針對(duì)新型主止回閥(利用差動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)閥頭與流體的對(duì)沖運(yùn)動(dòng)來完成閥的開啟與關(guān)閉)，搭建了穩(wěn)態(tài)噪聲特性分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在穩(wěn)態(tài)工況下，進(jìn)行了不同的初始?jí)毫筒煌髁糠较虻膶?shí)驗(yàn)。采用控制變量法，選擇多測(cè)點(diǎn)測(cè)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(duì)數(shù)關(guān)系;閥門噪聲與流體的靜壓力無關(guān)，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?qū)χ够亻y噪聲特性沒有影響。
目前，在對(duì)于閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力分析與內(nèi)部流場(chǎng)仿真計(jì)算方面，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了海量的研究，這些都為止回閥的實(shí)驗(yàn)提供了參考。鄭淑娟采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，利用udf功能給定閥芯不同的運(yùn)動(dòng)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(nèi)的流場(chǎng)。湯智勇等人在提出了錐閥和圓柱滑閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的一種新的補(bǔ)償方法，通過使閥套運(yùn)動(dòng)，來增加穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力。止回閥是流體控制工程的基本元件，應(yīng)用十分廣泛。本文采用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)本學(xué)院新型止回閥的噪聲特性進(jìn)行探索與研究。噪聲由震動(dòng)產(chǎn)生，在閥門實(shí)際工作過程中由于流體在其中沒有規(guī)則的沖刷導(dǎo)致閥門的震動(dòng)并不是有規(guī)律可循，再加上實(shí)驗(yàn)中水泵和管道的震動(dòng)引起閥門的震動(dòng)等各種復(fù)雜不確定的因素，這些復(fù)雜的條件不能用仿真的技術(shù)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(shí)驗(yàn)的方法。
1新型止回閥結(jié)構(gòu)
新型止回閥為對(duì)沖式止回閥，是利用差動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)閥頭與流體的對(duì)沖運(yùn)動(dòng)來完成閥的開啟與關(guān)閉。通過數(shù)值分析，并與其它類型的止回閥進(jìn)行過比較，分析表明對(duì)沖式止回閥能夠很好地抑制水擊。
2干擾源的屏蔽與測(cè)量位置的選擇
2.1干擾源的屏蔽
實(shí)驗(yàn)方法采用聲學(xué)測(cè)量方法中的調(diào)查法。由于這種方法要求最少的時(shí)間和設(shè)備。并且可用于性質(zhì)相似的噪聲源之間的比較。用聲級(jí)計(jì)測(cè)得的聲級(jí)來描述，準(zhǔn)確程度要求不高，只用有限的測(cè)點(diǎn)數(shù)，對(duì)聲學(xué)環(huán)境不做詳細(xì)的分析，但要記錄被測(cè)噪聲和時(shí)間的關(guān)系。不論用哪種方法測(cè)量，測(cè)量位置的選擇，應(yīng)避免其他聲源或聲源形狀的細(xì)小不規(guī)則性對(duì)結(jié)果的影響。由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境中泵的噪聲會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，所以須對(duì)運(yùn)行的水泵進(jìn)行噪聲屏蔽。限于實(shí)驗(yàn)條件，在水泵的泵體上覆蓋一層海綿與兩層橡膠。
2.2測(cè)量點(diǎn)的選擇
在外界沒有嚴(yán)重噪聲干擾時(shí)，噪聲測(cè)量點(diǎn)的選擇要有代表性，并且要選擇相似點(diǎn)用來驗(yàn)證。限于聲級(jí)計(jì)測(cè)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(gè)支路的止回閥上游分別裝有2臺(tái)電動(dòng)離心泵，泵在額定功率下的流量為1260m3/h。設(shè)置兩個(gè)回路是為了提高整個(gè)模擬一回路系統(tǒng)的安全可靠性。在1臺(tái)泵失效的情況下，另1臺(tái)泵可以接通電源運(yùn)轉(zhuǎn)，完全代替失效泵繼續(xù)給冷卻劑增壓。由于每一個(gè)支路上都設(shè)置了止回閥，所以冷卻劑不會(huì)在兩個(gè)支路之間形成回路。實(shí)驗(yàn)過程中所研究的止回閥即為兩個(gè)支路上的兩個(gè)新型止回閥。將管路充水排氣，并在管路內(nèi)水的靜壓力為0．6mpa時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥門停止充水。打開2號(hào)變頻器，啟動(dòng)2號(hào)主泵。流體通過泵增壓后流經(jīng)止回閥，對(duì)止回閥的內(nèi)部進(jìn)行沖刷和撞擊。當(dāng)管路系統(tǒng)內(nèi)的流體流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，管路內(nèi)流體參數(shù)均保持不變，此時(shí)止回閥所發(fā)出的噪聲稱為穩(wěn)態(tài)噪聲。調(diào)節(jié)變頻器，使主泵初始運(yùn)行頻率為5hz，再逐次以3hz遞增調(diào)節(jié)變頻器，直到調(diào)節(jié)至38hz為止。在每一個(gè)工況下管路內(nèi)流體流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，用聲級(jí)計(jì)在止回閥上已經(jīng)選擇好的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行噪聲的測(cè)量。今后的實(shí)驗(yàn)過程中可以一直采用此3點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)。
3.1穩(wěn)態(tài)噪聲實(shí)驗(yàn)
管路系統(tǒng)的初始?jí)毫?.06mpa，啟動(dòng)泵后對(duì)3點(diǎn)的平均噪聲做平均處理后，最終得到閥門的噪聲與流量關(guān)系，對(duì)噪聲與流量的散點(diǎn)關(guān)系圖進(jìn)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(duì)數(shù)曲線。由對(duì)數(shù)曲線的特性可進(jìn)一步形象地描述出噪聲與流量的關(guān)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(duì)止回閥穩(wěn)態(tài)噪聲的影響
本實(shí)驗(yàn)的探究針對(duì)一號(hào)支路的一號(hào)止回閥，這樣可以同時(shí)驗(yàn)證一號(hào)止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性和初壓力對(duì)其噪聲特性的影響，避免重復(fù)實(shí)驗(yàn)，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間與成本。在初始?jí)毫Ψ謩e為0．08和0．16mpa的條件下，開啟一號(hào)支路的離心泵，起始頻率為5hz，依次增加3hz，直到泵達(dá)到額定頻率50hz，在每一頻率下，管路內(nèi)流體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，用聲級(jí)計(jì)測(cè)取一號(hào)止回閥噪聲，獲得兩組數(shù)據(jù)。一號(hào)止回閥在工作過程中任一流量下所發(fā)出的機(jī)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(cè)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(biāo)系中。管路的流量變化對(duì)止回閥的噪聲特性幾乎沒有影響。所以一號(hào)止回閥和二號(hào)止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性即在只有一條支路運(yùn)行時(shí)，不論管路的初始?jí)毫槎嗌伲髁咳绾巫兓诜€(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(guān)的對(duì)數(shù)曲線。
4結(jié)論
綜上所述，不同的閥門的噪聲特性關(guān)系式中的對(duì)應(yīng)常數(shù)不盡相同，具體與閥門內(nèi)部的構(gòu)造有關(guān)。管路的初始?jí)毫εc流量的變化方向?qū)?shí)驗(yàn)室新型止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性沒有影響。管路的初始?jí)毫σ簿褪撬^的靜壓提高，雖然造成流經(jīng)閥門內(nèi)部的流體總水頭提高，但是對(duì)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(nèi)部流體的動(dòng)壓頭有關(guān)，而與靜壓頭無關(guān)。至于管路流量變化的方向?qū)χ够亻y噪聲特性沒有影響的根本原因在于，本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的閥門噪聲是在閥體內(nèi)部流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)所測(cè)得。因此不管流量是從高到低變化抑或是從低到高變化，對(duì)于一特定流量下的止回閥內(nèi)部的流場(chǎng)是一致的，所以流體對(duì)閥內(nèi)構(gòu)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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