針對新型主止回閥(利用差動活塞實現(xiàn)閥頭與流體的對沖運動來完成閥的開啟與關(guān)閉)，搭建了穩(wěn)態(tài)噪聲特性分析實驗臺，在穩(wěn)態(tài)工況下，進行了不同的初始壓力和不同流量方向的實驗。采用控制變量法，選擇多測點測量來減小由環(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，在對于閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力分析與內(nèi)部流場仿真計算方面，國內(nèi)外已進行了海量的研究，這些都為止回閥的實驗提供了參考。鄭淑娟采用動網(wǎng)格技術(shù)，利用udf功能給定閥芯不同的運動速度，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。湯智勇等人在提出了錐閥和圓柱滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力的一種新的補償方法，通過使閥套運動，來增加穩(wěn)態(tài)液動力。止回閥是流體控制工程的基本元件，應(yīng)用十分廣泛。本文采用實驗的方法對本學(xué)院新型止回閥的噪聲特性進行探索與研究。噪聲由震動產(chǎn)生，在閥門實際工作過程中由于流體在其中沒有規(guī)則的沖刷導(dǎo)致閥門的震動并不是有規(guī)律可循，再加上實驗中水泵和管道的震動引起閥門的震動等各種復(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驗的方法。

 

1新型止回閥結(jié)構(gòu)

 

新型止回閥為對沖式止回閥，是利用差動活塞實現(xiàn)閥頭與流體的對沖運動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行過比較，分析表明對沖式止回閥能夠很好地抑制水擊。

 

2干擾源的屏蔽與測量位置的選擇

 

2.1干擾源的屏蔽

實驗方法采用聲學(xué)測量方法中的調(diào)查法。由于這種方法要求最少的時間和設(shè)備。并且可用于性質(zhì)相似的噪聲源之間的比較。用聲級計測得的聲級來描述，準(zhǔn)確程度要求不高，只用有限的測點數(shù)，對聲學(xué)環(huán)境不做詳細的分析，但要記錄被測噪聲和時間的關(guān)系。不論用哪種方法測量，測量位置的選擇，應(yīng)避免其他聲源或聲源形狀的細小不規(guī)則性對結(jié)果的影響。由于實驗環(huán)境中泵的噪聲會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，所以須對運行的水泵進行噪聲屏蔽。限于實驗條件，在水泵的泵體上覆蓋一層海綿與兩層橡膠。

2.2測量點的選擇

在外界沒有嚴(yán)重噪聲干擾時，噪聲測量點的選擇要有代表性，并且要選擇相似點用來驗證。限于聲級計測量的局限性，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

 

兩個支路的止回閥上游分別裝有2臺電動離心泵，泵在額定功率下的流量為1260m3/h。設(shè)置兩個回路是為了提高整個模擬一回路系統(tǒng)的安全可靠性。在1臺泵失效的情況下，另1臺泵可以接通電源運轉(zhuǎn)，完全代替失效泵繼續(xù)給冷卻劑增壓。由于每一個支路上都設(shè)置了止回閥，所以冷卻劑不會在兩個支路之間形成回路。實驗過程中所研究的止回閥即為兩個支路上的兩個新型止回閥。將管路充水排氣，并在管路內(nèi)水的靜壓力為0．6mpa時關(guān)閉進水閥門停止充水。打開2號變頻器，啟動2號主泵。流體通過泵增壓后流經(jīng)止回閥，對止回閥的內(nèi)部進行沖刷和撞擊。當(dāng)管路系統(tǒng)內(nèi)的流體流動達到穩(wěn)態(tài)時，管路內(nèi)流體參數(shù)均保持不變，此時止回閥所發(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。在每一個工況下管路內(nèi)流體流動達到穩(wěn)態(tài)時，用聲級計在止回閥上已經(jīng)選擇好的測量點進行噪聲的測量。今后的實驗過程中可以一直采用此3點作為測量點。

3.1穩(wěn)態(tài)噪聲實驗

管路系統(tǒng)的初始壓力0.06mpa，啟動泵后對3點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，對噪聲與流量的散點關(guān)系圖進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數(shù)曲線。由對數(shù)曲線的特性可進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流量的變化對止回閥穩(wěn)態(tài)噪聲的影響

本實驗的探究針對一號支路的一號止回閥，這樣可以同時驗證一號止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性和初壓力對其噪聲特性的影響，避免重復(fù)實驗，節(jié)省了實驗的時間與成本。在初始壓力分別為0．08和0．16mpa的條件下，開啟一號支路的離心泵，起始頻率為5hz，依次增加3hz，直到泵達到額定頻率50hz，在每一頻率下，管路內(nèi)流體達到穩(wěn)定狀態(tài)時，用聲級計測取一號止回閥噪聲，獲得兩組數(shù)據(jù)。一號止回閥在工作過程中任一流量下所發(fā)出的機械噪聲。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。管路的流量變化對止回閥的噪聲特性幾乎沒有影響。所以一號止回閥和二號止回閥的穩(wěn)態(tài)噪聲特性即在只有一條支路運行時，不論管路的初始壓力為多少，流量如何變化，在穩(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)。管路的初始壓力與流量的變化方向?qū)嶒炇倚滦椭够亻y的穩(wěn)態(tài)噪聲特性沒有影響。管路的初始壓力也就是所謂的靜壓提高，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，本實驗測得的閥門噪聲是在閥體內(nèi)部流體穩(wěn)定流動時所測得。因此不管流量是從高到低變化抑或是從低到高變化，對于一特定流量下的止回閥內(nèi)部的流場是一致的，所以流體對閥內(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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