發(fā)布時間：2021-06-16 10:14

　　為研究液下泵內(nèi)部流動的非定常特性及噪聲規(guī)律,通過采用計算流體動力學(xué)軟件ANSYS CFX15.0與LMS Virtual.lab聲學(xué)仿真軟件相結(jié)合的一種間接混合計算方法,對液下泵內(nèi)部流場及其聲場進(jìn)行求解.在該計算方法中,對流場進(jìn)行求解得到監(jiān)測點的非定常壓力脈動,從而獲得非穩(wěn)態(tài)的壓力脈動頻域特性規(guī)律;基于聲學(xué)邊界元法,對液下泵蝸殼偶極子內(nèi)場噪聲和葉片偶極子內(nèi)場噪聲進(jìn)行求解,獲得了邊界元表面的聲壓級分布以及典型場點的聲壓頻率曲線.計算結(jié)果表明:葉片掃掠過程中與蝸殼隔舌的相互作用產(chǎn)生較大的壓力脈動,隔舌附近的噪聲是流動噪聲的主要噪聲源;聲壓級在葉片通過頻率及其諧頻時達(dá)到極大值,隨頻率的增大,聲壓級極大值都呈現(xiàn)衰減狀態(tài).研究結(jié)果可為液下泵的后續(xù)降噪分析提供一定的理論基礎(chǔ). 

【文章來源】：排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2020,38(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

外特性曲線的試驗值與計算值

為了獲得液下泵內(nèi)部流場典型點的壓力脈動規(guī)律，在計算模型中設(shè)置監(jiān)測點(見圖2)，其中監(jiān)測點F1～F9在蝸殼區(qū)域，F(xiàn)7和F9位于蝸殼隔舌附近，F(xiàn)10～F12在葉輪區(qū)域，F(xiàn)10位于葉輪進(jìn)口附近，F(xiàn)12位于葉輪出口附近．葉輪轉(zhuǎn)速為1 450 r/min，葉片數(shù)為5，因此計算得到軸頻為24.17 Hz，葉片通過頻率為軸頻的5倍，為120.83 Hz.

圖3為由快速傅里葉變換(FFT)得到的蝸殼流道監(jiān)測點壓力脈動頻域圖，可以看出:壓力脈動主要以小于1 000 Hz的低頻為主;蝸殼內(nèi)監(jiān)測點壓力脈動主頻為120.77 Hz，次頻為240.54 Hz，與葉頻120.83 Hz及其2倍葉頻241.66 Hz基本相等，這與旋轉(zhuǎn)葉片和蝸殼流道之間的相互作用有關(guān);蝸殼流道內(nèi)的壓力脈動在葉頻及其倍頻處皆達(dá)到極值點，葉頻下的壓力脈動強度是整體壓力脈動強度的主要貢獻(xiàn)量;監(jiān)測點F1處的壓力脈動幅值較高，達(dá)9 089.73 Pa,F6處的較低，為362.60 Pa，這是因為從點F1～F6受蝸殼隔舌與葉輪之間動靜干涉的影響越來越弱，這也與壓力脈動時域圖分析一致;在蝸殼附近監(jiān)測點F7幅值最大，達(dá)21 760.52 Pa，這是由于點F7處受到蝸殼隔舌與葉輪之間的相互作用最為強烈．圖4為葉輪區(qū)域壓力脈動頻域圖，可以看出:3個監(jiān)測點的壓力脈動主要以軸頻與葉頻為主，軸頻處的幅值較大，這是因為葉輪轉(zhuǎn)動對流道中的流體具有較大影響;從葉輪進(jìn)口到葉輪出口，壓力脈動逐漸增強，在監(jiān)測點F10處壓力脈動幅值為8 361.61 Pa，點F12處達(dá)到24 406.69 Pa，這主要是因為臨近葉輪出口處受到射流-尾跡與蝸殼隔舌的雙重影響．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]離心泵變轉(zhuǎn)速壓力脈動特性的試驗研究[J]. 高波,王孝軍,倪丹,周文杰,劉凱.  流體機(jī)械. 2018(08)
[2]葉輪隔舌間隙對離心泵性能和流動噪聲影響的試驗研究[J]. 司喬瑞,袁壽其,袁建平.  振動與沖擊. 2016(03)
[3]離心泵噪聲研究的綜述和展望[J]. 蔣愛華,張志誼,章藝,華宏星.  振動與沖擊. 2011(02)

博士論文
[1]離心泵低噪聲水力設(shè)計及動靜干涉機(jī)理研究[D]. 司喬瑞.江蘇大學(xué) 2014

碩士論文
[1]液下泵流動噪聲研究及優(yōu)化設(shè)計[D]. 羅波.江蘇大學(xué) 2017



本文編號：3232887