离心泵噪声研究的综述和展望
离心泵流噪声实验研究
文章编号:1006-1355(2013)01-0119-04离心泵流噪声实验研究张浩1,冯涛2,刘碧龙1,刘克1(1.中国科学院噪声与振动重点实验室(声学研究所),北京100190;2.北京工商大学机械工程学院,北京100048)摘要:搭建了离心泵流噪声测试系统,并对离心泵的流噪声进行实验研究。
利用水听器测量了原型叶轮和四种改型叶轮在不同转速下的流噪声,发现水泵流噪声随着转速的增加而增加,随轮舌间隙的减小而增加。
实验结果还表明,水泵下游的流噪声声压级要高于上游。
观察水泵两端声压级差随转速以及叶轮半径的变化关系,并探讨其产生的原因。
关键词:声学;离心泵流噪声;实验研究;声压级差中图分类号:TB52文献标志码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-1335.2013.01.024 Experimental Study of Flow Noise for a Centrifugal PumpZHANG Hao1,FENG Tao2,LIU Bi-long1,LIU Ke1(1.Key Laboratory of Noise and Vibration Research,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190,China;2.Department of Mechanical Engineering,Beijing Technology and Business University,Beijing100048,China)Abstract:An experimental system for measuring flow noise of a centrifugal pump was set up.The flow noise of the centrifugal pump with variable impeller radius at different rotary speeds was measured.The results show that the flow noise increases with the increasing of rotary speed and the decreasing of blade-tongue clearance.The sound pressure level of the downstream of the pump is higher than that of the upstream.The variations of the difference of the sound pressure level between the upstream and the downstream with different rotary speeds and impeller radii were observed and analyzed.Key words:acoustics;flow noise of centrifugal pump;experimental measurement;sound pressure level difference泵是水管路系统的主要动力元件,同时也是重要的噪声源。
泵-_管路系统振动噪声特性试验研究
管路系统振动噪声特性试验研究测试方案对于离心泵自身的振动测试试验,主要测量水泵自身振动、管路脉动压力和泵激振动辐射噪声。
管路振动测试试验主要测量管路不同测点处的加速度信号,分析泵转速、阀门开度等对管道振动影响。
图2 管路振动测点示意图主要测点布置如图2所示,1~7号传感器为加速度传感器,其中1、2号传感器布置于避震喉前后,3、号传感器布置于管路入口和出口处,5、6号传感器布置于台架上层隔振器上面和底座处,7号传感器布置于台架下层隔振器底座。
离心泵振动试验结果及分析试验用变频器调节泵的转速,变频器示数为离心泵 2.管路 3.挠性软管 4.截止阀 5.型隔振器 7.弹簧隔振器 8.BE-60型隔振器 9.台架 10.水池图1 试验台架示意图表1 离心泵性能参数额定流量扬程转速70m2900r/min图3 变频器与水泵转速由图3可知,水泵转速基本与变频器示数之间呈现良好的线性关系(约为变频器示数2倍),可以用变频器示数通过线性变换得出水泵转速,后续研究均以变频器示数作为横坐标予以研究。
泵激振动与泵转速的关系根据试验方案,测量不同变频器示数下管路中压力传感器示数,系统进口阀门全开、出口阀门全开,系统采样频率5kHz。
泵激振动变化与水泵转速之间关系如图所示。
图4 泵激振动与转速关系由图4可以看出,随着开始阶段随着水泵转速增加,循环水泵运转所致泵激振动缓慢增加。
在变频器工况800,泵激振动增加较为缓慢,800以后水泵运转所致振动迅速增加,在工况1200时约为800时泵激振倍。
此后,随着工况变化,泵激振动有下降趋势。
综合考虑泵排量和泵激振动等因素,要使水泵工作在最大排量且引起振动较小,可以让变频器转速为经济工况1779r/min)。
管路压力与泵转速关系测量不同变频器示数条件下管路中压力传感器示数,系统进口阀门全开、出口阀门全开,系统采样频率5K。
不同水泵工况下,管路压力与水泵之间转速关系如以后,压力开始趋于稳定。
离心泵噪声升高、振动的五大原因及分析
各种离心泵在使用过程中难免会有遇到出现噪声及振动的现象,那么离心泵出现噪声及振动的原因究竟是什么呢?01、出现汽蚀汽蚀是离心泵运行中出现噪声、振动和效率下降的主要原因,汽蚀不仅影响流体流动状态,而且影响其动态响应,从长远来看,汽蚀还可能引起离心泵通流部分表面的破坏、密封的失效和轴承磨损等。
02、泵轴与电动机不同心使用的离心泵产品属于带联轴器的离心泵系列,在安装过程中或者在检修以后由于电机与泵之间采用的是联轴器连接安装时导致了电机或者泵头出现了移位、或者在检修之后电机与泵之间的平衡没有调整好都会出现噪声及振动现象。
必须校正好才能解决此现象,也可以改选没有联轴器的离心泵例如:单级卧式离心泵。
03、出口流量太大很多用户在选用离心泵型号时由于缺少对离心泵性能的了解,在选择离心泵扬程时会觉得选一个高扬程的离心泵只要在这个扬程范围内都能使用。
由于这种想法往往会导致在使用过程中出现离心泵振动大有噪声的现象,因为离心泵扬程高而实际使用的扬程低这样会导致泵的出口流量超大,流量大了会导致吸水管阻力过大从而出现振动现象,严重时还会导致电机超电流导致烧电机的现象出现。
如果已经在使用中的离心泵是由于这种原因所致建议关小出口阀门或者改小离心泵叶轮。
04、离基础或者紧固件松动长时间使用的离心泵有可能出现基础螺栓或者离心泵电机螺栓泵体螺栓出现松动的现象,所以使用中要经常观察如出现螺栓松动现象需要紧固好。
05、离心泵轴承损坏每个离心泵轴承都有使用寿命高速旋转过程中都会出现磨损现象,如果转动部分有擦、磨现象就会出现比较大的噪声,如果轴承箱里面缺油也会导致轴承损坏并发出噪声或者振动现象。
如果选用离心泵作为管道增压输送,计划安装方便的离心泵建议选用:管道离心泵输送的水里面含有部分细微的颗粒例如沙粒建议选用:单级离心泵。
离心泵噪声研究的综述和展望
i cu ig v l tswi i e e t e merc s a e n el r a d a c r i g t os sf m y r d n mi ef csi c u i g n l dn ou e t df r n o t h p sa d i h f g i mp l s n c o d n n ie o h d o y a c f t l d n e o r e n c vt t n,f i -t c u e i tr c in a d t r u e c . T e ai i a o l d sr t r n e a t n u b l n e u u o h n,meh d s d i h s t d e e e s mma z d i h e t o s u e n t e e s is w r u u i r e n tre a p c s n mey,t e r t a e u t n o i l e d l ,n me c l mo es wi C a d t s su y At ls ,s me set,a l h o ei l d d ci f smp i d mo es u r a c o i f i dl t P n et td . at o h o e i g i u s a r s n n e o is o i f l n f t r r u o w r . p n n s e tp e e t d n w tp c ft si d i u u e wee p tfr a d s a h e
s mme u d. An t d i n os s u c s o e tiu a p mps wa lo l si e c o d n o os s fo me h n s d su yng o n ie o r e fc n rf g l u s as ca sf d a c r i g t n ie r m c a ims i
关于离心泵噪声研究的综述与展望
关于离心泵噪声研究的综述与展望发布时间:2022-05-23T07:46:41.491Z 来源:《科学与技术》2022年2月3期作者:张丽华[导读] 在离心泵的应用过程之中,对于噪音的研究一直处于重点位置张丽华辽阳辽化亿方石油化工有限公司辽宁省辽阳市 111003 摘要:在离心泵的应用过程之中,对于噪音的研究一直处于重点位置,本文接下来就将会简要的分析离心泵噪声的相关问题,并将相关研究整理成册进行分析,并且对其未来的发展趋势进行展望。
希望本文能够为读者带来一定的帮助。
关键词:离心泵噪声;研究综述;展望离心泵不仅仅被广泛应用于工业生产活动之中,在人们的日常生活之中也起到着很大的作用,是通用的机械设备。
但是因为其自身结构相对来说比较复杂,不同类型甚至形状的进出口管道以及其流动的工作介质都不相同,那么在运转的规程之中很容易就会有噪声的产生,尤其随着最近几年以来高速离心泵的发展,导致其噪声问题被凸显出来,成为了行业内亟待解决的一项技术难题。
研究离心泵噪声这样的举措对于促进离心泵的发展是十分重要的。
我们通过观察噪声就能够判断出离心泵的实际运行的状况,不仅如此,研究离心泵噪声问题还能够适当减轻其噪声情况,降低离心泵产生的噪声污染。
对离心泵的噪声进行研究,实际上还能够达到减少噪声所造成的机械结构疲劳的问题,这对于离心泵设计后续进行改进以及优化来讲十分有利,促进离心泵朝着更优质的方向发展。
离心泵噪声是如何产生的,对于这一原因的探究,已经逐渐成为业内人士广泛关注的重点问题。
但是有关这方面的研究报告并不是很多,没有多少总结报告这项研究问题。
因此,本文就即将对这些研究进行一个简单的总结,不仅如此,还进一步指明了未来进行研究工作需要进一步关注的领域,希望本文能够对离心泵噪声研究提供一些参考思路。
一、离心泵噪声研究方式(一)数学模型推导(1)Lighthill声类比理论 Lighthill 方程的出现标志着当代气动声学的诞生,这也是对离心泵叶轮机械噪声进行深入研究的基础条件。
泵的噪声测量与评价方法
泵的噪声测量与评价方法
泵的噪声是指泵产生的声响,它是个体机械装置的重要指标之一。
它可以提供对机械装置内部工作状况的重要参考。
本文研究了泵噪声的测量和评价方法,并深入研究了泵的噪声特性,以帮助机械设计工程师以及运行和维护人员有效地评估和控制泵的噪声。
首先,本文综述了泵噪声检测流程,详细分析了不同类型泵的测量原理和方法,并对泵噪声的测量进行了深入分析,包括对不同测量方法的校准、对空气的影响的考虑、以及有效的测量记录登记等内容。
其次,本文探讨了泵噪声的特性及其评价,分析了噪声的构成和发出原因,并给出了各不同类型泵噪声水平的参考值,为机械工程师和运行和维护人员提供有效的参考和决策依据。
此外,本文介绍了如何对泵噪声进行分析和评估,着重讨论了用于减少噪声的技术措施,并探讨了低泵噪声的结构改进措施。
最后,本文提出了如何有效控制和减少泵噪声的相关建议,以帮助工程师和维护人员有效地控制和解决泵噪声问题。
综上所述,本文详细说明了泵的噪声测量和评价方法,为机械设计工程师和运行及维护人员提供了有效的决策指南,以帮助他们有效降低和控制机械设备噪声水平。
在当今这个工业发展日新月异的时代,控制和管理机械设备噪声越来越重要。
研究机械设备噪声测量和评价是促进机械设备工作状况维护和改进的有效途径,也是机械设计工程师和运行及维护人员普遍关注的问题。
本文把泵噪声测量和评价作为一个特点,从测量、分析、
评价的整个过程中探讨了有效的检测方法,提出了减少噪声的各种技术措施,以实现更安静的环境。
离心泵水动力噪声研究综述
第39卷 第1期Vol.39 No.1郎涛离心泵水动力噪声研究综述郎涛1,刘玉涛1,陈刻强1,徐恩翔1,金力成1,蒋小平2(1.江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心,江苏镇江212013;2.南京农业大学国家信息农业工程技术中心,江苏南京210095)收稿日期:2019-07-03;修回日期:2019-08-14;网络出版时间:2021-01-09网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1814.TH.20210107.1432.016.html基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFC0404201)第一作者简介:郎涛(1973—),男,浙江余杭人,副研究员,博士(lt800cn@ujs.edu.cn),主要从事流体机械测控技术研究.通信作者简介:刘玉涛(1992—),男,江苏盐城人,硕士研究生(jsbhlyt@outlook.com),主要从事离心泵内部流场及水动力噪声研究.摘要:从组成部分、理论研究、数值计算研究以及试验研究4个方面介绍离心泵水动力噪声的研究现状.在国内外学者研究工作的基础上,从内声场和外声场2个方面详细概述了离心泵水动力噪声的组成部分及影响因素的研究现状,其中内声场从噪声的频谱特性可分为离散噪声和宽带噪声,离散噪声主要是由于动静干涉导致,能量集中在叶频及其谐频;而宽带噪声的研究目前还有很多工作待开展.FW-H方程是声比拟理论中计算离心泵水动力噪声的基本方程,应用广泛,同时涡声理论也表现出其很好的发展前景.基于声比拟法的混合数值模拟是目前离心泵水动力噪声模拟的主流途径,而诸如线性欧拉法(LEE)等声传播方程法的应用相对较少,未来随着对离心泵中高频段噪声研究的深入,声传播方程法也将会得到应用.用水听器构建双端口模型,可以准确测得离心泵低频段噪声,但该方法对试验条件要求较高,成本较大;麦克风阵列法在测量离心泵内部声场中的高频段噪声成分时具有良好的研究前景.最后提出在未来的研究中需要解决的难题以及值得关注的方向.关键词:离心泵;水动力噪声;声比拟理论;内声场;数值计算中图分类号:S277.9;TH311 文献标志码:A 文章编号:1674-8530(2021)01-0008-08Doi:10.3969/j.issn.1674-8530.19.0164 郎涛,刘玉涛,陈刻强,等.离心泵水动力噪声研究综述[J].排灌机械工程学报,2021,39(1):8-15. LANGTao,LIUYutao,CHENKeqiang,etal.Reviewofresearchonhydrodynamicnoiseofcentrifugalpump[J].Journalofdrai nageandirrigationmachineryengineering(JDIME),2021,39(1):8-15.(inChinese)ReviewofresearchonhydrodynamicnoiseofcentrifugalpumpLANGTao1,LIUYutao1,CHENKeqiang1,XUEnxiang1,JINLicheng1,JIANGXiaoping2(1.NationalResearchCenterofPumps,JiangsuUniversity,Zhenjiang,Jiangsu212013,China;2.NationalEngineeringandTechnolo gyCenterforInformationAgriculture,NanjingAgricultralUniversity,Nanjing,Jiangsu210095,China)Abstract:Theresearchstatusofhydrodynamicnoiseofcentrifugalpumpisintroducedfromfouras pects:component,theoreticalanalysis,numericalsimulationandexperiment.Basedontheresearchworkintheworld,thecurrentresearchstatusofthecomponentsandinfluencingfactorsofthehydrody namicnoiseissummarizedindetailintermsofinternalsoundfieldandexternalsoundfield.Theinter nalsoundfieldcanbedividedintodiscretenoiseandbroadbandnoisefromthespectrumcharacteristicsofthenoise.Thediscretenoiseismainlycausedbytherotor-statorinteraction,andtheenergyisconcentratedinthebladepassingfrequencyanditsharmonicfrequencies.Intheresearchofbroadbandnoise,alotofworkstillneedtobedone.FW-Hequationisthebasicequationforcalculatingthehy drodynamicnoiseofcentrifugalpumpinthetheoryofacousticanalogy,whichisextensivelyused.Atthesametime,thetheoryofvortexsoundalsoshowsaquitegooddevelopmentprospect.Atpresent,thehybridnumericalsimulationbasedontheacousticanalogymethodisthemainstreamapproachforsimulatingthehydrodynamicnoiseofcentrifugalpump,thus,theapplicationoftheacousticpropaga tionequationmethodsuchastheLinearEulerMethod(LEE)islessadopted.Nevertheless,theacous ticpropagationequationmethodwillbeappliedwithcontinuouslyunfoldingstudyonthehigh frequencynoiseofcentrifugalpumpinthefuture.Thehydrophone baseddualportmodelcanmeasurethelow frequencynoiseofcentrifugalpumpaccurately,butthismethodrequireshigherstandardtestingconditionsandiscostly.Themicrophonearraymethodhasabetterprospectinmeasuringthehigh frequencynoiseintheinternalsoundfieldofcentrifugalpump.Finally,theproblemstobesolvedinthefutureandthetopicsworthyofbeingnotedareputforward.Keywords:centrifugalpump;hydrodynamicnoise;acousticanalogytheory;inneracousticfield;numericalcalculation 离心泵作为管路循环系统的核心设备,在化工、能源、航空、军工等领域具有广泛应用.整个管路系统中因离心泵而存在瞬态流动,流体的脉动压力与管道固壁之间的耦合作用会造成振动和噪声污染,甚至导致事故发生.离心泵作为管路系统中的一个重要激励源,其水动力噪声特性的研究具有重要的意义[1-2].文中对近10年来离心泵水动力噪声的研究理论、方法和现状进行总结,并提出离心泵水动力噪声研究需要关注的方向.1 离心泵水动力噪声成分离心泵水动力噪声根据产生机理分为流激噪声和流激振动噪声[3],流激噪声又称流致噪声,主要指离心泵因叶轮转动而导致的非定常流动直接产生的辐射噪声;流激振动噪声是指非定常流动力激励结构壁面振动并产生二次辐射噪声.离心泵的内部多为水或其他液体,外部多为空气,由于这2种流体介质的声学特性相差较大,因此在研究过程中常会将离心泵的声场分为内声场和外声场,对应的水动力噪声分别简称为内场噪声和外场噪声.1.1 内声场离心泵的内声场包含流激噪声、流激振动噪声2种成分.内场噪声不仅可以通过泵体透射到外部影响外声场,而且会随着介质传递到下游管路,激励下游管路产生振动.对噪声进行频谱分析,还可以将离心泵内声场的水动力噪声分为离散噪声、宽带噪声[4].1.1.1 离散噪声离散噪声主要表现为泵轴频、叶频以及其谐频处的噪声.叶轮机械离散噪声的主要来源包括:①边界层经过叶片尾缘时产生的涡脱落现象导致叶片表面压力脉动强烈波动产生离散单音噪声[5];②内部叶轮转子的尾迹与导叶、蜗壳隔舌等静子之间强烈的动静干涉现象.叶片尾缘涡脱落噪声机理的研究主要针对固定翼型.TAM[6]首次提出了“声学反馈回路”模型,后经ARBEY等[7]以及DESQUESNES等[8]的努力广泛用于解释尾缘涡脱落产生离散单音噪声.根据叶片尾缘涡脱落噪声的“声学反馈回路模型”,发展出了多种主动降噪方法,如叶片穿孔、叶轮进口安装整流丝网以及叶轮进出口安装紊流装置等用于降低叶片尾缘处的涡流强度和涡尺度.还有一种重要的方法,就是仿生叶片设计思路,广泛应用于风力机、风机以及飞机发动机降噪设计上.HOWE[9]给出了叶片锯齿尾缘的降噪理论模型,该模型针对于叶片湍流边界层噪声研究.之后GRUBER等[10]通过大量的试验研究不同尺寸结构的锯齿尾缘的降噪特性.关于仿生尾缘降噪,国内也都开展了大量的研究工作[11-12].国内对于离心泵内部离散噪声的研究主要集中在降低动静干涉噪声上.DONG等[13]在研究中指出叶轮与蜗壳隔舌之间的动静干涉是水动力噪声的主要来源.何涛等[14]研究表明,离心泵水动力噪声的能量主要集中在低频段内的叶频及其谐频处.针对动静干涉现象,调整泵过流部件几何结构及参数是最常见的方法,如长短叶片布置[15]、调整叶轮出口宽度[16]、叶片包角[17]或者蜗壳基圆直径[18]等.1.1.2 宽带噪声离心泵等叶轮机械在运行过程中常伴有宽带辐射噪声,而且该噪声会随着离心泵运行工况的不同而有所变化.近年来随着高速泵的发展,其内部9流动马赫数(Ma)的增大,宽带噪声会愈加明显.离心泵中的宽带噪声有2个主要来源,分别为湍流噪声和空化噪声.1)湍流噪声.依据声比拟理论,湍流噪声具有四极子声源特性,四级子声源的总声功率与流速的8次方成正比,而对于普通离心泵,其内部流动Ma远小于1,因此湍流噪声并不能有效地传输到远场[19].由Curle方程[20]可知,湍流与固壁之间的干涉过程中四极子声源产生散射,固壁面会产生强烈的压力脉动,产生辐射效率较强的偶极子声源.所以在数值模拟研究中常常只考虑偶极子声源对声场的贡献.目前对叶轮机械宽带噪声模拟中常用的主要有基于平均量的宽频模型和基于流场脉动重构的宽频模型2类,其中基于平均量的宽频模型中具有代表性是Proudman湍流模型以及TurbulentBoundaryLayer噪声模型等[21],基于流场脉动重构的宽频模型中有代表性的则有LinearEulerEquations(LEE)源项和Lilley′sEquation源项等[22],不过这些宽频模型多用于可压缩气体领域,而水泵湍流噪声的研究还有待进一步发展.2)空化噪声.空化既会影响泵的工作性能,也会产生振动噪声,从而降低泵的使用寿命[23].空化噪声具有单极子噪声源特性,其噪声机理的通用数学模型仍有待建立,目前研究多集中于工程应用领域,方法以试验为主.GULICH[24]指出随着空化系数的降低,空化声压逐渐增加,当空化数降到一定程度时,空化声压会达到极值,随后降低.MCNULTY等[25]研究表明空化噪声属于宽频噪声,主要能量集中在高频段.CHUDINA[26]和CˇERNETICˇ等[27]的试验表明发生汽蚀时,泵噪声频谱中存在一特定频率处的声压级显著提高,该特性可用于监测泵空化初生.国内空化噪声研究目前多集中于监测空化初生[28-29].1.2 外声场由于蜗壳和叶轮均不是刚体,受到流体激振作用会产生振动变形,反过来又会对流场产生影响,泵体结构同时还受到内部噪声场施加的声载荷激励而产生振动,振动又会对流场产生影响,形成流-声-固耦合过程.PAN等[30]的研究表明,在低Ma数下,全场辐射噪声的功率谱由偶极子源决定.JIANG等[31]采用流-声-固弱耦合的方法预测一台离心泵的流激振动噪声,预测结果与试验基本一致.李清等[32]指出声固耦合方式相较于流固耦合以及流固耦合+声固耦合具有建模难度低、模拟精度高等优势.蒋爱华等[33]研究表明流体激励力可通过叶轮-转轴-支撑诱发基座振动.率志君[34]针对离心泵组机脚振动问题,进行了基于载荷识别的减振降噪研究,并提出相应的改进措施.2 离心泵水动力噪声理论水动力噪声和气动噪声一样,都属于流体力学和声学的交叉学科.除空化噪声外,目前水动力噪声研究中所采用的理论方法和工具大多来自于气动声学,因此国内外学者一般将水动力噪声和气动噪声归于气动声学这一学科中[35-36].气动声学的研究,起源于LIGHTHILL[37]在1954年提出的声比拟法和Lighthill方程.CURLE[20]基于Kirchhoff积分方法,考虑了流体中固体阻碍物表面的影响.WILLIAMS等[38]将CURLE的结果扩展到运动固体边界,给出了声比拟理论的一般形式,即FW-H方程为2[H(f)ρ]t2-c202[ρH(f)]=2[TijH(f)]xi xj+[Fiδ(f)]xi+[Qiδ(f)]t,Fi=-[ρui(uj-vj)+pδij-τij]fxi,Qi=[ρ(uj-vj)+ρ0vj]fxi,(1)式中:uj为流体速度分量;vj为表面速度分量;δ(f)为Diracdelta函数;H(f)为Heaviside函数.FW-H方程右边第一项是Lighthill声源项,为四极子声源;第二项含有壁面脉动压力,为偶极子声源;第三项中包含有固体壁面的运动速度,代表单极子声源.FW-H方程为旋转机械气动噪声研究提供了理论基础.直接求解FW-H方程是很困难的,早期的频域解法因计算复杂而应用较少,之后随着计算机性能的不断提高,FARASSAT[39]提出了FW-H的时域解法,他引入格林函数公式,对FW-H方程的积分形式进行变形,得到FW-H方程中单极子噪声和偶极子噪声的时域积分表达式,使得FW-H方程在工程领域得到广泛的应用.上述基于Lighthill思想的各种方法统称为声比拟方法.BAILLY等[40]采用直接声场计算(DNC)和声比拟理论2种方法分析平板噪声,结果表明,在低Ma数下声比拟理论得到的结果与DNC计算结果接近,但声比拟理论求解效率更高.10随着气动声学的发展,基于不同声学量的声比拟方程相继被提出.POWELL[41]将涡量引入Lighthill方程,推出Powell方程,并建立涡声理论,将声源与流场中的气动参数联系起来.对于低Ma数且等熵绝热的流体,涡是产生流体动力场与辐射声场的唯一源.涡量越大,产生噪声越大.2p-1c202pt2=- ·[ρ(ω×u)],(2)式中:ω为涡量;u为流体质点速度矢量;ω×u为声源.HOWE[42]进一步发展了涡声理论,考虑熵变化和平均流对流动发声的影响,提出了Howe方程,可用于研究声流相互作用等问题,Powell方程可以看作是Howe方程在低Ma数条件下的变形.TIMUSH EV[43]采用涡声理论求解一台离心泵内部流激噪声,与试验结果一致性较好.针对特定的问题,未来声比拟理论还会得到进一步的发展.3 离心泵水动力噪声数值计算计算气动声学(CAA)从1992年正式成为独立学科开始,至今已经有了长足的发展.LANGTHJEM等[44]采用DVM+边界元的方法,基于二维数值模拟预测旋转机械的气动噪声.随着商业软件的发展,借助ANSYS、Actran和LMSVirtualLab等软件可以实现对复杂的三维离心泵模型进行水动力噪声的数值模拟,如图1所示.图1 计算气动声学研究方法Fig.1 Methodsincomputationalaeroacoustics流体声学模拟解决思路主要有3个:1)直接数值模拟.直接数值模拟是在整个声传播区域,应用CFD算法同时计算流场和声场.这种方法由于计算网格划分难度大且占用大量计算资源,在工程中应用困难.目前,直接数值模拟还只能用来研究简单的流动,如低雷诺数、形状简单的模型.2)基于半经验模型的声场预测.首先采用CFD求解流场,然后基于半经验模型模拟声场.由于声学模型为半经验,所以在声场模拟效果和通用性上有局限.该方法在气动声学领域使用较多[22],而在水泵领域应用较少.3)混合数值模拟.将整个声场分为声源区域和声传播区域,首先采用CFD方法得到泵的内部流场;然后将流场中的时域压力脉动信息通过插值、耦合转化为声源信息;最后忽略流体黏性,基于声波传播方程或声比拟方法预测声场.由于声能远小于流体能量,所以该方法没有考虑声场对流场的作用.目前在科研和工程领域最常用的方法就是混合数值模拟,但其对流场计算精度要求高,避免声波脉动被数值噪声掩盖.目前泵内流场非定常计算所采用的湍流模型主要有直接数值模拟(DNS)、大涡模拟(LES)、分离涡模拟(DES)和雷诺时均模型(RANS)等[45].声传播区域的计算方法目前主要有声波传播方程法和声比拟方法[46].声波传播方程法是将流场物理量分解并代入Euler方程中,整理得到线性欧拉方程(LEE),若进一步假设声场无旋,LEE可变形为声波扰动方程(APE).相对于全场统一DNS计算,若在声传播区域采用LEE方法替代DNS,可减少计算量.国内LEE法的应用仍集中在航空发动机[47]、风机[48]等的工程应用领域.在泵领域,声波传播方程法的应用较少,相比较之下声比拟方法则应用广泛.声比拟方法主要包含Kirchhoff方法和FW-H方程法.Kirchhoff方法由经典波动方程推导得来,可以通过一个控制面将流场和声场划分为非线性声源区域和线性远场区域,计算出声源区域总的噪声,包括单极子、偶极子和四级子噪声,也因此导致对求解噪声的物理意义指定不明确.FW-H方程法则是基于FARASSAT[39]提出的时域解法,可分别算出单极子噪声和偶极子噪声的大小,但无法计算四级子噪声.声比拟法采用控制面包住声源区域,对于蜗壳这样的不规则空间,很难求解该控制面的格林函数,为了考虑蜗壳对声波产生和散射的影响,发11展出了声学有限元方法和声学边界元方法2种数值解法:1)有限元方法.声学有限元目前可以广泛地用于声散射、外部辐射噪声、管道声学等领域,可以求解复杂流场、温度场对声传播的影响.一般离心泵的内流噪声在管道内传播的计算,可把离心泵视作为非紧致声源,适合采用声学有限元.但早期在面对无限大或半无限大自由空间的外辐射声场模拟时遇到瓶颈,之后完美匹配层(PML)以及自动匹配层技术(AML)[49]解决了这一问题.JIANG等[31]首次使用有限元的方法模拟声振耦合的离心泵内流噪声.之后有限元法在泵噪声模拟上获得广泛应用,研究表明考虑声振耦合的声学有限元法与试验的吻合度更好[50].2)边界元方法.边界元方法基于有限元离散技术,只在求解域的边界上进行离散,因为不需要求解模型内部的未知量,很大程度上减少了需要存储的数据和求解的自由度.与有限元方法相比,边界元大大减少了数据量和计算时间,且可以方便求解远处声场分布,常用于求解飞机、潜艇等大型设备的辐射声场.边界元法虽有上述诸多优点,但是也存在缺陷,比如声学分析的计算效率低,以及在求解时可能出现奇异积分导致计算精度降低等问题.4 离心泵水动力噪声试验研究早期由于复杂的水动力噪声机理以及全三维数值计算能力的限制,研究人员一般都是通过理论研究配合大量的试验研究噪声机理[51-52].虽然从21世纪开始,CFD和CAA仿真技术得到了快速的发展,但由于离心泵水动力噪声的机理和影响因素复杂,计算出来的结果与试验结果仍有偏差,所以试验方法仍然是研究离心泵水动力噪声特性、验证数值模拟和理论推导研究结果正确性的主要方法.目前水动力噪声的试验方法可分为间接法和直接法2种,针对泵内、外噪声特性的测试,2种方法都发展出了相应的测试方案.4.1 间接法间接法一般是测量跟噪声有潜在联系的物理量,如内流场流动情况、壁面振动加速度和压力脉动等,一般被测量的物理量都是依靠现有设备可以较精确测量的,且可用来表征泵内部流场非定常性或泵体振动幅频特性,进而对泵的噪声特性进行定性分析.目前常用的内流场流动测试方法主要有高速摄影技术(HSP)、粒子图像测速技术(PIV)和激光多普勒测速技术(LDV)等[53],壁面振动加速度以及压力脉动则可以分别通过加速度传感器以及高频压传感器测得[54].4.2 直接法直接法是指直接通过设备测量泵的内流场声压或者外场辐射声压,是目前最常用的测试方法.为获得安装在管路系统的离心泵内部声源特性,一般的方法是分别在泵的进口和出口4倍管径处安装单个水听器[50],测得泵进口和出口的声压信号.不过由于管路系统中任意测试点的声压信号同时混杂了其他部件的干扰,难以作为泵本身内场噪声特性的评价依据.因此就要通过管道上直接测得的声压信号反演得到特定系统特定工况下泵流动噪声本身的信号,目前常用的方法主要有双端口模型[55-56]、单端口模型[57]、双水听器传递函数法[58]和声相似律[59]等,其中双端口模型的适用范围最广,可用于分析离心泵的低频内流噪声特性.在搭建试验台时需要考虑如何将管路中上下游管路部件的噪声以及管道振动等因素对水听器测试结果的影响降至最小,具体操作方法可以参照标准BSISO20155—2017[60].测量泵外场辐射噪声,目前常用的方法是在全消声室或半消声室中,将传声器按照标准GB/T29529—2013[61],分布泵组外部四周,采集声压信号,该方法可以采集泵外部某一固定位置的声压信号,用于评估泵的外辐射噪声特性.除此之外,在气动声学领域还有一种重要的噪声测量方法,即麦克风阵列法,可用于多声源、宽带噪声、运动声源等复杂工况下声源的精确定位.OERLEMANS[62]深入阐述了该方法的核心———波束成形算法(Beamforming)的理论基础和基本算法.KIM等[63]利用麦克风阵列对一台真空泵外辐射声场进行声学成像,直观分析真空泵不同部位对外辐射噪声的贡献量.DAVOUDI等[64]的研究结果表明,基于麦克风阵列法可以准确识别宽频带噪声.许坤波等[65]基于麦克风阵列法测量轴流风扇较宽频率范围内的管道噪声模态幅值和声功率.目前麦克风阵列法主要应用于风力机、轴流风扇和翼型噪声源的定位,以及宽带噪声分析.5 展 望近年来国内外离心泵水动力噪声的研究已有长足发展,有效的降噪措施相继被提出并运用.在今12后离心泵噪声研究中,以下几个方向值得关注:1)泵作为管网系统中的重要组成部分,其进口流态会受到阀门、管道等管网设备的影响,进而影响其内部流场和声场,所以有必要研究进口非均匀入流对离心泵噪声影响.2)空化噪声的研究仍然集中在监测空化初生以及判定空化程度上,对于由空化引起的声压计算方法及其与速度之间的数学关系,还知之甚少,离心泵空泡溃灭发声数学模型的研究有待发展.3)国内离心泵水动力噪声数值模拟仍集中在声学有限元或声学边界元软件的简单工程应用上,且存在与试验结果一致性差的问题,所以需要研究更高精度的流场与声场网格插值算法以及声振耦合模型.4)随着对离心泵宽带噪声研究的发展,线性欧拉法等声波传播方程法在数值模拟中的应用,以及麦克风阵列法等在宽带噪声试验测量上的应用值得关注.参考文献(References)[1] KELLERJ,BARRIOR,PARRONDOJ,etal.Effectsofthepump circuitacousticcouplingonthebladepassagefrequencyperturbations[C]//ProceedingsoftheHamamatsuASME-JSME-KSME2011JointFluidsEngineeringConference.Japan:AMSE,2011:387-396.[2] LIUHoulin,DAIHanwei,DINGJian,etal.Numericalandexperimentalstudiesofhydraulicnoiseinducedbysurfacedipolesourcesinacentrifugalpump[J].Journalofhydrodynamics,Ser.B,2016,28(1):43-51.[3] 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离心泵的研究现状和展望
离心泵的研究现状和展望2新能凤凰(滕州)能源有限公司山东省滕州市 277527摘要:作为一种通用水利动力机械离心泵在内部的流动情况以及其外部的研究现状和发展情况一直是相关设计者很关注的问题。
离心泵的研究大多离不开对其内流动的优劣的研究,因为这方面的优劣程度会直接影响到离心泵的性能。
而它的叶轮在内部流动方面是很复杂的,再加上离心泵在运动时受到旋转和叶片表面曲率的影响,还会有各类流动现象。
所以从这一角度来看,离心泵自身的研究进展也是充满者曲折发展之路的。
本片文章将详细阐述离心泵的研究现状,然后再基于这些研究现状,给出离心泵未来可能的发展期望。
关键字:离心泵;研究现状;期望前言:在很多有关能源储存和运输的工程当中,有很多机械都被广泛运用,这些知识也被运用至此的目的是希望能够使其流体能量得到增强。
并使其流动阻力得到克服,最后成功它们的输送目的,作为一种应用范围很广泛的通用水利机械,离心泵长期应用于给排水工程、工业工程、能源工程等。
随着当代工业科学技术的不断发展,离心泵的类型不断推陈出新,应用范围也在不断扩张。
而这又让离心泵保温必须能够适应越来越复杂的工作环境。
当代工程技术对离心泵自身的性能要求和环境适应的要求越来越高,过去对于离心泵的设计思路已经很难达到这样的要求。
所以就要求我们必须要仔细去思考离心泵的研究现状以及其未来的发展[1]。
一、国内离心泵的发展早在上世纪50年代,我国就开始仿造苏联工业产品来制造离心泵,当时所生产的离心泵保温主要是单级单吸悬臂式离心清水泵,其作用只在于进行农业浇灌,后来沈阳水泵厂又生产了很多仿制苏联生产的石油化工用的离心泵,一直到上个世纪60年代后,我国逐渐探索并掌握了属于自己的离心泵设计技术。
之后,我国成功的研制出了属于自己的离心泵产品,在清水离心泵方面由K型改进成为B型,在石油化工方面,FL和BN型的离心泵也被改进成为F型。
技术突破的标志就是我国成功研制出了属于自己的锅炉给水泵,这其中以DH型为代表的锅炉给水泵的诞生可以在很大程度上满足国内大部分地区的需求。
离心泵流动噪声与其水力学参数关系的实验研究
应用冯涛提出的测量模型 , 在图 1 所示的 实验系统上开展相关实验研究 。该系统由水循环 、
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图 4 显示了离心泵流动噪声各谐频分量随出 口压力变 化的情 况 , 轴频 分 量 要 高 于 其 它 分 量 4dB 左右 ,轴频声压在 0. 1M Pa 和 0. 2M Pa 处有极 小值 ,在 0. 15M Pa处声压最大 ; 二倍轴频处声压随 出口压力变化起伏较大 , 变动范围接近 10dB , 在
Exper i m en ta l Research on the Rela tion sh ip between the Flow 2in duced No ise and the Hyaraulic Param eters in Cen tr ifuga l Pum p
WANG J ing , FENG Tao , L I U Ke , ZHOU Q i2jun
2007 年第 35 卷第 5 期 流 体 机 械
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水力学参数控制及声学参数测量三个子系统组 成 ,实验用离心泵的标准工况为扬程 0. 17M Pa,流 3 量 11. 7m / h。调整阀 1 开度和泵轴转速可以改变 泵的运行工况 。隔声水罐用来隔离阀 1 产生的再 生阀噪声 ,阀 2 在实验过程中始终保持最大开度 , 因此无再生阀噪声产生 。离心泵的流动噪声采用 水听器测量 。
收稿日期 : 2006 —08 —17 修稿日期 : 2007 —03 —29
表面所受非稳态力 。 近年来 , 数值仿真技术在离心泵流动噪声研 究过程中得到越来越多的应用 , 但由于流动噪声 的成因复杂 ,计算结果与实际情况仍存在较大差 异 。因此 ,无论是用于数值仿真结果的检验 , 还是 直接用于分析流动噪声的成因 , 实验方法仍是目 前研究离心泵流动噪声的主要方法 。
离心泵振动及噪音大的原因及对策简述
离心泵振动及噪音大的原因及对策简述离心泵原理简单的说就是叶轮高速旋转时,带动叶片间的液体旋转,由于离心力的作用,液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘,当液体进入泵壳后,由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大,液体流速逐渐降低,一部分动能转变为静压能,于是液体以较高的压强沿排出口流出,故称为离心泵。
在处理不当的情况下,叶轮产生的离心力会导致泵出现振动和不正常的噪音。
离心泵使用时发现泵振动及噪音异常,应立即停机作检查。
1、泵基础是否牢靠当发生振动时,首先应检查离心泵的地脚螺栓是否紧固。
若未紧固会造成离心泵震动。
还要考虑地脚基础强度是否够用,有时由于设计原因,基础偏软也能引起震动。
2、联轴器找正很多离心泵是通过联轴器进行驱动,联轴器的种类也很多。
常规的三爪联轴器找正的好坏直接影响到联轴器、轴、轴承、机封等正常运行和使用寿命。
3、找中心中心不正也是引起震动的常见原因,必须严格按照标准将中心调整在规定范围之内。
4、轴承检查轴承安装是否出现问题或是否损坏。
5、转子中心位置调整水泵转子应与定子同心,否则在水泵运行时会产生摩擦,产生震动。
6、动静平衡检测在离心泵拆解后,为了避免开泵时震动,还应将叶轮作静平衡试验。
外部条件对水泵的影响当水泵本身可能有的问题全部排除后,如仍不能解决震动的问题时,还要考虑外部条件对水泵的影响。
滚动轴承在运转中有异声且温度高1、轴承存在质量问题。
检查轴承需注意轴承外观、滚动体是否转动灵活、轴承各部分尺寸间隙等。
2、轴承跑套。
当轴承箱温度高且有异声,振幅时大时小,振动周期不定,解体检查发现轴承外圈的外圆面有磨损痕迹,并且间隙过大,说明轴承以及跑套,可用胶粘、补焊、镶套的方法修复。
跑套严重,不能用上述方法修复需更换。
3、轴承磨损严重或已损坏。
轴承运转响声很大,并且温度高、振幅大,需更换轴承。
4、轴承轴向定位问题。
泵运转时,温度高而振动不大,可能是轴承轴向间隙过大,停车后,用工具轻轻敲击联轴器靠背轮发现有明显的轴向窜动,需重新调整间隙。
05-ACTRAN离心泵噪声分析
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离心泵噪声分析使用的模块配置
ACTRANforNASTRAN
ACTRANDGM
ACTRANVibro-Acoustics
ACTRANAero-Acoustics
ACTRANTM
ACTRANAcoustics
ACTRANVI
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ACTRAN计算效率高,针对工程问题可以快速得到声学结果,指 导工程师进行降噪处理。
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谢谢! 谢谢!
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监测点声压频谱
计算后,得到的其中一个监测点的声压频谱图
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声压级分布云图
ACTRAN分析完成,可以查看离心泵外部声场传播云图。
848HZ
转子内
3130HZ
转子内
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3
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离心泵噪声
离心泵由于蜗壳形状的三维非轴对称性, 叶轮和蜗壳的相互作用使内部流场产生复 杂的非稳定性,其中叶片和蜗舌的相互作 用是造成压力波动的重要因素。压力波动 和泵体部件的相互作用是引起泵体振动、 产生水力噪声的重要原因,并对进出口区 域的流场产生影响。
声学分析模型
建立声学分析模型:
Lighthill体源 Lighthill面源 蜗壳 声传播区 无反射边界 管道模态
单级双吸清水离心泵的振动与噪声减抑控制研究
单级双吸清水离心泵的振动与噪声减抑控制研究摘要:单级双吸清水离心泵作为一种重要的工业设备,在现代工业生产中得到广泛应用。
然而,由于其工作过程中的振动和噪声问题,给工作环境和设备运行带来了不可忽视的困扰。
因此,对单级双吸清水离心泵的振动和噪声进行研究,并采取有效的减抑控制措施,具有重要意义。
本文将对单级双吸清水离心泵的振动和噪声问题进行分析,并提出减抑控制策略,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
1. 引言单级双吸清水离心泵是一种重要的流体机械设备,广泛应用于水源工程、工业生产和供水领域等。
然而,由于其工作过程中产生的振动和噪声问题,给设备运行和工作环境带来了一定的不便和危害。
振动和噪声的减抑控制对于提高设备的运行效率、延长设备使用寿命以及保护工作环境的安全性和舒适性具有重要意义。
2. 单级双吸清水离心泵的振动分析单级双吸清水离心泵振动问题的分析是减抑控制的关键。
振动的产生主要与以下几个因素相关:不平衡、轴承失效、泵的结构和安装问题等。
具体来说,不平衡是引起泵振动的主要原因之一。
而轴承失效可能导致轴的不稳定运动,从而产生较大的振动幅值。
此外,泵的结构设计和安装精度也会对振动水平产生重要影响。
3. 单级双吸清水离心泵的噪声分析除了振动,单级双吸清水离心泵还会产生噪声。
噪声的主要来源包括流体力学噪声、机械噪声和电动机运行噪声等。
流体力学噪声是由于介质流动过程中的湍流和压力波动引起的,而机械噪声则是由于轴承、齿轮和传动装置等机械部件的工作引起的。
电动机运行时的噪声主要来自于电磁振荡和电机震动。
4. 单级双吸清水离心泵振动与噪声减抑控制策略针对单级双吸清水离心泵的振动和噪声问题,可以采取以下几个策略进行减抑控制:4.1 泵的平衡校准通过进行泵的平衡校准,消除不平衡导致的振动。
平衡校准包括静平衡和动平衡两个方面。
静平衡主要针对泵的旋转部件进行调整,消除不平衡力矩;动平衡则通过在泵的转子上安装动平衡质量,使动平衡振动降到最低。
射流式自吸离心泵研究现状与前景展望
o f a l u m i n u m d i e c a s t i n g i s a p p l i e d .F o r t h e d e v e l o p m e n t o f e f f i c i e n t , r a p i d s e l f - p r i mi n g , l o w — p o w e r j e t
管路 内形 成一 定程 度 真 空 状 态 的特 殊 离 心 泵 . 自吸
步发展 。 由 于 外 混 式 自吸 离 心 泵 结 构 上 的 简 化 ,
可靠 性 和性 能 上 的提 升 , 以及 制 造 成 本 的 降 低 , 外
混式 自吸离 心泵 得 到 了广 泛 的 推 广 、 生 产和应用. 1 9 8 4年 , B P系列 自吸离 心 泵通 过 科 研 鉴定 , 联 合设
动 开关堵 回流孔 l o 』 , 泵 的效 率等 性 能 参 数 得 到 了 大 幅 提高 . 1 9 9 2年 , 范宗 霖 提 出 描 述 自吸离 心 泵 自 吸性 能 的参数 为抽 气 率 q和真 空 度 , 并 指 出 可 以 将 自吸性 能 曲线 的 斜 率 作 为 对 不 同型 式 自吸 离 心 泵及其 自吸能力 强 弱 的评 定 值 , 而 自吸 方 式 和 叶 轮 圆周 速度 是影 响 K的 主要 因素. 随着 自吸离 心泵 的进 一 步 发 展 , 研 究 人 员将 射 流 泵 的射流 喷嘴 技术 应 用 到 自吸 离 心 泵 中. 在 射 流 泵 研究 方面 , 陆宏 圻 在 1 9 8 9年全 面地 给 出了各 种 射 流泵 的设 计理 论 和设 计 方 法 , 为 以后 的研 究 工 作
世纪 9 0年 代 开始 , 技术 人员将 弹性 橡 胶 阀应 用 到 自 吸 离心泵 上 , 使 得 回流 孔 能 够 自动 关 闭 , 成 功 研 制
多翼离心风机的噪声预测与降噪研究
多翼离心风机的噪声预测与降噪研究多翼离心风机是工农业生产中使用广泛的设备之一,但其产生的噪声却是制约其应用的一个关键因素。
因此,对多翼离心风机噪声的预测与降噪研究,一直是工程技术人员关注的重点。
本文系统地阐述了目前多翼离心风机噪声预测和降噪研究的基本方法、新技术、实验等方面的研究进展。
首先,本文介绍了多翼离心风机的结构特点以及其运行过程中产生的噪声形式。
多翼离心风机噪声主要由旋转叶轮和进气、排气系统的风噪声、振动声及机械噪声等多因素综合作用而产生。
接着,本文介绍了多翼离心风机噪声预测的方法。
目前,噪声预测主要采用数值模拟和实验测试相结合的方法。
其中数值模拟以计算流体力学(CFD)为主,通过数值分析得到多翼离心风机运行过程中的流场和噪声场,从而提高噪声预测的准确性。
实验测试是验证数值模拟的重要手段,主要包括噪声测试、流场测试、振动测试等多个测试方法。
随后,本文主要介绍了多翼离心风机噪声降噪研究的技术路线和方法。
现有的多翼离心风机噪声控制技术主要包括外扰源降噪、传声途径控制、吸声材料和结构降噪等。
其中外扰源降噪是最基本的降噪方法,主要包括减小旋转叶轮的噪声和进气、排气系统的噪声等,通过优化叶片的形状、改变进出风口的位置和角度、增加噪声降低器等手段可以减小噪声。
传声途径控制是通过控制噪声传播途径来减小噪声,如在通风管道中安装吸声材料或结构,降低传声途径的反射,达到降噪的效果。
吸声材料主要是通过吸声透过率高的材料将噪声能量吸收,从而减小噪声。
而结构降噪则是通过改变噪声源附近的结构,如增加振动减震器、安装隔音窗等手段,减小噪声的传播。
最后,本文总结了多翼离心风机噪声预测和降噪研究的进展,并展望了未来的研究方向。
当前,在数值模拟和实验测试方面的研究已经取得了显著的进展,越来越多的新技术也被应用于多翼离心风机噪声降噪方面的研究中,如多物理场相互作用、声学透镜、降噪隔振技术等。
未来的研究方向应围绕着更加高效、精确的数值模拟技术、更多适用于实际工程的降噪方案、更加环保的降噪措施等方向展开,从而实现多翼离心风机噪声的最大化降低,为工农业生产提供更加安全、健康、环保的工作环境。
离心叶轮叶片与噪声的关系_概述及解释说明
离心叶轮叶片与噪声的关系概述及解释说明1. 引言1.1 概述在现代工程实践中,离心叶轮叶片是一种常见的设备组件,其广泛应用于风力发电、涡轮增压器和离心泵等领域。
然而,离心叶轮叶片在运行过程中会产生噪声,给人们的生活和环境带来负面影响。
因此,深入了解离心叶轮叶片与噪声之间的关系及其产生机理对于噪声控制和改善设备性能至关重要。
1.2 文章结构本文将重点研究离心叶轮叶片与噪声之间的关系,并对其进行解释说明。
首先,在第2部分中,我们将介绍离心叶轮叶片的基本概念和特点,并对噪声及其影响因素进行说明。
接着,在第3部分中,我们将详细解释离心叶轮叶片与噪声之间的关系,包括离心叶轮叶片结构对噪声的影响、离心力对噪声产生的机理以及入口流量和转速对噪声产生的影响分析。
在第4部分,我们将通过相关研究和案例分析探讨离心叶轮叶片与噪声关系的实际应用场景。
最后,在第5部分,我们将对离心叶轮叶片与噪声关系进行总结,并提出未来的研究方向和展望。
1.3 目的本文旨在深入探索离心叶轮叶片与噪声之间的关系,并为噪声控制和改善设备性能提供理论基础和实践指导。
通过对离心叶轮叶片、噪声控制方法和技术的介绍以及相关研究和案例分析的探讨,旨在增加人们对该领域的认识,并促进相关技术的发展和应用。
注意:这是一个示例写作,具体内容可以根据需要进行调整和修改。
2. 离心叶轮叶片与噪声的关系2.1 离心叶轮叶片的介绍离心叶轮是一种常见于液体或气体泵、压缩机和涡轮机中的关键部件。
它由若干个叶片组成,通过旋转产生离心力以将流体推向出口。
离心叶轮的设计和结构对其性能和噪声特性具有重要影响。
2.2 噪声与其影响因素的说明离心叶轮在运行过程中会产生噪声,这主要是由以下几个因素造成的:首先,流体在经过离心叶轮时,可能会产生湍流和旋涡,从而引起空气或液体之间的摩擦和冲击。
这些湍流现象导致了额外的噪声。
其次,离心叶轮在高速旋转时也会产生机械噪声。
由于材料本身的特性和制造工艺等原因,离心叶轮在运动中可能会发出震荡、共振或摩擦噪声。
026-多级离心泵辐射噪声研究
多级离心泵辐射噪声研究袁建平,林刚,司乔瑞江苏大学流体工程技术研究中心摘要:多级离心泵由于级数多,各级之间还存在着级间耦合作用,内部压力脉动规律复杂,压力脉动作用在固体壁面上将导致振动噪声的产生。
本文在原型泵基础上,对其结构进行局部设计,在半消声室内进行不用流量、不同转速下多级离心泵辐射噪声变化规律,并初步测量其辐射噪声的指向性。
结果表明:随着流量增加,多级离心泵辐射噪声先减小后增加再减小,在Q=6m3/h附近最小,在Q=10m3/h附近最大;在出口阀门全开的条件下,随着泵的转速线性增加,多级离心泵辐射噪声总声压级近似呈线性变化规律;通过对多级离心泵辐射噪声指向性测量后发现,不同流量下,其辐射噪声均呈现偶极子特性,且不同流量下,偶极子的极性不同,说明偶极子是多级离心泵辐射噪声的主要声源。
1.前言多级离心泵是提供高扬程、高压力液体的关键设备,广泛应用于高层建筑给水、海水淡化、深海石油开采等国民经济重要领域。
由于离心泵内部流动结构复杂,多级离心泵还存在强烈的间耦合问题,导致其运行过程中常伴随着振动和噪声[1,2]。
Jiang等[3]基于大涡模拟对5级多级离心泵进行全流场数值计算,采用流固边界弱耦合的方法,计算了多级离心泵在流体作用下结构的振动和辐射噪声,数值计算结果与试验结果吻合较好。
丁剑等[4]运用FEM\BEM声振耦合计算方法分析叶片出口角对离心泵在水动力激励下泵壳振动辐射噪声影响,结果表明离心泵叶片通过频率BPF处的辐射声功率随叶片出口角的增大而增大。
本文以M220-3型多级离心泵为研究对象,通过试验和数值计算相结合的方法,试验在半消声室内进行,分析多级离心泵在不同流量、转速下辐射噪声特性,为后期多级离心泵噪声性能优化提供参考。
2.模型泵建立本文使用的模型泵以厂家生产的5级多级离心泵为基础,如图1所示,出厂时的实验检测发现其噪声量级不符合应用场合的要求,因此在此基础上,对模型泵重新进行结构设计,如图2所示。
离心泵噪声研究的综述和展望
离心泵噪声研究的综述和展望
张璐
【期刊名称】《中国校外教育(理论)》
【年(卷),期】2016(000)011
【摘要】离心泵噪声的大小,影响离心泵工作效率和性能,直接关系到离心泵的好坏.因此,在科技的推动之下,更多的人开始对其噪声进行研究.对离心泵噪声来源进行分析,对离心泵噪声研究方法进行探讨,并对离心泵噪声研究进行预测和趋势研究,从而对其进行有效改进,更好地运用到工业生产中,服务于工业生产.
【总页数】1页(P7)
【作者】张璐
【作者单位】辽宁省机电工程学校
【正文语种】中文
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离心泵噪声标准
离心泵噪声标准:挑战与解决方案一、引言离心泵在工业领域中具有广泛的应用,然而,随着人们对环境噪声污染的关注度不断提高,离心泵的噪声问题也受到了越来越多的关注。
本文将围绕离心泵的噪声标准这一主题展开,旨在明确离心泵噪声标准的重要性和挑战,并提出可能的解决方案。
二、离心泵噪声标准的重要性离心泵的噪声不仅影响人类生活和工作,还可能对环境和生态系统产生负面影响。
因此,制定并执行离心泵噪声标准是十分必要的。
首先,它有助于保障公众健康和环境质量。
其次,它有利于提高工业企业的竞争力。
对于工业企业而言,降低噪声意味着减少能源消耗和成本,同时也有助于提高企业形象和社会责任感。
最后,对于消费者而言,低噪声离心泵可以提高生活质量,减少对邻里的干扰。
三、离心泵噪声标准的挑战然而,离心泵噪声标准的制定和实施面临着诸多挑战。
首先,噪声标准的制定需要考虑多方面的因素,如设备性能、环境条件、声环境要求等。
这需要各方面的专业知识和合作。
其次,离心泵噪声标准的实施需要相应的监测技术和手段,以及专业的监测人员。
此外,还需要对离心泵的设计和制造进行改进,以降低噪声水平。
四、解决方案与建议为了应对这些挑战,以下建议值得关注:一是加强科研投入,鼓励研发低噪声离心泵技术和产品;二是推广普及低噪声离心泵知识,提高公众对低噪声离心泵的认识和接受程度;三是完善相关法规和标准体系,推动低噪声离心泵的普及和应用;四是建立完善的监测体系,对离心泵的噪声水平进行严格监管。
五、结论总之,离心泵噪声标准对于保护环境和人类健康具有重要意义。
然而,制定和实施离心泵噪声标准面临着诸多挑战。
我们需要加强科研投入,推广低噪声离心泵知识,完善相关法规和标准体系,并建立完善的监测体系。
只有这样,我们才能有效降低离心泵的噪声水平,保护环境和人类健康。
离心泵水动力噪声研究
离心泵水动力噪声研究发布时间:2022-08-29T01:17:28.634Z 来源:《中国科技信息》2022年33卷第4月第8期作者:周红兵蒋建珍凌素琴[导读] 离心泵作为动力循环系统的重要设备,是整个管路正常发挥循环运行功能的重要部件,在机械化工、周红兵蒋建珍凌素琴江苏振华海科装备科技股份有限公司江苏泰州 225500摘要:离心泵作为动力循环系统的重要设备,是整个管路正常发挥循环运行功能的重要部件,在机械化工、航空航天等领域都有着较广泛的应用。
本文以离心泵水动力噪声为研究对象,在探究离心泵水动力噪声内声场和外声场的基础上,分析了离心泵水动力的噪声理论,进而对离心泵的进出口边界条件和水动力噪声验证试验方法进行了详细分析,最后通过数值计算和实验结果验证了离心泵水动力噪声分析的结果,旨在为我国离心泵水动力噪声研究水平的快速提升带来更多参考和启迪。
关键词:离心泵;水动力噪声;噪声试验引言通常情况下,离心泵生产系统中的噪声按其产生机理划分为机械结构振动引起的辐射噪声和水动力噪声两大类别,其中,水动力噪声作为离心泵噪声的重要故障判别依据,是由非机械振动故障引起的,严重者甚至会导致整个离心泵能量循环动力系统难以正常工作,因此,对离心泵水动力噪声的相关研究也就具备重要理论意义和现实价值。
1.离心泵水动力噪声成分1.1内声场离心泵的内声场噪声包含了流激噪声和流激振动噪声两大部分内容,内场的噪声不仅能够通过离心泵体内延展到其外部影响离心泵的外声场结构,而且会随着离心泵内部介质传输到下游的管路系统,导致下游管路系统进一步产生振动,进而对离心泵的整体振动噪声产生影响。
对离心泵的内声场噪声的频谱资源段进行分析,还可进一步将离心泵内的水动力噪声分为离散噪声和宽带噪声,根据不同段的频谱资源的数据,探究不同类型的噪声生存环境。
以离散噪声为例分析可知,离散噪声主要表现为离心泵的泵轴频率和叶频之间存在着的噪声,在叶轮机械设备运转过程中,离散噪声主要产生于设备系统边界层经过其叶片时引起的涡脱落现象导致的声音发出,也包括了其内部叶轮转子由于设备运行速度变化导致的尾迹和涡轮、蜗壳等部分之间出现的强烈的动静干扰现象。
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万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据离心泵噪声研究的综述和展望作者:蒋爱华, 张志谊, 章艺, 华宏星, JIANG Ai-hua, ZHANG Zhi-yi, ZHANG Yi, HUA Hong-Xin作者单位:蒋爱华,张志谊,华宏星,JIANG Ai-hua,ZHANG Zhi-yi,HUA Hong-Xin(上海交通大学,机械系统振动国家重点实验室,上海,200240), 章艺,ZHANG Yi(船舶重工集团第704所,上海,200031)刊名:振动与冲击英文刊名:JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK年,卷(期):2011,30(2)1.Cremer L;Heckl M;Ungar E E Structure-borne sound 19882.刘晓宙;缪国平;唐春权粘性流体通过二维振荡圆柱的声辐射研究[期刊论文]-船舶力学 2002(08)3.姜羡英异步电机变频调速技术(五)[期刊论文]-油田地面工程 1991(10)4.Simpson H C;Clark T A;Weir G A A theoretical investigation of hydraulic noise in pumps 1967(05)5.李太宝计算声学:声场的方程和计算方法 20066.阎超计算流体力学方法及应用 20077.Mongeau L;Thompson D E;Mclaughlin D K A method for characterizing aerodynamic sound sources in turbomachines[外文期刊] 1995(03)8.冯涛;刘克;李晓宏离心泵水动力噪声测试系统的研制[期刊论文]-流体机械 2005(04)9.王晶;冯涛;刘克离心泵流动噪声与其水力学参数关系的实验研究[期刊论文]-流体机械 2007(05)10.熊海芳;袁寿其;袁建平离心泵内部流动诱导噪声的研究[期刊论文]-水泵技术 2007(03)11.冯涛;刘克;李晓宏离心泵水动力噪声测试系统的研制[期刊论文]-流体机械 2005(04)12.李晓宏;刘克;乔五之离心泵水动力学噪声参数测控系统的设计与分析[期刊论文]-流体机械 2005(01)13.Kaupert K A;Staubli T The unsteady 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