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离心泵噪声研究现状及未来发展

返回列表 来源:gg30.cn 浏览: 发布日期:2019-07-30 07:44【

离心泵噪声研究现状及未来发展

  1.1.1蜗壳几何形状影响离心泵噪声的研究

    人们很早以前就开始关注蜗壳对离心风机产生噪声的影响,早在1963年Embleton等人就尝试通过改变蜗舌几何形状的方式来降低离心风机的噪声,例如改变蜗舌与叶片顶部的相对角度等,1976年W.Neise在确定真空清洁器噪声源的研究中对改变蜗舌形状的方式的来减小叶轮机械噪声方法做了进一步总结。离心风机与离心泵同属于叶轮机械,他们在性质上有很多相似之处,包括噪声产生的机理,所以后来在离心泵产生噪声的研究中,蜗壳几何形状也成为了研究的重点之一。

    1985年Tourret等人就测试了带有涡壳的离心泵的噪声并发现发生压力脉动最严重的地方是离心泵的蜗舌,而结构表面的压力脉动与结构辐射有着确定的对应关系。1992年Dong等和1993年Chu等也通过试验研究对离心泵的蜗壳中不同部分的特征对流场的影响作了研究,这为1997年Dong改变离心泵蜗舌与叶轮的几何尺寸来试验研究离心泵的噪声打下了基础。Dong在他的研究中指出,当蜗舌与叶轮的之间的间隙较大时,离心泵中叶轮的尾迹对离心泵噪声贡献不显著,唯一对离心泵噪声有贡献的是蜗舌的振动,而蜗舌的振动与其刚度有关。因此,要通过改变蜗壳形状来降低离心泵结构的辐射噪声,可以通过加大蜗舌与叶轮之间的间隙、增加蜗舌的刚度、在蜗舌处贴阻尼贴片等方式来完成。在蜗舌形状对离心泵噪声的重要性确定以后,Langthjem等人在2004年建立了离心泵的二维数学模型对离心泵的几何形状与噪声源的关系进行了研究。虽然Langthjem的研究是基于二维数学模型的基础之上,但他的结果符合Dong的实验研究结果,为建立三维数学模型打下了基础。现在,对离心泵蜗壳形状对噪声的影响集中于数值模拟的研究。

    1.1.2叶轮影响离心泵噪声的研究

    作为离心泵中核心的工作部件,叶轮以及安装于叶轮上的叶片对离心泵噪声的影响至关重要,对他们的研究集中于叶轮与叶片的几何形状、尺寸以及其表面非定常力对噪声的影响。Embleton在研究蜗壳对离心风机噪声影响的同时,也对不同叶轮尺寸下的噪声进行了研究,他通过在叶片上开槽等方法来降低噪声;1997年Dong在他的研究中也把叶轮的尺寸对离心泵噪声的影响作为了研究的内容之一,并根据所测得的流场的数据在叶片之间安装更短的叶片以降低噪声;2006年耿少娟等人还通过数值方法研究了无短叶片、有长短叶片和短短叶片三种叶轮的离心泵非定常流情况下的全三维流场,以用于离心泵噪声的研究。1991年Howe通过从流体中旋涡的角度分析得知离心泵的噪声会由于叶片与流体旋涡耦合而间接产生,当漩蜗中心靠近叶片前缘时,耦合作用将在叶片上产生非定常力,该力引起叶片的振动而产生低频噪声;Langthjem、Ardizzon等人在Howe的基础上所作的流动噪声研究也表明,离心泵噪声的主要成因之一就是叶轮叶片表面所受非定常力。2004年吴仁荣等人也论述了叶轮进口直径、叶轮叶片进口安放角、叶轮叶片数、叶轮出口宽度等对离心泵噪声的影响。

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