在化工燃?xì)廨啓C(jī)工作過程中,由于氣流的收縮和擴(kuò)壓等流動(dòng)引起了輸氣管內(nèi)部空氣密度和壓力的變化,從而產(chǎn)生了壓力波,在其傳播過程中,會(huì)導(dǎo)致明顯的氣動(dòng)噪聲污染,進(jìn)而影響工作人員的身心健康,并降低生產(chǎn)效率。由于不同的工作環(huán)境下噪聲的強(qiáng)度、分布情況及輸氣管道的流場分布會(huì)因工作環(huán)境的不同而具有差異性,因而開展化工燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣管道的流場、和聲學(xué)性能的研究工作,對了解進(jìn)氣管道流場和噪聲分布情況,以及采取具有針對性的降噪措施具有重要意義。本文以某大型環(huán)保設(shè)備有限公司的化工燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣管道為研究對象,采用計(jì)算力學(xué)(CFD)和聲學(xué)有限元方法(Acoustics-FEM)對進(jìn)氣管道的流場和聲場進(jìn)行了仿真分析,具體工作如下:(1)闡述了化工燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣管噪聲源的產(chǎn)生機(jī)理、CFD和聲學(xué)的理論、研究現(xiàn)狀及仿真應(yīng)用軟件。在此基礎(chǔ)上,提出了本文的研究內(nèi)容、方法和技術(shù)路線。(2)闡述了施工現(xiàn)場對流場特性的要求。通過Fluent模擬了進(jìn)氣管道內(nèi)流場,得到了其壓力、速度、湍流分布和進(jìn)出口壓損及畸變參數(shù),分析了進(jìn)氣管道的流場特性,結(jié)果顯示:進(jìn)氣管出風(fēng)口出現(xiàn)負(fù)壓,提高了周圍氣流的交換率;進(jìn)氣管的流速和空氣動(dòng)能從進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口逐漸增大,有利于化工燃?xì)廨啓C(jī)旋轉(zhuǎn)葉片的工作;進(jìn)氣管的流場特性滿足現(xiàn)場要求。(3)闡述了施工現(xiàn)場對聲學(xué)性能的要求。通過Virtual.Lab計(jì)算了未考慮氣流流動(dòng)影響和考慮氣流流動(dòng)影響的進(jìn)氣管道的內(nèi)聲場,計(jì)算了它們的傳遞損失,并對比和分析了兩者內(nèi)聲場和進(jìn)出口傳遞損失,結(jié)果顯示:傳遞損失曲線波動(dòng)較大,消聲峰值的頻寬較窄,傳遞損失值均未滿足現(xiàn)場要求,需采取一定的降噪措施來提高管道的消聲量;當(dāng)馬赫數(shù)小于0.3時(shí),可不考慮氣流流動(dòng)對聲學(xué)性能的影響。(4)通過Fluent和Virtual.Lab分別模擬和計(jì)算了安裝消聲器的管道內(nèi)流場和聲場,得到了其壓力、速度、湍流分布、進(jìn)出口壓損,畸變參數(shù)和傳遞損失,并與進(jìn)氣管道的流場和聲學(xué)仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析,結(jié)果顯示:安裝消聲器后的管道性能有小幅下降,其中流場的壓損滿足現(xiàn)場要求,但流動(dòng)均勻性未達(dá)標(biāo);雖然管道的消聲量有大幅提高,但20~60Hz和160~460Hz的消聲量未滿足現(xiàn)場要求。(5)闡述了消聲器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)場要求。研究了吸聲材料的厚度、數(shù)量和消聲板導(dǎo)流角對消聲管道空氣流場特性的影響,及吸聲材料的結(jié)構(gòu)因子、流阻、孔隙率、厚度、數(shù)量和消聲板導(dǎo)流角對消聲管道聲學(xué)性能的影響,結(jié)合消聲器現(xiàn)場的施工要求和現(xiàn)場消聲器的結(jié)構(gòu)參數(shù),經(jīng)過計(jì)算和仿真,對現(xiàn)場采用的消聲器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并將其聲學(xué)和流場的仿真計(jì)算結(jié)果與裝配現(xiàn)場消聲器的進(jìn)氣管的聲學(xué)和流場仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析,結(jié)果顯示:消聲器的結(jié)構(gòu)參數(shù)合理,其聲學(xué)和流場特性均滿足施工現(xiàn)場的要求,為化工燃?xì)廨啓C(jī)消聲器的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和參考。
【學(xué)位單位】：江漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ052.7
【部分圖文】：

江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 現(xiàn)狀NT 公司開發(fā)的 CFD(Computational Fluid Dynamics)軟件場占有率較高、計(jì)算方法先進(jìn)、前后處理工具的功能型，一般用于流體的模擬仿真。以有限體積法為基礎(chǔ)和三維體模型的定常、瞬態(tài)、可壓縮和不可壓縮的單和化學(xué)反應(yīng)等問題的仿真分析。Fluent 軟件由 C 語言高度自動(dòng)化的內(nèi)存動(dòng)態(tài)分配功能，如 Fluent 軟件的 c用戶的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器同時(shí)獨(dú)立運(yùn)算的功能[7]

圖 1-2 Virtual. Lab 仿真計(jì)算流程維聲學(xué)理論學(xué)理論研究方法的雛形是傳遞矩陣法，始于 19 世紀(jì) 20 年代，它是在一的基礎(chǔ)上被建立的聲學(xué)研究方法。最初的傳遞矩陣較簡單，未考慮流動(dòng)聲場的影響，所以其應(yīng)用范圍有限。20 世紀(jì)下半葉，消聲器的理論雛形tewart[26]建立，他率先將聲學(xué)濾波器理論和集中參數(shù)近似算法應(yīng)用在化工聲器設(shè)計(jì)中。Davis[27]采用一維聲波方程研究了旁路振動(dòng)腔和各級膨脹腔隨后，Davis[28-29]等人在不考慮流體流動(dòng)影響的條件下，采用一維聲波方聲學(xué)單元的四級子參數(shù)，針對不同聲學(xué)單元，分別建立了它們的聲學(xué)特Fukuda[30]等人借鑒與電路等效的聲學(xué)傳遞矩陣法研究了消聲器的聲學(xué)傳i[31]等人通過借鑒和參考等效電路法，推導(dǎo)出了消聲器的傳遞矩陣n[32]等人研究了氣流流動(dòng)對聲學(xué)單元聲學(xué)性能的影響，建立了考慮流動(dòng)影模型。Munjal[33]等人研究了阻抗復(fù)合式消聲器的聲學(xué)傳遞特性。隨后，M[35]

用于形成物體振動(dòng)的媒介物質(zhì)慣性的表= —煤質(zhì)的密度； —截面面積。似，用于有限容量體積內(nèi)可壓縮和膨脹媒介物= 物質(zhì)的原始體積； —媒介物質(zhì)的密度； —煤路學(xué)線路中有入口面和出口面。入口面和出口面路：
【參考文獻(xiàn)】

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1 趙松齡,盛勝我;抗性消聲器中含穿孔管時(shí)的聲傳遞矩陣[J];聲學(xué)技術(shù);2000年01期

本文編號(hào)：2864571