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调节阀噪声产生的原因

1、气体动力噪声

     气体动力噪声是气体或蒸汽流过节流孔而产生的。工业上遇到的调节阀的噪声,大多数是气体动力噪声。气体和蒸汽都是可压缩流体,一般来说,可压缩流体的流速都要高于不可压缩流体的流速。当气体流速比声音速度低时,噪音是因为强烈的扰流产生的;当气体的速度大于声速时,流体中产生冲击波,所以噪声剧增。把各种噪声加以比较,可压缩流体流经调节阀产生的噪音是较严重的。

2、液体动力噪声

     液体动力噪声是由于液体流过调节阀的节流孔而产生的。调节阀结构多种多样,典型的节流形式。各种节流口的结构形式尽管不同,但都对液体产生节流作用。当液体通过节流口时,由于节流口面积的急剧变化,流通面积缩小,流速升高,压力下降,因而容易产生阻塞流,产生闪蒸和空化作用,这些情况都是诱发噪声的原因。

    当阀门节流口的前后压差不大时,节流口的噪声是极小的,流动的声音不大,因此,不必考虑噪声的问题。如果压差较大,流经调节阀的流体开始出现了闪蒸情况,流动的流体变成有气泡存在的气、液两相的混合体,两相流体的减速和膨胀作用自然形成了噪声。而且,由于电动调节阀口附近截流断面的急剧变化,在高速喷流状态下引起流动速度的不均匀,从而产生了一种旋涡脱离声。

     当空化作用产生时,气泡破裂,强大的能量除产生破坏力外,还发出噪声,这种噪声的频率有时达10000Hz。气泡越多、越大,噪声越严重。

     在选择调节阀时,为了避免产生液体动力噪声,关键在于找到开始产生空化作用时的阀门压降ΔPc,确保阀门压降小于ΔPc。为此,引入一个起始空化系数KC的概念。

3、旋涡脱离噪声

     在各种噪声类型中,有一种旋涡脱离噪声,可压缩流体在流过物体表面时,容易产生这种噪声。当流体质点流到一个非流线型的圆柱体的前缘时,流体受阻,压力就从自由流动时的压力升高到另一种压力,这是因为流体动能的转换。流体绕过圆柱体,形成附面层后,继续流动。在雷诺数Re不同时,调节阀流体流动的情况是不同的。

     总之,可压缩流体流经气动调节阀时,在节流截面较小处可能达到或超过声音速度,这就形成冲击波、喷射流、旋涡流等凌乱的流体,这种流体在节流孔的下游转换成热能,同时产生气体动力噪声,沿着下游管道,传送到各处,严重时将因振动过大而破坏管道系统。