本文關(guān)鍵詞：多級離心泵水動力噪聲研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：泵作為重要的流體機(jī)械,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國民經(jīng)濟(jì)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(dá)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(jìn)行流場計(jì)算、模態(tài)計(jì)算以及內(nèi)外聲場計(jì)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:(1)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聲的研究內(nèi)容�；谟�(jì)算流體力學(xué)與計(jì)算聲學(xué),分析研究多級離心泵的水動力噪聲。(2)對多級離心泵進(jìn)行全流場定常計(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。分析了多級離心泵內(nèi)部壓力場、湍動能的分布,結(jié)果表明首級揚(yáng)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。(3)在定常計(jì)算的基礎(chǔ)上,對多級離心泵進(jìn)行非定常計(jì)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(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),壓力脈動幅值得到加強(qiáng)。(4)采用有限元法,對多級離心泵葉輪及殼體進(jìn)行模態(tài)計(jì)算分析,得到固有頻率及對應(yīng)的各階振型。(5)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(jìn)行內(nèi)聲場計(jì)算,比較分析不同流量特征頻率的聲壓級分布。設(shè)置泵體進(jìn)出口場點(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,聲壓級有一定加強(qiáng)。(6)采用間接邊界元法,基于聲振耦合對多級離心泵進(jìn)行外輻射聲場計(jì)算。在多級離心泵殼體外部設(shè)置指向性場點(diǎn)、球面場點(diǎn)以及兩個(gè)平面場點(diǎn),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。(7)通過數(shù)值模擬分析,找出影響多級離心泵水動力噪聲的影響因素,提出改變?nèi)~輪結(jié)構(gòu)的方案。通過試驗(yàn)對比,研究了葉輪參數(shù)對多級離心泵性能及噪聲的影響。在滿足水力性能要求的情況下,適當(dāng)?shù)販p小葉輪出口直徑或減小葉片直徑可以達(dá)到降噪的效果,從而為以后降低噪聲的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：多級離心泵 數(shù)值模擬 壓力脈動 水動力噪聲 水泵聲場
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 1.3.1 研究對象15
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 多級離心泵的水動力噪聲理論及求解16-20
• 2.1 水動力噪聲聲源16-17
• 2.1.1 單極子聲源16
• 2.1.2 偶極子聲源16
• 2.1.3 四極子聲源16-17
• 2.2 水動力噪聲基本方程17-18
• 2.2.1 Lighthill方程17
• 2.2.2 FW-H方程17-18
• 2.3 水動力噪聲的求解方法18-19
• 2.3.1 聲學(xué)有限元法18
• 2.3.2 聲學(xué)邊界元法18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 多級離心泵的內(nèi)部流場分析20-35
• 3.1 多級離心泵的計(jì)算模型及計(jì)算域20-22
• 3.1.1 計(jì)算模型20-22
• 3.1.2 計(jì)算域22
• 3.2 網(wǎng)格劃分及無關(guān)性分析22-25
• 3.3 定常數(shù)值模擬設(shè)置25
• 3.3.1 邊界條件25
• 3.3.2 控制方程及控制參數(shù)25
• 3.4 外特性試驗(yàn)25-26
• 3.5 外特性對比及分析26-29
• 3.5.1 外特性對比26-27
• 3.5.2 不同級的外特性對比27-29
• 3.6 內(nèi)部流場分析29-34
• 3.6.1 泵體中截面靜壓分布29-30
• 3.6.2 泵體中截面湍動能分布30-32
• 3.6.3 葉輪中截面靜壓分布32-33
• 3.6.4 葉輪中截面湍動能分布33-34
• 3.7 本章小結(jié)34-35
• 第四章 多級離心泵的壓力脈動及模態(tài)分析35-51
• 4.1 多級離心泵的壓力脈動分析35-44
• 4.1.1 非定常數(shù)值模擬設(shè)置35-36
• 4.1.2 壓力脈動監(jiān)測點(diǎn)的布置36-37
• 4.1.3 葉輪內(nèi)壓力脈動分析37-40
• 4.1.4 導(dǎo)葉內(nèi)壓力脈動分析40-44
• 4.2 多級離心泵的模態(tài)分析44-49
• 4.2.1 實(shí)體建模44-45
• 4.2.2 葉輪模態(tài)分析45-47
• 4.2.3 多級離心泵殼體模態(tài)分析47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 第五章 多級離心泵內(nèi)聲場計(jì)算及分析51-63
• 5.1 葉片偶極子聲源內(nèi)聲場計(jì)算及分析51-55
• 5.1.1 葉片偶極子聲源內(nèi)聲場計(jì)算51-52
• 5.1.2 泵設(shè)計(jì)點(diǎn)葉片偶極子聲源內(nèi)聲場分析52-54
• 5.1.3 不同流量葉片偶極子聲源內(nèi)聲場分析54-55
• 5.2 導(dǎo)葉偶極子聲源內(nèi)聲場計(jì)算及分析55-61
• 5.2.1 導(dǎo)葉偶極子聲源內(nèi)聲場計(jì)算55-57
• 5.2.2 泵設(shè)計(jì)點(diǎn)導(dǎo)葉偶極子聲源內(nèi)聲場分析57-58
• 5.2.3 不同流量導(dǎo)葉偶極子聲源內(nèi)聲場分析58-60
• 5.2.4 多級離心泵內(nèi)聲場頻率響應(yīng)分析60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-63
• 第六章 多級離心泵外輻射聲場計(jì)算及分析63-83
• 6.1 外輻射聲場計(jì)算63-64
• 6.1.1 外輻射聲場計(jì)算流程63
• 6.1.2 場點(diǎn)網(wǎng)格設(shè)置63-64
• 6.2 聲場指向性分布分析64-66
• 6.3 球面場點(diǎn)聲壓級分布66-70
• 6.4 平面場點(diǎn)聲壓級分布70-74
• 6.5 外輻射聲場頻率響應(yīng)分析74-77
• 6.6 葉輪參數(shù)對多級離心泵性能及噪聲影響的試驗(yàn)研究77-81
• 6.6.1 多級離心泵性能及噪聲試驗(yàn)儀器78
• 6.6.2 多級離心泵試驗(yàn)方案78-80
• 6.6.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析80-81
• 6.7 本章小結(jié)81-83
• 第七章 總結(jié)與展望83-85
• 7.1 研究總結(jié)83-84
• 7.2 工作展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與參加的科研工作91-92

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本文編號：255809