基于數(shù)值模擬的直筒籠式閥門流噪聲特性分析.pdf

1、調(diào)節(jié)控制閥在現(xiàn)代自動化和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，所以對于控制閥內(nèi)部流噪聲特性的分析具有非常重要的意義?？刂崎y內(nèi)部流場比較復(fù)雜多變，而且噪聲比較難以測量，以往研究手段一般都是實(shí)驗(yàn)方法，然后獲得一些閥門總體性能的參數(shù)。但是由于受到實(shí)驗(yàn)成本和裝置的限制，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的控制閥內(nèi)部流道流場和聲場，很難獲得比較準(zhǔn)確的相關(guān)參數(shù)。本次研究嘗試通過數(shù)值模擬的方法，并結(jié)合閥門流場和聲場，對閥門流噪聲特性進(jìn)行計算和分析。
　　根據(jù)流體力學(xué)和計算聲學(xué)基本理

2、論和方法，建立控制閥的三維流場模型和三維聲場模型。選取100％開度、70%開度、40%開度和10%開度四種工況下的閥門，使用計算流體力學(xué)軟件Fluent進(jìn)行流場數(shù)值模擬計算和聲學(xué)計算軟件Actran進(jìn)行聲場數(shù)值模擬計算。然后獲得閥門流場的一些重要參數(shù)，如壓力分布、速度分布和湍流強(qiáng)度分布，以及獲得閥門噪聲的相關(guān)參數(shù)，如聲壓頻譜分布、聲指向特性分布、聲壓分布。
　　根據(jù)流場計算結(jié)果，確定控制閥不同開度和流量系數(shù)之間的關(guān)系和閥門內(nèi)部流場

3、的變化。研究結(jié)果表明，速度、壓力變化以及渦旋強(qiáng)度比較大的區(qū)域集中在閥門內(nèi)部套筒窗口以及套筒處，進(jìn)而預(yù)測這塊區(qū)域是噪聲源所在區(qū)域。并分析不同開度閥門流場變化產(chǎn)生差異的原因。
　　分別選用閥門內(nèi)部和閥門外部的兩組監(jiān)測點(diǎn)來分析控制閥內(nèi)部和外部的噪聲特性。分析結(jié)果表明，閥門內(nèi)部噪聲頻譜分布在低頻和高頻狀態(tài)下存在差異，同時閥門中間區(qū)域聲壓都要高于上下游區(qū)域。閥門外部噪聲聲指向特性分布中，低頻狀態(tài)下的圖形規(guī)則和對稱性要優(yōu)于高頻狀態(tài)下的圖形。同