तरल पदार्थ का दबाव वाष्पीकरण दबाव तक गिर जाता है, तो तरल पदार्थ वाष्प में परिवर्तित हो जात थोड़ी देर बाद, उस मार्ग में दबाव बढ़ जाएगा। इसके परिणामस्वरूप होने वाला आंतरिक विस्फोट, उस शोर का कारण बनता है; जिसे आमतौर पर “एरोएज” कहा जाता है। आमतौर पर, पंखे के पंखों की गैर-दबावयुक्त सतह पर वायु-बुलबुले फट जाते हैं। इससे न केवल शोर पैदा होता है, बल्कि गंभीर नुकसान भी होता है (जैसे पंखों का क्षय)। 　　जब एरोएशन होता है, तो 8000 हॉर्सपावर (5970 किलोवाट) के पंप के आवरण पर, एवं इनलेट पाइपलाइन के निकट, शोर का स्तर मापा जाता है। 　　एरोएजेशन के कारण कई आवृत्तियों पर ब्रॉडबैंड आवेग उत्पन्न होते हैं; हालाँकि, ऐसी स्थिति में पंखों की कुल आवृत्ति (पंखों की संख्या एवं प्रति सेकंड घूर्णनों की संख्या का गुणनफल) एवं उसके गुणक ही प्रमुख भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार के एरोएज़ शोर से आमतौर पर बहुत उच्च आवृत्ति वाला शोर उत्पन्न होता है; इसे “विस्फोटक ध्वनि” कहना उचित होगा। 　　गैस-एट्रिशन संबंधी शोर, तब भी सुनाई दे सकता है, जब प्रवाह-दर डिज़ाइन की आवश्यकताओं से कम हो, या जब उपलब्ध इनलेट NPSH, पंप की आवश्यकताओं से अधिक हो। यह वाकई एक रहस्यमय मुद्दा है। फ्रेज़र द्वारा प्रस्तुत स्पष्टीकरण के अनुसार, ऐसी अत्यंत कम आवृत्ति वाली, लेकिन उच्च तीव्रता वाली शोर-ध्वनियाँ, पंप के इनलेट या आउटलेट पर, या दोनों जगहों पर होने वाले प्रवाह-पुनर्चक्रण के कारण उत्पन्न होती हैं; एवं प्रत्येक सेंट्रीफ्यूगल पंप में, जब दबाव कम हो जाता है, तब ऐसा ही पुनर्चक्रण होता है। रीसाइक्लिंग मोड में संचालन करने से पंखों के प्रवेश एवं निकास बिंदुओं पर, साथ ही केस के गाइड ब्लेडों पर भी दबाव लगता है; जिससे उनको नुकसान पहुँचता है। आघाती शोर, अनियमित शोर की तीव्रता में वृद्धि, एवं प्रवाह-दर में कमी होने पर प्रवेश एवं निकास बिंदुओं पर दबाव में होने वाले उतार-चढ़ाव, ये सभी पुनर्चक्रण के प्रमाण हो सकते हैं। 　　दबाव-स्वचालित नियंत्रक या प्रवाह-नियंत्रण वाल्व, टर्बुलेंस एवं वायु-प्रवाह में होने वाले परिवर्तनों से संबंधित शोर उत्पन्न कर सकते हैं। जब ये वाल्व उच्च दबाव में काम करते हैं, तो इनमें उच्च प्रवाह दर होती है, जिसके कारण तीव्र अशांति उत्पन्न होती है। हालाँकि उत्पन्न होने वाले शोर का स्पेक्ट्रम बहुत विस्तृत होता है, लेकिन इसकी विशेषताओं के अनुसार यह लगभग 0.2 के स्ट्रौहल संख्या वाली आवृत्ति के आसपास केंद्रित होता है। 　　वायवीय क्षरण एवं वाष्पीकरण: कई तरल पदार्थों के पंपन प्रणालियों में, आमतौर पर कुछ हद तक वाष्पीकरण होता है; साथ ही पंप या परिवहन प्रणाली में उपस्थित दबाव नियंत्रण वाल्वों के कारण भी वायवीय क्षरण होता है। चूँकि थ्रोटलिंग के कारण प्रवाह में अधिक हानि होती है, इसलिए उच्च प्रवाह दर से और अधिक गैस-एब्जर्शन होता है। 　　वॉल्यूम पंप की इनलेट पाइपलाइन में, पिस्टन से उच्च आयाम वाले कंपन उत्पन्न हो सकते हैं; एवं सिस्टम के ध्वनिक गुणों के कारण ये कंपन और भी बढ़ जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप, गतिज दबाव आवधिक रूप से तरल के वाष्पीकरण दबाव तक पहुँच जाता है… भले ही इनलेट पर का स्थिर दबाव इस दबाव से अधिक ही क्यों न हो। जब चक्रीय दबाव बढ़ जाता है, तो बुलबुले फट जाते हैं; इससे शोर पैदा होता है एवं सिस्टम पर दबाव पड़ता है। इसके अलावा, इससे जंग भी हो सकती है, एवं अप्रिय शोर भी उत्पन्न होता है। 　　जब गर्म, दबावयुक्त पानी थ्रोटलिंग (जैसे फ्लो-कंट्रोल वाल्व) के माध्यम से गुजरता है, तो उसका दबाव कम हो जाता है; ऐसी स्थिति विशेष रूप से गर्म पानी की प्रणालियों (जैसे जल-पंप प्रणालियों) में देखने को मिलती है। इस दबाव में कमी के कारण तरल पदार्थ अचानक वाष्पीभूत हो जाता है, अर्थात् फ्लैश वाष्पीकरण होता है; जिसके कारण गैस-एट्रिशन जैसी आवाजें उत्पन्न होती हैं। थ्रोटलिंग के बाद होने वाली फ्लेशिंग समस्या से बचने हेतु, पर्याप्त बैकप्रेशर आवश्यक है। दूसरी ओर, पाइपलाइन के अंतिम भाग में थ्रोटलिंग की जानी चाहिए, ताकि वाष्पीकरण से उत्पन्न ऊर्जा एक बड़े क्षेत्र में फैल सके।