离心泵噪声分析.pdf

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1、离心泵流动噪声分析张吉健，手机：18518315092，邮箱：zhangjj@hikeytech.com离心泵的噪声问题离心泵作为一种重要的能量转换和流体输送装置，广泛用于冷却系统、灌溉和船舶等。随着日益严格的环境噪声水平的限制，离心泵产生的噪声越来越被关注。离心泵系统的噪声源很多，主要分为两部分：机械噪声和流动噪声。机械噪声一般由不对中和不对称引起，可以通过提高加工精度和安装精度加以改善。流动引起的噪声是泵噪声的主要噪声源，流动声源不仅在管道系统内传播，不规则的流动本身也导致结构振动辐射噪声。目前，国内外流动噪声已经有一些研究成果，但是仍然不够理想。离心泵流动噪

2、声源分析–旋转噪声:•产生机理：叶轮及叶片的转动,周期性地激励风机蜗舌f=nzi/60其中i=1,2,3,……n为叶轮每分钟的转速(r/min);z为叶轮叶片数；i=1,2,3…表示谐波序号•离散噪声分类:风扇叶片与周围部件之间的周期性的相互作用引起的噪声；风扇安装造成的周期性的振动噪声。–湍流噪声:•气体流过叶轮叶栅过程中在叶片表面形成的紊流附面层以及在叶片出口附近产生的附面层脱离?=??U/LS为斯特劳哈数；U为气流速度；L为特征长度t•湍流噪声分类湍流边界层及尾流；漩涡从固体表面脱落湍流冲击固体表面离心泵流动噪声的模块配置离心泵流动噪声计算模块离心泵振

3、动辐射噪声计算模块旋转机械流动噪声计算流程CFD软件如Pumplinx等基本变量流场数值模拟压强,速度,密度,……iCFD-将CFD基本量转换为声源-将声源用积分插值到声学网格-执行傅里叶转换从CFD结果到声学结果...ActranActran/VI-计算声传播与声辐射结果后处理-导出预设场点的声场云图和声压值计算模型对象体积流量：Q=25m3/hd泵扬程：H=32m转速：n=2900r/min叶轮叶片数：6内径：D1=65mm外径：D2=165mm出口宽度：b2＝7mm出口角：β=302CFD计算模型CFD计算参数：•速度入口•压力出口•无滑移壁面条件（考虑入口、

4、叶轮与蜗壳表面粗糙度分别为0.02mm、0.002mm、0.05mm）•动静干涉面定义•网格信息如下表CFD计算结果验证扬程对比效率对比试验与仿真基本一致，扬程最大误差不超过1.2m，效率最大Goodcorrelation误差不到1.2%，CFD计算结果精确。声学计算模型频域的声源公式体声源项面声源项在Actran中非常方便提取面声源与体声源，考虑不同声源的影响分析，声源理论源于Lighthill方程的变分解。离心泵噪声计算结果不同频率下声压级云图分布（流量为1.2Qd）可以看出：1.声压级极大值主要出现在转频（48Hz）、通过频率（290Hz）及2倍通过频率处（58

5、0Hz）；不同流量下声压级云图分布（290Hz）2.最大声压级出现在切片左下方，动静干涉是流动诱导声源的主要原因。声学试验设计试验设置示意图仿真与试验声压级对比结论：1.仿真与试验结果基本一致，最大误差不超过3dB；2.基于Actran与CFD混合方法可以很好的预测离心泵的流动噪声；3.帮助工程师快速实现低噪声离心泵优化设计。Goodcorrelation总结与展望•使用Actran对离心泵进行流动噪声分析，既可以提取面声源，还可以提取体声源，确保声源提取的精确性。•支持多种流体介质。如离心泵内为水，蜗壳外为空气域。•支持流动、振动噪声一体化求解，即可以同步实现流动噪

6、声与泵体流致振动辐射噪声的计算。•求解效率高。针对工程问题可以快速得到声学结果，指导工程师实现低噪声叶轮、蜗壳或泵体的优化设计。谢谢！张吉健，手机：18518315092，邮箱：zhangjj@hikeytech.com