針對新型主止回閥(利用差動活塞實現(xiàn)閥頭與流體的對沖運動來完成閥的開啟與關閉)，搭建了穩(wěn)態(tài)噪聲特性分析實驗臺，在穩(wěn)態(tài)工況下，進行了不同的初始壓力和不同流量方向的實驗。采用控制變量法，選擇多測點測量來減小由環(huán)境因素引起的偶然誤差。研究表明:新型主止回閥噪聲與流體的流量成對數(shù)關系;閥門噪聲與流體的靜壓力無關，并且新型主止回閥能夠很好的抑制水擊;管路流量變化的方向對止回閥噪聲特性沒有影響。

 

目前，在對于閥門內部結構受力分析與內部流場仿真計算方面，國內外已進行了海量的研究，這些都為止回閥的實驗提供了參考。鄭淑娟采用動網(wǎng)格技術，利用udf功能給定閥芯不同的運動速度，仿真研究了不同閥芯速度以及不同邊界條件的錐閥內的流場。湯智勇等人在提出了錐閥和圓柱滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力的一種新的補償方法，通過使閥套運動，來增加穩(wěn)態(tài)液動力。止回閥是流體控制工程的基本元件，應用十分廣泛。本文采用實驗的方法對本學院新型止回閥的噪聲特性進行探索與研究。噪聲由震動產生，在閥門實際工作過程中由于流體在其中沒有規(guī)則的沖刷導致閥門的震動并不是有規(guī)律可循，再加上實驗中水泵和管道的震動引起閥門的震動等各種復雜不確定的因素，這些復雜的條件不能用仿真的技術全面模擬出來。所以想要深入研究止回閥噪聲特性必須通過實驗的方法。

 

1新型止回閥結構

 

新型止回閥為對沖式止回閥，是利用差動活塞實現(xiàn)閥頭與流體的對沖運動來完成閥的開啟與關閉。通過數(shù)值分析，并與其它類型的止回閥進行過比較，分析表明對沖式止回閥能夠很好地抑制水擊。

 

2干擾源的屏蔽與測量位置的選擇

 

2.1干擾源的屏蔽

實驗方法采用聲學測量方法中的調查法。由于這種方法要求最少的時間和設備。并且可用于性質相似的噪聲源之間的比較。用聲級計測得的聲級來描述，準確程度要求不高，只用有限的測點數(shù)，對聲學環(huán)境不做詳細的分析，但要記錄被測噪聲和時間的關系。不論用哪種方法測量，測量位置的選擇，應避免其他聲源或聲源形狀的細小不規(guī)則性對結果的影響。由于實驗環(huán)境中泵的噪聲會對實驗結果產生影響，所以須對運行的水泵進行噪聲屏蔽。限于實驗條件，在水泵的泵體上覆蓋一層海綿與兩層橡膠。

2.2測量點的選擇

在外界沒有嚴重噪聲干擾時，噪聲測量點的選擇要有代表性，并且要選擇相似點用來驗證。限于聲級計測量的局限性，把噪聲源即止回閥看成近似圓柱體。

 

3新型止回閥穩(wěn)態(tài)噪聲特性

 

兩個支路的止回閥上游分別裝有2臺電動離心泵，泵在額定功率下的流量為1260m3/h。設置兩個回路是為了提高整個模擬一回路系統(tǒng)的安全可靠性。在1臺泵失效的情況下，另1臺泵可以接通電源運轉，完全代替失效泵繼續(xù)給冷卻劑增壓。由于每一個支路上都設置了止回閥，所以冷卻劑不會在兩個支路之間形成回路。實驗過程中所研究的止回閥即為兩個支路上的兩個新型止回閥。將管路充水排氣，并在管路內水的靜壓力為0．6mpa時關閉進水閥門停止充水。打開2號變頻器，啟動2號主泵。流體通過泵增壓后流經(jīng)止回閥，對止回閥的內部進行沖刷和撞擊。當管路系統(tǒng)內的流體流動達到穩(wěn)態(tài)時，管路內流體參數(shù)均保持不變，此時止回閥所發(fā)出的噪聲稱為穩(wěn)態(tài)噪聲。調節(jié)變頻器，使主泵初始運行頻率為5hz，再逐次以3hz遞增調節(jié)變頻器，直到調節(jié)至38hz為止。在每一個工況下管路內流體流動達到穩(wěn)態(tài)時，用聲級計在止回閥上已經(jīng)選擇好的測量點進行噪聲的測量。今后的實驗過程中可以一直采用此3點作為測量點。

3.1穩(wěn)態(tài)噪聲實驗

管路系統(tǒng)的初始壓力0.06mpa，啟動泵后對3點的平均噪聲做平均處理后，最終得到閥門的噪聲與流量關系，對噪聲與流量的散點關系圖進行非線性擬合后選擇出最佳擬合圖形，最終可得到一條平滑完整的對數(shù)曲線。由對數(shù)曲線的特性可進一步形象地描述出噪聲與流量的關系，即噪聲隨流量的增大而增大，但是隨著流量不斷的增大，噪聲增大的幅度越來越小。

3.2流量的變化對止回閥穩(wěn)態(tài)噪聲的影響

本實驗的探究針對一號支路的一號止回閥，這樣可以同時驗證一號止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性和初壓力對其噪聲特性的影響，避免重復實驗，節(jié)省了實驗的時間與成本。在初始壓力分別為0．08和0．16mpa的條件下，開啟一號支路的離心泵，起始頻率為5hz，依次增加3hz，直到泵達到額定頻率50hz，在每一頻率下，管路內流體達到穩(wěn)定狀態(tài)時，用聲級計測取一號止回閥噪聲，獲得兩組數(shù)據(jù)。一號止回閥在工作過程中任一流量下所發(fā)出的機械噪聲。在其他條件相同，使泵的頻率由50hz，每3hz逐次下降，直到5hz，在每一頻率的穩(wěn)態(tài)下測量得到止回閥在管路流量逐漸變小的條件下的噪聲特性。將同一初壓下，流量升降順序不同的曲線置于同一笛卡爾坐標系中。管路的流量變化對止回閥的噪聲特性幾乎沒有影響。所以一號止回閥和二號止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性即在只有一條支路運行時，不論管路的初始壓力為多少，流量如何變化，在穩(wěn)定狀態(tài)下新型止回閥的噪聲特性就是一條與流量相關的對數(shù)曲線。

 

4結論

 

綜上所述，不同的閥門的噪聲特性關系式中的對應常數(shù)不盡相同，具體與閥門內部的構造有關。管路的初始壓力與流量的變化方向對實驗室新型止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性沒有影響。管路的初始壓力也就是所謂的靜壓提高，雖然造成流經(jīng)閥門內部的流體總水頭提高，但是對閥門的沖刷的撞擊并沒有改變，說明閥門的噪聲特性與流經(jīng)其內部流體的動壓頭有關，而與靜壓頭無關。至于管路流量變化的方向對止回閥噪聲特性沒有影響的根本原因在于，本實驗測得的閥門噪聲是在閥體內部流體穩(wěn)定流動時所測得。因此不管流量是從高到低變化抑或是從低到高變化，對于一特定流量下的止回閥內部的流場是一致的，所以流體對閥內構件的沖刷與撞擊是相同的，故噪聲大小也是相同的。

 

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