多級(jí)離心泵水動(dòng)力噪聲研究.pdf

1、泵作為重要的流體機(jī)械，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。本文所研究的多級(jí)離心泵主要用于城市建筑供水和居民生活用水，不僅要達(dá)到優(yōu)良的水力性能，而且對(duì)降噪抑噪也提出了較高的要求。針對(duì)多級(jí)離心泵水動(dòng)力噪聲問(wèn)題，本文以四級(jí)多級(jí)離心泵為研究對(duì)象，進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算、模態(tài)計(jì)算以及內(nèi)外聲場(chǎng)計(jì)算，分析了內(nèi)部流動(dòng)、壓力脈動(dòng)、模態(tài)以及內(nèi)外聲場(chǎng)特性。本文的主要研究?jī)?nèi)容及取得的成果如下：
　?。?）歸納整理國(guó)內(nèi)外泵噪聲的研究現(xiàn)狀，確定多級(jí)離心泵水動(dòng)力噪

2、聲的研究?jī)?nèi)容?；谟?jì)算流體力學(xué)與計(jì)算聲學(xué)，分析研究多級(jí)離心泵的水動(dòng)力噪聲。
　?。?）對(duì)多級(jí)離心泵進(jìn)行全流場(chǎng)定常計(jì)算，外特性試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果相吻合，從而證實(shí)了數(shù)值模擬的正確性和可靠性。分析了多級(jí)離心泵內(nèi)部壓力場(chǎng)、湍動(dòng)能的分布，結(jié)果表明首級(jí)揚(yáng)程要高于其它級(jí)，葉輪與導(dǎo)葉間的動(dòng)靜干涉區(qū)是影響水力性能的重要區(qū)域。
　?。?）在定常計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)多級(jí)離心泵進(jìn)行非定常計(jì)算并分析其壓力脈動(dòng)特性。葉輪流道內(nèi)的主頻是導(dǎo)葉葉頻，與導(dǎo)葉葉

3、片數(shù)有關(guān)，靠近葉輪出口壓力脈動(dòng)幅值大。導(dǎo)葉流道內(nèi)的主頻是葉輪葉頻，與葉輪葉片數(shù)有關(guān)。正導(dǎo)葉流道內(nèi)的壓力脈動(dòng)幅值要遠(yuǎn)高于反導(dǎo)葉流道，且靠近正導(dǎo)葉進(jìn)口幅值最大。在葉輪葉頻與導(dǎo)葉葉頻最小公倍數(shù)的頻率點(diǎn)，壓力脈動(dòng)幅值得到加強(qiáng)。
　　（4）采用有限元法，對(duì)多級(jí)離心泵葉輪及殼體進(jìn)行模態(tài)計(jì)算分析，得到固有頻率及對(duì)應(yīng)的各階振型。
　?。?）采用直接邊界元法，以葉輪葉片和導(dǎo)葉表面壓力脈動(dòng)力為聲源，對(duì)多級(jí)離心泵進(jìn)行內(nèi)聲場(chǎng)計(jì)算，比較分析不同流量特

4、征頻率的聲壓級(jí)分布。設(shè)置泵體進(jìn)出口場(chǎng)點(diǎn)，進(jìn)行頻率響應(yīng)分析，主頻是葉輪葉頻或三倍葉輪葉頻，兩倍葉輪葉頻也有較高的峰值。三倍葉輪葉頻也是兩倍導(dǎo)葉葉頻，聲壓級(jí)有一定加強(qiáng)。
　?。?）采用間接邊界元法，基于聲振耦合對(duì)多級(jí)離心泵進(jìn)行外輻射聲場(chǎng)計(jì)算。在多級(jí)離心泵殼體外部設(shè)置指向性場(chǎng)點(diǎn)、球面場(chǎng)點(diǎn)以及兩個(gè)平面場(chǎng)點(diǎn)，對(duì)比分析不同流量特征頻率的指向性分布和聲壓級(jí)分布。對(duì)比分析頻率響應(yīng)曲線，主頻是葉輪葉頻，次主頻是兩倍葉輪葉頻或三倍葉輪葉頻。