多級離心泵水動力噪聲研究.pdf

1、泵作為重要的流體機械，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國民經(jīng)濟的各領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。本文所研究的多級離心泵主要用于城市建筑供水和居民生活用水，不僅要達到優(yōu)良的水力性能，而且對降噪抑噪也提出了較高的要求。針對多級離心泵水動力噪聲問題，本文以四級多級離心泵為研究對象，進行流場計算、模態(tài)計算以及內(nèi)外聲場計算，分析了內(nèi)部流動、壓力脈動、模態(tài)以及內(nèi)外聲場特性。本文的主要研究內(nèi)容及取得的成果如下：
　?。?）歸納整理國內(nèi)外泵噪聲的研究現(xiàn)狀，確定多級離心泵水動力噪

2、聲的研究內(nèi)容。基于計算流體力學(xué)與計算聲學(xué)，分析研究多級離心泵的水動力噪聲。
　?。?）對多級離心泵進行全流場定常計算，外特性試驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果相吻合，從而證實了數(shù)值模擬的正確性和可靠性。分析了多級離心泵內(nèi)部壓力場、湍動能的分布，結(jié)果表明首級揚程要高于其它級，葉輪與導(dǎo)葉間的動靜干涉區(qū)是影響水力性能的重要區(qū)域。
　?。?）在定常計算的基礎(chǔ)上，對多級離心泵進行非定常計算并分析其壓力脈動特性。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)的壓力脈動幅值要遠高于反導(dǎo)葉流道，且靠近正導(dǎo)葉進口幅值最大。在葉輪葉頻與導(dǎo)葉葉頻最小公倍數(shù)的頻率點，壓力脈動幅值得到加強。
　?。?）采用有限元法，對多級離心泵葉輪及殼體進行模態(tài)計算分析，得到固有頻率及對應(yīng)的各階振型。
　?。?）采用直接邊界元法，以葉輪葉片和導(dǎo)葉表面壓力脈動力為聲源，對多級離心泵進行內(nèi)聲場計算，比較分析不同流量特

4、征頻率的聲壓級分布。設(shè)置泵體進出口場點，進行頻率響應(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，聲壓級有一定加強。
　?。?）采用間接邊界元法，基于聲振耦合對多級離心泵進行外輻射聲場計算。在多級離心泵殼體外部設(shè)置指向性場點、球面場點以及兩個平面場點，對比分析不同流量特征頻率的指向性分布和聲壓級分布。對比分析頻率響應(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。