高温高压降多级套筒调节阀噪声抑制研究.pdf

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1、高温高压降多级套筒调节阀噪声抑制研究徐晓刚，等高温高压降多级套筒调节阀噪声抑制研究：l：徐晓刚Ⅵ，王天龙1一，李树勋1’2，余龙1(1．兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州730050；2．机械工业泵及特殊阀门工程研究中心，甘肃兰州730050)摘要：针对高温高压降下调节阀引起高噪声的问题，基于多级降压理论，建立了多级套筒调节阀高温水流场模型及噪声计算模型。获得了不同套筒模型条件下阀内压力、速度等流场信息，研究了套筒层数对阀内压力、流速及噪声的影响。研究结果表明：高压降调节阀内采用多级消声节流套筒可有效实现逐级降压、限制流速、抑制噪声的目的。关键词：高温高压降；调节阀；噪声抑制；消声节流套筒

2、；计算流体力学中图分类号：TP214文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki．1001—9227．2叭6．01．004Abstract：Aimingatmeproblemofstmngnoisecausedbycavitationinh培htempemtureandh培hpressure—dropmultistagesleevecontr01valve．Basedonmultistagedecompressiontheory，nowmodelnoisecalculationmodelwereestablished．Thedistributionsofpressureandv

3、elocitywereobtainedunderdifferentmodelconditions，innuencesofsleevestagesonpressure，velocityandnoisewerestudied．TheresultsshowthatmultistagemumersleevecouldachievetheaimsofFadualpressure—drop，limitingvelocityandsuppressingnoise．Keywords：H培htemperatureandpressure—dmp；Controlvalve；Noise—reduction；Mum

4、ert打m；Computationalnuiddynamics(CFD)0引言高温高压疏水管网中经常存在着严重噪声及振动等危害现象，其中调节阀产生的噪声是管路噪声的重要来源之一。尤其是在高温介质、高压降等恶劣工况下工作的调节阀内极易产生高噪声、闪蒸及空化等现象，导致阀门寿命缩短及管道剧烈振动，严重影响着系统的安全稳定运行与节能水平。“。在恶劣的噪声环境下工作会使工作人员效率大大降低，操作失误导致事故频发。强噪声环境也容易影响仪器设备的正常操作，甚至在有些情况下造成设备灵敏度的降低。目前在高压降调节类阀门噪声抑制领域研究较少，现有研究只限于原理介绍与定性验证分析H’5一。尤其国内研究起步较晚

5、，长期采用测绘仿制进口产品的落后方法，无成熟设计方法或标准可循。因此，对套筒式多级降压调节阀噪声特性展开深入研究具有十分重要的意义。本文针对高温高压降工况下调节阀引发噪声的问题，基于多级降压理论，建立一定过冷度凝结水排放条件下的多级降压套筒参数模型及噪声计算模型，研究多级降压套筒层数对阀内流动及噪声特性的影响规律。1消声节流套筒与多级降压原理阀前后压差过高导致节流处局部流速过高是高噪声现象的主要诱因。根据多级降压原理‘61，如图1所示：通过多次节流把一次高压降分解成多个小压降，将压力突变转化为压力渐变，限制流速过快引起的高噪声及振动等危害。图2为多级降压消声节流套筒结构，套筒分为三层，每一

6、层套筒都开有均匀分布的小孔，各级小孔相互错开。套筒降压级数是节流套筒最为关键的参数，直接影响到调节阀内部流动特性及噪声特性。收稿日期：2015—07—10*基金项目：国家自然科学基金资助项目(51349008)，(51569012)；甘肃省高校基本科研业务费资助项目(20146302)作者简介：徐晓刚(1986一)，男，甘肃兰州人，助教，研究方向为管路及阀门基础理论研究。-a·#一’{l—n*_#4n^e图1多级节流降压原理图图2多级降压消声节流套筒结构2建立数值计算模型高压降调节阀一般常在20％一80％开度范围内工作，小开度下易出现噪声。选取20％开度，使用solidworks软件建立无

7、套筒及一、二、三层套筒层数流道模型。计算网格由IcEM—cFD软件划分生成，采用四面体／混合网格的网格划分方式生成流动区域贴体网格。为了计算结果更加精确，对套筒内部网格进行了局部加密处理。通过网格无关性检验，选定无套筒模型网格数为14．9×104。采用计算流体力学软件Fluent，以连续性方程、动量方程、基于各向同性涡粘性理论的后一占双方程及混合两相流空泡动力学方程组成数值模拟的控制方程组，对无套筒疏水阀模型及不同套筒层