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1、泵与管路系统低噪声匹配方法朱忠,张万良,(中国船舶科学研究中心江苏无锡214082):,,,摘要流体在流经流体机械时构件两端产生一定的压头损失同时流道的改变引起流动状态的剧烈变化产生湍流脉动,。,。压力引起管壁振动和流噪声而水泵风机等流体机械都有其最佳工作点在最佳工作点设备的效率最高因此,产生振动噪声的能虽相对较小,引起的管路系统振动噪声也相对较小,因此文章提出了将管路系统的声学与水力性能综合考虑,通过对泵、风机等设备与管路系统进行水力参数进行,,匹配使其工作在最佳工作点以达到降低管路系统整体振动噪声水平的目的。关键:,,;词管路系
2、统减振降噪水力匹配中图分类号:TB535U664名4文献标:A识码1引言管路在船舶、航空、石油以及其他工业部门中都有重要应用。管路系统的振动与噪声问题长期。,:以来一直受到人们的普遍重视船舶管路系统的振动噪声控制采用了一系列隔振降噪措施如管路马脚采用柔性结构、管壁阻尼包敷、机械设备与管路用挠性接管连接、管路系统中加装消声器等。研究表明,、,。这些措施在中高频段范围内减振降噪效果较为明显而在低频段效果尚不理想原因:、,,在于第一管路系统中的隔振措施例如挠性接管为了高鼓工作区〔司满,,足可靠性要求不可能做成任意柔软也不可能大范围的~;、
3、,17Q使用第二在一般情况下管路系统所有的元器件本身都尸习,。,二l旧是低通滤波器即在低频段振动噪声衰减几乎为零因此管路系统的振动噪声控制处于后期的、被动的防护状态,声学性能难以令人满意。因此有必要结合管路系统噪声产生的最ftIf卜卜水力学机制,加强水力学与声学性能的统一和匹配,从噪声!,图1水泵水力性能曲线源禾传播途径两方面降低管路系统的振动及水下辐射噪声实现管路系统的低噪声设计目标。,管泵(风机)是管1卜注今路系统的主要功能是输送流体介质路系统中必不可少的流体机械,也是管路系统主要的振动噪声激励源。水泵、风机等流体机械都存在最佳
4、工作点,在最,。‘」佳工作点设备的工作效率最高如图1所不关醒凡【和王、正伟[2]等对流体机械的水力性能设计方法等做了充分的研究。图2水泵水力与噪声关系,流体在流经泵风机等流体机械时构件两端产生一定的,,,。压头损失同时流道的改变引起流动状态的剧烈变化产生湍流脉动压力引起管壁振动和流噪声本质,、,卜管路系统的水力学特性与其振动声学特性是相关的它们是一种现象的两种不同表现形式,水力性能。,下降的同时伴随着振动噪声的增加因此应将管路系统的声学设计与水力设计综合,通过对泵、,考虑风机等能量转换机械及管路系统进行水力参数匹配设计使设备工作在最
5、佳工作点附,。近以达到降低管路系统整体振动噪声水平的目的2泵与管路系统低噪声匹配原理根据水泵、阀门、弯管的水力、振动、噪声性能策略与影响规律分析,可知水泵工作在最佳工作,。点附近时振动噪声最小当工作点发生偏离时无论流量增大还是减小都将导致振动噪声的增加,,如图2所示而水泵在管路中实际工作点由水泵的水力们三能和管路的水力损失共同决定即水泵的流量扬程曲线和管路的水力损失曲线的交点。,经研究表明不同水泵的振动噪声受水力性能影响的敏感性不同但都符合在最佳工作点附近振,、、;动噪声最小这一规律且其轴频叶频倍叶频等主要分量都符合这一规律并且水泵
6、在不同转速下都有最佳工作点。如图3所示,因此泵与管路系统低噪声匹配的原理是通过通过水力性能匹配,,。使泵工作在各转速下的最佳工作点降低管路系统的振动噪声..par.,一平均急脚级0OSM2900/100CLG30流噪声.产z叮{‘-“·扮一月井了—卜{-(’、井”!三流盈矿h)一}佳工作声⋯分日产即卜助朴1田11:01匆1湘I公打肠以画目、,l八赶佳工作及{i卜/}二井几习田「一犷一月幽一刁刁卜卜一总声级!:‘端一劝一份了0r厂.产一一门一叶倾一r:;‘咖叼本御昨点:卜汤OO佃一.二佑拍烦!-门尸.r:l凶帕流己佳工作点:{加OZ
7、恤一.一轴倾15了.⋯兽目04r一20406080100120140160180200流最伽玩图3水泵流噪声与水力参数关系3泵与管路系统低噪声匹配方法,工作点的工况下水泵振动噪声的增加幅度并不水泵最佳工作点振动噪声最低在小幅偏离最佳,项,大目组将这一范围定义为最佳工作区水泵!亨憋织。婆黔}朵:盆藻声不同转速下都有振动噪声最低的最佳工作点和最漏孙一一1504创.饭嗓声·一令2970r抽物稗.2,{500r,.伪尽佳工作区不同转速下的最佳工作区合并成为水}·*·202:,物帐卜l弓。4对.{伪程l多抉式‘晋路屯力),—泵的总最佳区总最佳
8、工作区随流量变化的规律。卜拼井舟一与管路水力损失曲线基本一致因此可通过设计一一洲斗丰辛曰{{..T,,一....一一l心l‘1「11」_l;一1111尽量增加管路的水力损失曲线与水泵的最佳工作了二一l!J}l⋯}l}一l}一11,}l
