基于结构改造的最小流量循环阀噪声控制研究

'ｍｍｍ硕±学位论文’’．．．．基于结构改造的最小流量循环阀ｉ仑文ｉＳＳ目噪声控制研究流体机械及工程：学科专业‘―：’计算流体力学：：＾導Ｖ硏究方向：＿，電亡Ｉ．．．．，．；．叫；｜＇：论文作者ｍ，马＇赖焕新教授：：Ｊ，指导教师，ｆ？？．－‘．＂？：ｉ；％．．２０１５４２０定稿日期；年月日 学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或妇描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：＾不保密□保密，保密期（年月＿日至＿＿年＿月＿日）＿＿＿学位论文作者签名；指导老师签名；／／＇日期）；＞＆年Ｊ月丢日日期；Ｖ玉年Ｉ月相 分类号；０３５密级：ＵＤＣ：华东理工大学学位论文基于结构改造的最小流量循环阀噪声控制研巧指导教师姓名：赖焕新教授华东理工大学申请学位级别：硕±专业名称：流体机械及工程２０２０论文定稿日期：１日年４月日论文答辩日期２０巧：年日月巧日学位授予单位：华东理工大学学位授予日期：答辩委员会主席：葛晓陵教授评阅人；杨波副教授苏永升教授 作者声明我郑重声明：本人恪守学述道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的，。论文为本人亲自撰写内容外本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容，并对所写内容负责。论文作者签名：７Ａ互年３月曰 华东理王大学硕±学位论文第Ｉ页基于结构改造的最小流量循环阀噪齊控制研究摘要一本文Ｗ热力发电机纪的最小流量阀为研究对象，它般安装于火电或者核电机紀给水粟的末端。最小流量循环阀阀工作环境恶劣，且流道狭窄，是管路系统中主要的一噪声来源之。因此，研究最小流量阀内部流场及噪声控制技术，有着非常重要的意。义本文主要采用计算流体力学方法，研巧某火电机组给水累的最小流量循环阀，分Ｈ种阀口结构改析其内部流场和噪声特性，并根据流场变化规律和噪声源位置，提出。造方案，分析控制阀口噪声的可行性－远声场噪声特性首先基于大祸模拟与ＦＷＨ方程相结合的声比拟方法，分析阀口。运用ＲＡＮＳ雷诺时均方法对阀口流场进行稳态计算，得到流场特化然后，运用ＬＥＳＦＬＵＥＮＴ声学模大祸模拟，计算阀口内部瞬态流场变化，并结合块对噪声场进行计算，得到阀口各工况的噪声值：。研究结果表明祸流噪声是该最小流量阀主要的噪声类型。且达到阀ｎ内部最离速度和最大满流强度的盘片槽道和盘片出口区域是主要噪声源。一此外，阀口流场噪声是种宽频噪声。，且噪声低频部分能量较大，高频部分能量较小相同流量时，噪声随着阀口前后压差的增大而升高。对于相同进出口压差，噪声随流量的増大而降低。本文针对原型阀口的噪声特性，设汁了Ｈ种不同形式的改造方案，试图通过对滿流的控制达到控制阀口噪声的目的一。方案是针对阀口盘片进行倒角处理，经过改造后的计算结果表明：对拐角切圆角的降噪效果最优，沿盘片环向棱边上下切直角几乎达不到降噪效果。盘片的通流裕度对噪声的影响也是非常显著的。方案二是针对阀口出口段进行鼓形结构改造。结果表明：改造后的阀口出口管段能够消耗更多的瑞流脉动动能。出曰结构变复杂之后，加剧了阀口内部锅运动。然而，改造后的病量衰减率。大于改造前即改造后的出口管段消耗了更多的能量，从而抑制声音的传播，起到降噪的效果。方案Ｈ是在阀口出口段加入小化节流板。结果表明；孔板基本达到了分散来流的目的。孔板承担的压降越多，且孔板下游的锅量强度随着孔径的增大而増强，阀口远声场的噪声值越高。综合比较王种改造方案，发现通过控制噪声传播途径来降低噪声的方法更为行之有效。关键词；最小流量阀数值计算噪声模型；降噪措施；； 第ＩＩ页华东理工大学硕±学位论文Ｓｈａｔ－ｅＭｏｄｉｆｉｃａｉｏｎｆｂｒＮｏｉｓｅＡｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｏｆＦｌｏｗＲａｔｅＣｏｎｔｒｏｌＶａｌｖｅｐＡｂｓｔｒａｃｔ－Ｉｎｔｈｉｓａｐｅｒｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｏｆ也ｅｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒａｔｉｎｓｅｔｉｓｔｈｅｓｔｕｄｐ，ｇｇｙｔ－ｏｂｅｃ．Ｔｈｅｖａｌｖｅｔｔｔｔｈｔｉｓｕｓｕａｌｌｓｅａｈｅｅｒｍａｌｏｒｎｕｃｌｅａｒｏｗｅｒｗａｅｒｓｕｌｕｍ．Ｔｈｅｊｙｐｐｐｙｐｐ－ｅｎｖｔｔｔｗｈｉｃｈｉｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｒｏｌｖａｌｖｅｉｓｓｏｏｏｒａｎｄｉｓｆｌｏｗａｈｉｓｎａｒｒｏｗｔｐｐ，ｓｈｅｍａｉｎｎｏｉｓｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｌ：ｈｅｉｅｓｓ化ｍ．Ｓｏｉｔｉｓｖｅｒｉｍｏｒｔａｎｔａｎｄｍｅａｎｉｎｆｕｌｔｏｓｔｕｄｔｈｅｐｐｙｙｐｇｙ－打ｏｗｆｉｅｌｄａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｔｈｅｎｏｉｓｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔ；ｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅ．Ｉｎ化ｉｓａｅｒｔｈｅｐｐ，ｆｌｏｗａｎｄａｃｏｕｓ－ｔｉｃｆｉｅｌｄｏｆｌ：ｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ，ｔｈｅｒｕｌｅｏｆｔｈｅ円ｏｗ行ｅｌｄｗａｓａ打ａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｌｏｃａｔｉｏ打ｏｆ也ｅ打ｏｉｓｅＫｓｏｕｒｃｅｗａｓａｓｃｅｒｔａｉｎｅｄａｎｄｔｈｒｅｅｌａｎｓｏｆｔｈｅｖａｌｖｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｗａｓｒａｉｓｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｎｏｉｓｅ．，ｐＴｈｅｆａｒ－ｆｉｅ－ｌｄｎｏｉｓｅｏｆｔｈｅ打ｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃ－ａ打ａ．ｌｏｇｙｏｆＬＥＳａ打ｄＦＷＨｆｏｒｍｕｌａｉｎｔｈｉｓａｅｒＦｉｒｓｔｌｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅｖａｌｖｅｗａｓｓｔｅａｄｐｐｙ，ｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂＲＡＮＳｔｏｅｔｌ；ｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆ１：ｈｅ円ｏｗｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｎｔｈｅＫｓｕｌｔｓｏｆｙｇ，ｔｈｅｉｌｅａｄｃａｌｃｕｔｉｗａｓｓｕｂ巧ｉＵＵｅｔｏｔｈｅＬＥＳａｓｌ：ｈｅｉｎｔｉａｌｖａｌｕｅｔｏｏｓｅｒｔｈｅｎｓｔａｎｔｃｈａｎｓ：ｙｌａｏ打ｂｖｅｉｇｅｏｆｔｈｅｖａｌｖｅ打ｏｗ打ｅｌｄ．Ａｔｌａｓｔｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｆｉｅｌｄｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｍｏｄｕｌｅｉｎ，ｙ－ＦＬＵＥＮＴ．Ｔｈｅｓｔｕｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓ也ａｔｖｏｒｔｅｘｎｏｉｓｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｆｏｒｍｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｙｌｖａｌｖｅｔｈｅｄｉｓｃａｔｈａｎｄｔｈｅａｒｅａｏｆｔｈｅｄｉｓｃｅｘｉｔｗｈｉｃｈｒｅａｃｈｔｈｅｔｏｖｅｌｏｃｉｔａｎｄｖｏｒｔｅｘ，ｐｐｙｍａｎＵｉｄｅｏｆ化ｅｖａｌｖｅｉｓｔｈｅｉｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｔｈｅ打ｏｉｓｅ．ＭｅａｎｗｈｌｅｅｂａｎｄｏｆｅＳＰＬｇｉｉ，化化ｏｆ化ｅｖａｌｖｅｆｌｏｗ打ｏｉｓｅｉｓｗｉｄｅｔｈａｆｓｔｏｓａｉｔｉｓａｂｒｏａｄｂａ打ｄ打ｏｉｓｅ．Ｔｈｅｅｎｅｒｏｆｔｈｅｌｏｗ，ｙ，ｇｙｆｒｅｕｅｎｃａｒｔｔｉｌｔｈ．ｔｉｓｃｏｍａｒａｖｅｌａｒｅａｎｄｅｈｉｈｆｒｅｕｅ打ｃｉｓｓｍａｌｌＷｈｅｎｈｅ幻ｏｗｉｓｑｙｐｐｙｇ，ｇｑｙｓａｍｅｔｈｅｎｏｉｓｅｗｉｌｌｒａｉｓｅｗｉｔｈｔｈｅｒｉｓｅｏｆ化ｅｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｅｒｅ打ｃｅｂｅｔｗｅｅ打ｖａｌｖｅｉｎｌｅｔａｎｄｏｕｔｅｔ．，ｐｌＷｈｅ打１：ｈｅｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｓｓａｍｅ，ｔｈｅｎｏｉｓｅｗｉｌｌｂｅｄｏｗｎｗｉｔｈｌ：ｈｅｒｉｓｅｏｆｔｈｅｆｌｏｗ．ｐＴｈｒｅｅｄｉｆｅｒｅｎｔｃｏｎ巧ｒｕｃｔｉｏｎｐｌａｎｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａＵｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｏｒｉｉｎａｌｖａｌｖｅｔｏＣＯ打ｔｒｏｌｔｈｅｖａｌｖｅｎｏｉｓｅｔｈｒｏｕｈｌ：ｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｃｏｎ化ｏｌ．Ｔｈｅ打ｒｓｔｌａｎｉｓｔｏｅｔｇｇｐｇｔｈｅａｎｇｅｌｏｆｔｈｅｄｉｓｃｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｃｈａｍｆｅｒｉｎ１：ｈｅｔｕｒｎｉｎｏｆｔｈｅｄｉｓｃｉｓｔｈｅｂｅｓｔａｎｄ，ｇｇ，ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｅｆｅｃｔｏｎｔｈｅｎｏｉｓｅｂｔｈｅｃｈａｍｆｅｒｉｎａｌｏｎｔｈｅｃｉｒｃｌｅ．Ａｎｄｔｈｅｄｉｓｃｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｓｙｇｇｙｉｍｏｒｅｅｆｉｃｉｅｎｃｔｏｔｈｅｎｏｉｓｅ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｌａｎｉｓｔｏｄｒｕｍ．Ｔｙ１；ｈｅｖａｌｖｅｅｘｉｔｉｅｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｐｐｐｔｈａｔｔｈｅｖａｌｖｅａｆｔｅｒａｔｅｎｕａｔｉｏｎｗｉｌｌｃｏｎｓｕｍｅｍｏｒｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｅｎｅｒｇｙ．Ａ汽ｅｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆ，ｔｈｅｅｘｉｔｂｅｃｏｍｅｓｃｏｍｐｅｘｔｈｅｖｏｒｔｅｘｍｏｖｅｍｅｎｔｗＵｌｂｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｖｅｒｅ．Ｔｈａｔｓｔｏｓａｌ，ｙｔｈｅｅｘｉｔａｆｔｅｒａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎＣＯ打ｓｕｍｅｓｍｏｒｅｅｎｅｒｔｏｃｏｎｔｒｏｔａ．Ｔｈｉｇｙｌｈｅｖｌｖｅ打ｏｉｓｅｅ化ｒｄｌａｎｉｓｔｏｐ＊化ａｄｄｔｈｅｏｒｅｌａｔｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｉｅｌａｉｓｔｏｄｉｓｅｒｓｅｔｈｅｆｌｏｗａｎｄ也ｅｖｏｒｔｅｘｐｐｐｐｐ，ｍａｎｉｔｕｄｅａｆｔｅｒｔｈｅｌａｔｅｉｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｈｉｈｅｒｗｉｔｈｔｈｅｂｉｅｒｏｆｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｏｒｅ．ｇｐｇｇｇｐＡｎｄ化ｅｍｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅ化ａｔｔｈｅｐｏｒｅｐｌａｔｅｂｅａｒ，ｔ；ｈｅｎｏｉｓｅｏｆｄｉｅｖａｌｖｅｗｉｌｌｂｅｈｉｇｈｅｒ．Ｉｔｈａｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｎｏｉｓｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｔｏｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｖａｌｖｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｎｏｉｓｅｂｙｔｈｅｃｈａｎｉｎｔｈｅｎｏｉｓｅｂｒｏａｄａｔｈｉｓｍｏｒｅｆｅａｓｉｂｌｅ．ｇｇｐＦ－ｗｏｒｄｓｉｌｌｌｔｉｉｌＫｅ：ｌｏｗｒａｔｅＣＯ打ｔｒｏｌｖａｌｖｅ．打ｕｍｅｒｃａｃａｃｕａｏ打ａｃｏｕｓｔｃｍｏｄｅｎｏｉｓｅｙ，，ａｔｔｅ打ｕａｔｉｏｎ 华东理工大学硕±学位论文第ＩＩＩ页主要符号说明Ｐ密度Ｃ，化热容ｔ时间＆巧源热（巧性耗散项）ＵＸ方向上的速度矢量邱当地声速Ｖｙ方向上的速度矢量《（ｆ）狄拉克函数ＷＺ方向上的速度矢量亥维塞函数一－２３乂第二粘度（般取／）Ｔ亚格子雷诺应为ｉｊ／／动力粘度戶表压ｉＶ．声压Ｍ速度矢量Ｕ的散度ｐ微元体上各方向上的体力Ｔ温度传热系数 第ＩＶ页华东理工大学硕±学位论文目录一章绪论第１１．１课题背景、目的及意义１１．２本文课题的研究现状２１．２．１调节阀噪声的分类２１．２．２调节阀流场的研究进展３１．２．３调节阀噪声的研充进展４１．３数值计算方法介绍５１．．３１流体力学控制方程５１３．２．声学模拟理论及方程６１．４本文的主要研究内容９第二章最小流量迷宫盘片阀口流场与声场分析基础１０２．１阀口流道几何模型１０２．２阀口数值模型建立１２２．２．１流场计算控制方程１２２．２．２网格划分１３２．２．３边界条件设置１４２．３本章小结５１第Ｈ章原型阀口的数值计算结果分析１６３．１流场计算结果分析６１３．１．１最佳开度点的确定１６３．１．２流场分析６１３．２远声场噪声计算结果分析２２３．３本章小结２５第四章最小流量阀结构改造方案２７４．１噪声控制基本原理２７４．２最小流量阀盘片结构改造方案及噪声场分析２７４．３最小流量阀出口段结构改造及噪声场分析３３４．４最小流量阀出日段孔板改造及噪声场分析３８４．５本章小结４１第五章总结与展望４３５１．总结４３ 华东理工大学硕±学位论文第Ｖ页５．２展望４４参考文献４６致胃４９附录攻读硕±学位期间发表的论文５０ 华东理王大学硕±学位论文第１页第一章绪论１．１课题背景、目的及意义随着现代科学技术的不断进步，阀口在工业、农业、国防、建筑、科研及人民生活ｗｔｌ一等方面使用日益普遍，现已成为人类活动各个领域中不可缺少的通用机械产品。－套现代化的石油化工装置就需要上万只阀口一座现代化的住宅楼也需要上千只阀口Ｐ，一另方面，噪声污染与水污染、大气污染和废物污染并称为全球四个主要环境问题而噪声污染又包括交通噪声、工业噪声、建筑噪声＾＾及，１社会噪声。因此控制阀口噪声、研究切实可行的降噪方案对治理噪声污染，解决环境问题迫在眉睫。同时，阀口引起的噪声和伴生振动会对其性能产生影响，并且会造成阀口本身邻一近管路及设备的疲劳，从而降低其使用寿命，甚至可能引发安全事故。另方面，各国都投入巨资治理噪声，人们对噪声控制提出了更高的要求。调节阀通常是工业管路系统中的噪声源一，当压力降到定临界值时，容易引起气穴、气蚀等现象，并伴有流。体的噪声和振动因此，对阀口的内部流场进行数值模拟计算，并提出具备可行性的降噪措施有着非常重要的意义。近几十年来，阀口降噪问题被国内外学者广泛关注，也提出了许多行之有效的方案总的来说，阀口降噪可Ｗ从两方面着手，控制噪声源产生噪声和控制噪声传播途径，其中从源头控制包括；多级降压结构，运用扩散消音技术，采用迷宫型阀鬥等：、等；控制传播途毎包括增大管壁壁厚，在阀口下游管路加装隔声层消声器。然而，这些方法都只是从单方面入手进行研巧，并没有系统地比较降噪方案的利弊，因此，系统并且有效的降噪机理和方案研究至今仍然是很多中外学者的研究课题。本文Ｗ苏州德兰新能源有限公司所生产的最小流量循环阀为依托对象，该阀口主要运用火电或核电机组给水粟管路中，其工作流程管路如图１．１所示。ｎ＿＾￣￣ｒ松氧器ａ，＇ＩＩ＜－Ｎ．１小淀醜／＼１，一？给水累往窝压加热器图１．１最小流量阀工作管路图－－Ｆｉｇ．ｌ．１Ｔｈｅｗｏｒｋｐｉｐｅｓｙｓｔｅｍｏｆ也ｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅ 第２页华东理王大学硕±学位论文￣￣图＾巧阀口安装在给水系出曰支管上，连接至除氧器。给水累把水从除氧器里吸出送往锅炉。为防止给水累过热或气蚀，要求给水累的流量在任何情况下一个规定的安全流量都必须不小于某，也就是最小流量。当锅炉给水需要流量很小时，需及时打开最小流量阀一，把部分高温高压水由聚出口处回流到除氧器，保证给水累的安全运行。因此，最小流量阀长时间处于高温、高压的工作环境，对于闽口本身的损伤非常大，而对于最小流量阀的设计也要相当严格，必须确保其安全运斤。此外，。由于阀口几何尺寸偏小，流速较高，也是管路系统中产生噪声的重灾区基于上述阀口的研究现状及存在的问题，本文作者认为如果能通过分析最小流量阀的内部流场＾，达到特征，找到阀口的噪声源，就可１＾从源头着手改造阀口结构降噪目的。本文从不同方面设计了兰种降噪方案，比较不同方案间的优劣，分析阀口的降噪机理，并提一出个综合的。，可行的降噪方案１．２本文课题的研宛现状１．２．１调节阀噪声的分类调节阀噪声主要分为５大类，机械性噪声、端流脉动噪声、气蚀噪声、锅流噪声Ｗ及水鐘噪声。调节阀噪声的强度主要由其机械功率、结构参数、工作介质的种类决定。１）机械性噪声（机械性噪声（又称流激阀握振动）是由于介质流经阀口所产生的无规律的压力起伏导致阀口内部脉动压力发生剧烈变化，从而引起的噪声Ｗ及流体从上游带来的噪声。这种由振动賴翁所引起的机械噪声远小于空化噪声一，不足レッ产生严重的干扰，但是旦阀口损坏，机械噪声就会发生显著变化，或强度増大，或频谱特性完全被改变，从而发出尖锐則耳的噪音。２气蚀噪声（）气蚀噪声是由于流体在流动过程中所产生的气穴或者气泡增大、爆破而导致的，又称空化噪声或气穴噪声。气蚀是由流体速度与脉动压力之间的能量转换引发，因此，防止气蚀发生的有效措施就是降低流体在阀口流道内的流速。在阀口的运行过程中一，阀盘的开闭过程具有节流作用，这过程使得阀口进出口皮差迅速增加，流速也随之増大。在阀ｎ流道内的最化压力接近流体在该温度下的饱和蒸汽压时就会产生气泡，气泡随着流体流动，当气泡流出压力低区时，流速降低，。压力増大，气泡破碎产生噪声气泡还会与阀口发生碰撞，撞击会破坏金属表面的纯化膜覆盖层。在更新鈍化膜的过程中，母体金属被消耗，即产生气蚀。气蚀导致金属表面的磨损与破坏，对阀口形成严重损害。气蚀噪声是阀ｎ噪声中最常见也是最容易发生的，不仅仅是当流道肉的压力低于液体饱和蒸气压会产生气蚀现象，流道内混有其他气体时也会产生气蚀现象，溶解于液体中的空气量与液体表面所接触的空气压力有关。在给定温度下，液体中的气体可 王－丄？学位论文第华东理大学硕３页容度与系统压力成正比。，腐蚀阀口零部件气蚀现象的发生会严重影响阀口的性能，特别是连接件、节流件、切断部件等等。大大降低阀口的使用寿命。３液体动力噪声（）液体动力噪声，，由于阀口节流作用又称锅流噪声。流体质点流经阀口的时候，流体质点不能按照原来的流动方向继续流动，从而使这些流体质点在阀口节流口附近聚集，并且做剧烈的游渦运动。随着流体的不断流动，縱满区的流体不断被主流带走，—而整个主流区的流体又不断流入游祸区，这样的循环往复引起流噪声祸流噪声。Ｍ实验表明：祸流噪声是阀口流道内流噪声的主要来源。（４）縮流脉动噪声端流脉动是阀口零件及其附件固有频率与流体通过时产生的端流波动、满流噪声频率相符合时，产生共振，由于压力过大，，产生端流激流噪声当流体速度达到声速，，产生的噪声就更大时形成冲击波。当阀口流道内的流体流速发生突变时。（５）水健噪声在阀口启闭过程中，流体速度的突然变化必然在阀ｎ流道内产生压差，使压力的发生剧烈的变化，由于流道内液体和管道内壁之间相互接触相互作用，就会形成压为波动，并沿管路传播。水唾现象与压力变化、速度变化密切相关。当阀口管路系统的突然关闭时，，此时的水键现象达到了最高峰而且在此过程中，流道内流体的速度越大，产，继而产生的水键噪声就越严重生的冲击就越大。１．２．２调节阀流场的研究进展一直被国内外学者广泛关注调节阀作为工业中最常见的通用机械装置，。要想对ＵＷ调节阀进行降噪，必须先了解阀口内部的流场特性。袁新明等用孔隙率定义流场空－ＷＣＢ型阀口阀间ｅ，并采用二维ｋ奈流模式和有限体积法对道流场进行了模拟。刘华坪等利用动网格及ＵＤＦ技术，对管路系统常见的４种阀口流动进行了动态数值模拟。相较静态模拟更真实地反映了阀口在开关动态过程中的流动状态和阀体受力情况。王继宏等采用多分区ＳＩＭＰＬＥＣ算法对６００ＭＷ汽轮机高压联合进汽阀口内部复杂流动进行了Ｈ维粘性数值分析。计算得到的流场特性为即将开展的阀口结构优化设计提供了重要依据。陶正良等通过ＣＦＤ与ＣＡＤ软件相结合对电站调节阀内部流场进行一＾了数值模拟，方面快速准确地估算出流动的压力损失，另方面为设计初期就预测其流动特性，为调节阀口改型优化设计提供先进方法。惠伟等采用计算流体力学软件对蝶阀阀体后双弯管道模型中的复杂流动现象进行了数值模拟，对比分析了进口雷诺数和阀口角度变化对流场的影响。钟云等运用计算流体力学（ＣＦＤ方法对核２级气动）薄膜单座调节阀多开度下的稳态和瞬态流场进行了数值模拟Ｗ一。郝娇山介绍了种特殊阀口的多级降压原理，并通过ＣＦＤ有限元分析软件对阀口内部流场进行数值模拟计，Ｆｌｕｅｎｔ算分析可视化计算结果，对。朱奇采用商业计算流体力学软件某百万千瓦超超临界汽轮机主调阀系统（主汽阀和调节汽阀组成的阀组系统）内的蒸汽稳态流动工况 第４页华东理工大学硕±学位论文和快速关闭时的非稳态流场进行数值模拟研究。宋忠荣等通过数值模拟的方法，模拟高压差运行工况，对设汁的最小流量调节阀的调节特性进行分析研究。邱宏军啼」用自编ＵＤＦ程序对供气调节阀变压差王况进行瞬态数值模巧，并控制阀在的运动，对ＰＷ阀口的开启与关闭过程进行数值模拟分析。李哲等采用有限体积法对燃气阀内流场进斤王维冷气模拟和燃气模拟，并用冷气试验验证，表述了所研巧阀口内流场的特点，Ｐ１得到入口压力与阀芯受力之间的线性关系１。冯卫民等通过结构与非结构网格相结合－的有限体积法レッ及基于各向同性祸粘性理论的ｋｅ双方程模式求解，获得了偏屯、球阀内部流场不同开度下的流场结构图＞１１＾及与么相关的阀口固有流量恃性、汽蚀特性和压力恢复系数等曲线。２Ｐ＾国外学者也对阀口的内部流场特性做了大量的计算与研究。Ｚｈａｎｇ等利用试验及运用ＣＦＤ数值模拟对阀口在不同压比下的压力损失和流量特性进行了一定的研究。２３Ａ［ｌＶＰｌＩｔ〇等用有限差分法对液压锥阀层流流场进行了研究。ａｕｇｈａｎ等用有限差分法对ＰｗｓＡｍＤｉ液压滑阀流场及液动为的补偿进行了数值模拟研究。ａｎｏ和ｒａｘｌｅｒ等利用试验及ＣＦＤ数值模拟对旁通阀的不同开度与流量特性进行了研巧提出了具有较高精度的ＣＦＤ模型。１．２．３调节阀噪声的研究进展了解调节阀内部流场特征之后，再着手有关阀口噪声问题的相关研究就非常得也ＦＤ应手了。刘翠伟等从音波产生机理角度采用Ｃ软件稱合专业声学软件方法对输气管道气体流经阀口产生的气动噪声进行研巧，建立气动噪声模型，探究气动噪声产生机理及传播二方程模型封闭的雷诺平均Ｎ－、衰减规律。吴石等用Ｓ方程组，对水管路系统中Ｈ种常见阀口的Ｈ维分离流动进行数值模拟。结果表明，阀口下游的流噪声Ｓ大于阀口上游的流噪声ＰｊＣＦＤ，祸声是阀口噪声的主要来源。刘翠伟等运用软件对输气管道阀口的流场进行了Ｈ维仿真模拟，建立了输气管道阀口流噪声的产生模型。王翔口Ｗ等レッ船用法兰铸钢截止阀为研究对象，用ＣＦＤ通用软件ＦＬＵＥＮＴ计算阀口不同开度ＰＵ下的蒸汽流场及压力脉动，分析阀口噪声源特性。邓兆样等对低速气流时，半主动消声器的消声性能进行了理论计算和Ｈ维有限元法数值计算。王玉彬等针对输气管道，分输站场存在的噪声超标问题Ｗ忠武线武《东站调圧阀噪声为研究对象，利用气体动力学原理对噪声产生的过程进行分析，并采用流体动力学模拟技术对噪声源内部流场进行模拟。徐峰结合ＣＦＤ软件ＦＬＵＥＮＴ，通过有限元数值计算方法对主蒸汽隔离阀内Ｈ维端流蒸汽流场进斤模拟分析。研究了王淮瑞流场的流动特性，找出产生振动和噪声的流场诱因。曹鹏飞等通过使用ＦＬＵＮＥＴ有限元计算分析软件对阀口流场Ｗ及声场进行模拟一，提出种降噪装置，并对比分析了其降噪效果。国外在低噪声阀口的设计中，己经经过了由半经验方法到直接理论预报阀口噪声ｓｍａ的发展过程中。前西德ｉｇ研究所对阀口进行了噪声试验，发现空气动力噪声是阀口内的主要噪声源，是阀口中最恶劣的噪声。他们在上世界六七十年代就己发现阀口 华东理王大学硕±学位论文第５页Ｐｙ内的主要噪声源，并对该问题进行了巧步研究。Ｈｏｒｉｎｏｕｃｈｉ等对节流口空化进行数值Ｐｑ模拟和噪声试验，提出了空化预报的计算方法，并优化了节流口结构。Ｕｅｎｏ等运用有限差分法对几种不同形状阀腔内的流场做出了数值模拟和流动噪声测试，结果表明Ｐ＾ｌ空化是阀内流动噪声的主要来源ｒｅｋ。Ｐ基于简化的几何形状，对比研究了管道内流扰动对阀口噪声的影响，深入的探索了阀口流噪声机理，为后续研巧提供了着手点。ＰＳ口９芯的流固賴合问题］ＺｈａｎｇＤｏｎｈｕｉ咱其博±论文当中讨论了气阀阀。ＪｉｍｉｎＬｉｕ等ｇｇ运用ＣＦＤ和ＡＣＴＲＡＮ声学软件对蒸汽管道截止阀的流动噪声进行了数值模拟。ＨｆＷｕａｎｘｉｎＬａｉ等运用大满模拟和声化拟相结合的方法对Ｈ维开口方腔噪声进行数值计４ｉｔｌ算。ＫａｍＷ．Ｎｇ分别从噪声机理，预测，降噪方法等方面对控制阀的噪声问题做了阐述。。数值计巧方法介绍１．３．１流体为学控制方程所有的流动都要受到Ｈ个基本物理守恒定律的支配，分别是质量守恒定律，动量守恒定律、能量守恒定律。下面简单介绍Ｈ个基本物理守恒定律。１、质量守恒方程任何流体流动问题都要满足质量守恒定律。该定律可Ｗ表述为：单位时间内流体微元体中质量的増加一，等于同时间间隔内流入该微元体的净质量。用数学形式表达为下式：６５ｍ５３？ｗ谷（／７）（戸）（／）ＩＩＩ０ｄｔｄｘｄｙｄｚ／、、；、。其中，为时间，伪密度，ＭＶｗ为速度矢量在ｃｙ、ｚ方向上的分量２、动量守恒方程动量守恒定律也是流体流动必须满足的要求。动量守恒定律可表述为，微元体中流体的动量对时间的变化率等于外界作用在该微元体上的各种力么和，也就是牛顿第二定律。王个方向的动量守恒方程如下；ｄｕｄｕｕｄｕｖｄｉ４ｗ｛ｐ）｛ｐ）｛ｐ）（ｐ）＾ｄｔｄｘｄｙｄｚ每）５「丫１。—－————＝－－——＊ｕｕ——＋２ｕ＋ＡＶｈｊ＋＋ａ＋＋Ｆ獻化＼＆献８ｘ９ｘｄｘ＼Ｊ如ＬＩ吵人ｖ１Ｌ巧ＴＶ巧ｖｗ巧ＴＶＶ）巧ｖｗ）（／）（ｐ）（／（ｐｄｔｄｘｄｙｄｚｄｐｄｆｄｕ５ｆ＾０（ｄｖ＾ｄｙｄｘｊｊ８ｙＪ＼ｄｚｄｙ＾ｊｊ 第６页华东理工大学硕±学位论文３７Ｗ巧７ＷＭ巧ＷＶ巧ＴＶｉｎＶ（／）（／）（／）（／）十＋＋ｄｔｄｘＢｙｄｚｄｐｄ（ｄｕｄｄｖ＾＾ｆ。ｄｚｄｘＩ，＆ｄｘｄｄｚｄｚ＼ｄｚ＼＿ｊｊｙ＼＾Ｊｊｊ＼＿一’－２／３）／ｕ其中，ｐ为微元体上的皮化＾为第二梢度（般取，／为动力粘度Ｖ为速度矢量。１１的散度，代、护３为微元体上的体力ｄｕｄｖｄｗ＾＂——＝—Ｖ？＋＋１－３（）ａｃａｙｄｚ３、能量守恒方程所有包含热交换的流动系统都必须满足能量守恒定律。能量守恒定律表述为微元体中能量的増加率等于进入微元体的净热流量加上体力与面为对微元体所做的功，也一就是热为学第定律。用数学形式表达如下式：３ａ＾３ｒ３ｒ（外）（／巧（八）（戶）Ｉ１Ｉｄｔｄｘｄｙｄｚ－／＼／＼１４ｆ、（）ｄｋｄＴｄｋｄＴｄｋｄＴ。—三ＨＨ＋放卸Ｃ卸ｐ［Ｊ其中，Ａ为传热系数，ｒ为温度，Ｃ为比热容，＆为内热源及由于粘性作用的机械能转ｐ换为热能的部分，又称为粘性耗散项。该能量方程仅适用于牛顿流体。１．３．２声学模拟理论及方程当讨论流体机械所发生的气动噪声时，主要包括Ｈ个阶次的声源，即单极声源、Ｗａ偶极声源、四极声源和实际声源。一一、（１）单极声源被认为是个脉动质量流的点源。如个小气球的中屯被安置在这个点源上，便能够观察到，该气球随着质量的加入或排出而膨胀或收缩。这个运动总一是纯径向的一，而周围的流体则应该压缩Ｗ适应其运动。这样来，个球对称的声场便会形成一。如果该球向四周的空间均匀的辖射球面波，就可把它看成个单极声源。在实际生活中有许多类似单极声源福姑的现象，比如笛子的发声孔，液体的沸腾、燃烧或气蚀造成该液体向外爆炸等都可１＾＾看作是单极声源。（２）偶极声源是由两个相距很化相位相反的单级声源组成。偶极声源与单级声３－源的不同在于其声场有明显的方向性。如果将偶极声源用两个球来表示，如表１所示，沿整个巧形边界进行积分，流体的净流量总是为零，因为流入的流量等于流出的流量。一然而由于流入流动与流出流动的方向一致，动量的叠加使得该系统存在个净动量。一一一根据牛顿定律个与偶极声源有关的为。例如，风吹到任何，定存在着个尖边缘的固体上时，固体表面的某些结构形状会改变流体力学的场，使得能量从定常流动中汲出，并净脉动力的形式作用于固定的固体材料上，并将能量加入到化动流动中去。它的反作用力将导致发生偶极声场。圆柱绕流的流动在其尾迹区域中变得不稳定，从而形成卡口祸街的脉动尾迹动量。该动量脉动将直接导致升力和阻力脉动，Ｗ致产生 华东理工大学硕±学位论文第７页巧向相互垂直的两个偶极声场一。由于偶极声源在空间点的声压是两个单级声源在该点声压的叠加一一，其中有很大部分声压相互抵消，因而其福射声功率般比单级声源小。（３）四极声源可Ｗ认为是由两个具有相反相位的偶极声源，即由四个单极声源所一－。个轴组成，如表３１所示因为偶极声源有，所Ｗ偶极声源的组合可Ｗ是横向的也可是纵向的，即四极声源有横向和纵向两种构成形式。横向四极声源由两个彼此平行的相距很近的偶极声源构成，其声场指向图呈四个花瓣形状。纵向四极声源由两个极一性相反、在同直线上的偶极声源姐成。其指向图与偶极声源相似。沿着围绕四极源的球形边界积分，既没有净质量流率，也没有净作用力的存在。四极声源比偶极声源的声压随距离的变化更快。四极声源的低频箱射能力比单极声源和偶极声源更低。如喷气产生的喷射噪声即属于四极声源辖射，其低频成分在射流噪声中不明湿。４一（）实际声源任何实际声源都是由具有适当的相位和幅值的许多单极的个分布系统来组成一个机械的噪声问题。正常情况下，不可能把实际声源问题公式化。考虑，我们通常可Ｗ判定哪一种形式的声源占主导地位，并根据这种判定来预见声源的某些特征。－表１１不同价次声源特征－Ｔａｂｌｅ１１ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣｌａｓｓｏｆｓｏｕｎｄｓｏｕｒｃｅ声源源运动流场声场Ｔｅｒ体微化来＾＾ＧＴＩ径向球面上均偶极台？＞质量中也的变化两极相位相反晃劝四极纵向－＾Ｃ〇＞？？ｅｅ＾＾侧向？０两极和四极目前，噪声问题的求解主要采用两种方法，直接求解法和声学比拟法。直接求解 第８页华东理工大学硕±学位论文法是直接通过求解可压Ｎ－Ｓ方程的方式进行数值模拟来预测噪声的生成和传播。然而与流场流动的能量相此，声波的能量要小几个数量级，客观上要求气动噪声计算所采用的格式应有很高的精度，同时从声源到声音测试点划分的网格也要足够精细，因此进行直接模抵对系统资源的要求很高，而且计算耗费时间也很长。为了弥补直接模拟的这些缺点，可Ｗ采用Ｌｉｇｈｔｈｉｌｌ的声学近似模型即声比拟法，将声音的产生与传播过程分别进行计算，从而达到减少系统资源，加快计算速度的目的。“两步法＂声学比拟法又祿为，其计算远声场噪声的巧程大体上可＾＾＾分为两大步：首先通过流场的计算，求出满足时间精度要求的各相关变量（压强、速度和密度）在声源曲面上的变化过程；然后利用求出的声源数据计算声音接收点处的声音压强信号。一声源曲面上相关变量的变化过程已经通过上章的流场汁算结果获得。接收点处的声－Ｈ方程来获得－强预测结果主要通过求解ＦＷ。本章主要通过积分求解ＦＷＨ方程对最小流量阀的噪声源和噪声频谱特性进行数值计算分析。Ｓ一ＷＩＦＷ－ＨＬｉｈｔｈｉｌｌ和Ｃｕｒｌｅ声学模型是流动噪声中的种声比拟模型，是在ｇ的声比一ｆｏｗｃｓ－Ｗａｍｓａｗｋｎｓ掛模型基础上发展起来的，由Ｆｉｌｌｉ和Ｈｉｇ在１９６９提出这模型，用来解决旋转叶片在流场中的声问题。Ｌｔ－ｉｈｈｉｌｌ运用流体Ｓ方程Ｌｉｈｔｈｉｌｌｇ力学的基本方程即连续性方程和Ｎ推导出ｇ方程，并在自由空间下求得了它的解。随后，Ｃｕｒｉｅ将只适用于自由空间声福射的Ｌｉｇｈｔｈｉｌｌ方程推广到考虑静止固体边界影响的有限区域声箱射，形成Ｃｕｒｉｅ理论，成功地解决了滿流中由于静止物体干扰而产生的噪声问题。为了解决风机旋转叶片，螺旋奖等运动边界的噪声问题，Ｆ拓ＷＣＳＷｉｌｌｉａｍｓ和Ｈａｗｋｉｎｇｓ基于Ｌｉｇｈｔｈｉｌｌ声学比拟模型并结合Ｃｕｒｉｅ－Ｈ方程理论将运动固体边界对声音的影响考虑在内，应用广义函数法得出了ＦＷ，它是由连续性方程和动量方程推导得到的非齐次波动方程，如下所示；２－Ｖ卢峽ｉ宰舍（部＋＋公＂斯＇Ｗ去｛［｝？＿＋Ｖ＋Ｍ《－（１５Ａ）＂Ｐ）［（＂〇］（／）京｛｝＝－－式中ＴＵ＂＋ＰＳ，ｐ４ＰＰｏ是ＬｉｇＭｌｉｌｌ应力张量，ｉ）ｇＪｇ（ｇ＋口公，＾＊为压应为张量，０是当地声速，分别为流体密度与熟度《ｗ３－１０右，ｆ是表压，／为声压，（／）是狄拉克函数，（／）是亥维赛函数。式（）边第一二项是运动引起的四极子源，第项是物体壁面作用在流体上的为引起的偶极子源，第Ｈ项是由于物体的位移引起体积变化所形成的单极子源。对于低马赫数流动，四极子源产生的噪声千分微弱，主要由偶极子声源产生，偶极子与由粘性剪切应力和 华东理王大学硕：ｔ：学位论文第９页壁面脉动压力Ａ引起的应力波动有关。１．４本文的主要研巧内容本文通过计算流体力学方法，运用ＦＬＵＥＮＴ软件对最小流量阀的流场和噪声场进行数值模拟计算，分析阀口流场和声场的变化规律，确定噪声源位置。从不同角度设计了兰种阀口结构改造方案，并对改造后的最小流量阀进行数值模拟，分析其流场与噪声场一个。与改造前阀口进行对比，从降噪机理出发，比较改造前后的特性，找到综合且行之有效的降噪方案。主要研究內容如下：（１）苏州德兰新能源有限公司开发的Ｘ４５００型环流对冲式最小流量阀为研究对Ａ－ＣＬＥＳ大祸象，采用标准模型与模拟相结合的方式，研究阀口流场内部压力、速度、祸量强度、流线等特征，分析阀口在运行时的流体发展和变化规律。２ＦＷ－Ｈ（）运用数值模拟和方程相结合的方式，对阀口的远声场噪声进行数值模巧，，研究在最佳开度的工况下阀口的噪声频谱特性分析祸流对声场的影响。（３）从噪声控制机理出发，提出Ｈ种阀口的结构改造方案，此来控制阀口噪声。运用数值模拟和ＦＷ－Ｈ方程相结合的方式对改造后的阀口进行远声场噪声计算，与改造前的流场和声场进行对比，研究降低阀口噪声的机理，探讨对最小流量阀实际可行的降噪方案。 第１０页华东理工大学硕：Ｊｒ学位论文第二章最小流量迷宫盘片闽口流场与声场分析基础最小流量调节阀的运行工况千分恶劣。在阀口处于开启状态时，需要将高温高压的水逐级降任，在降压过程中尽可能减少气蚀发生。处于关闭状态时，需承受几百个大气压的静压差，做到关闭严密。本文所研究的最小流量阀主要依靠其内部的迷宫式盘片进行降压，盘片上开有许多直径２ｍｍ的细小沟槽，，且曲折迂回目的是大量消耗来流的能量，降低来流的压力。然而这些复杂的流道给实验带来了诸多不变，而数值模拟方法则能有效地解决实验的弊端，比较直观地显示最小流量阀的内部流场特征及其演变规律。２１．阀口流道几何模型本文研究的对象是苏州德兰新能源有限公司开发的Ｘ４５００型环流对冲式最小流量阀，其对称面及盘片结构示意图如图２．１所示。ｖｃｋＶ？ｌＲｏｄｊｆｃ％參图２．１最小流量阀和盘片结构示意图Ｆｉ．ｔｔｅｇ．２１Ｓｒｕｃｕｒｄｉａｇｒａｍｏｆｍｉｎｉｍｕｍｆｌｏｗｖａｌｖｅａｎｄｄｉｓｃ最小流量阀主要由阀座（ＶａｌｖｅＳｅａｔ）、阀盖（ＶａｌｖｅＤｅｃｋ）、阀杆（ＶａｌｖｅＲｏｄ）和盘片（Ｄｉｓｃ）构成．１。阀杆的上下运动控制流通盘片的个数（图２左图为阀口闭合状态），从而控制压降的能为。通流盘片数越少，蜂压能力越大，然而，考虑到阀口一关闭时的密封性，阀杆底端有齿状凸头，因此该阀口实际运行的最小通流盘片数为３片。流体进入阀口内部，沿箭头方向流入盘片，经过盘片的环流对冲，达到降、压目的，从盘片中屯向下并流出。ｒｏ－Ｅ将最小流量阀的流道绘制成Ｈ维模型本文用ｐ，如图２．２所示。流道被分为进口段、２、盘片槽区、盘片中屯和出口段四个部分。图．３为盘片组实物图，阀口共一口个盘片叠放在起，周向有８个进口，有，流体由盘片外侧进入从中必出口流出。阀杆的上下运动控制盘片的通流个数。 华东理工大学硕古学位论文第１１页＾７０Ｍ广‘＂…―－、曲＿．、Ｍ‘＿‘户―ｆ＾＾＾＊＊＊＊＊＊＊＊＊＇＊？＊＊＾ｗｆｅ＊＊＊＊＊＊＾隱＾ｊｊ＾＾戀图２．２最小流量阀流道模型Ｆ－ｉｇ．２．２Ｆｌｏｗａｔｈｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ打ｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｐ－／￣＇＂Ｘ．靡－■■Ｍ、？—＞＇—－—．ａｉｒ＊？＼＞＾｜ｆｔ｜＇？＇、＞＾．、＿—ｗ？－＊－－．＜？．ｒｖ，Ｉ．…．ｕ？‘．、？一－、奏、．一■－■■？ｆ、＾■？＾＾嗓異；Ｊ＇章詞燕曇辭讓２３图．最小流量阀盘片组实物图－Ｆｉ．ｉｖｅ．２３Ｄｓｃｒｏｕｏｂｅｃｔｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｖａｇｇｐｊｌｌ环流对冲式调节阀是在多孔抗汽蚀套筒阀、多级阀芯节流调节阀、迷宫叠片式调节阀的基拙上发展起来的，是高压差抗汽蚀调节阀的升级。环流对冲式调节阀的一一２１关键零件环流对冲式盘片（如图．右图所示），采用特殊的结构和工艺。该盘片和当前流行的迷宫式盘片相比，形状相近而功能和原理却有很大区别。迷宫式盘片是在圆片上加工数道各自独立的沟槽，沟槽路径是曲折多弯的。通过十几次甚至几十次改变流体方向，达到增加阻力和逐步降压，可＾＾＾防止在降压过程中产生空化和汽蚀、。环流对冲式盘片在圆盘上也加工有数道至十数道沟槽。其沟槽由同屯的环形槽和径向槽互相贯通。相邻的流道间可１＾＾沟通。流体由外环经由径向槽流入内环。 第１２页华东理工大学硕±学位论文一一一二一。在流动过程中，部分流体分为，背向流去另部分流体合二为，相向汇合。高速流动的分子产生撞击、摩擦和旋锅，大量消耗能量。使压力能更有效降低。其压降效果比迷宫式盘片更好、降噪音效果更佳，使用寿命也更长。，防汽蚀阀口的基本工况参数如表２－１所示表２－１最小流量阀基本工况参数ｔｅｒｓ－Ｔａｂｌｅ２－ａｓｉｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｒａｍｅｏｆ１Ｂｎ〇ｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｐ工作介质水（液态）阀前压为１２ＭＰａ阀后压为４ＭＰａ工作温度’１７０Ｃ－４０流量０ｔ／ｈ流量特性线性ＫＶ值６．５２．２阀口数值模型建立２．２．１流场计算控制方程本文采用声源流场与声比拟方程相结合的混合方法来预测闽ｎ远声场噪声。其中（ＬＥＳ）方法－流场计算采用大锅模拟，初场由雷诺时均模拟（ＲＡＮＳ）结合标准ＡＳ模型汁算得到。基于大祸模拟对于縱祸的划分，采用某种滤波器对揣流进行滤波处理，得出滤波ｔＷ－Ｓ方程后的Ｎ，而被过滤的小尺度锅则通过亚格子应力模型求解。对不可压缩的流动方程－Ｓ，过滤计算后的Ｎ方程如下：＝０２－１寡（）空＋Ａ＝＿１里运狂＋２．２（而Ｊ）］（）、；ｄｔｄＸｐｄｘ．ｄｘｄＸｄＸｊｊｊｊｊ＇＝…一ｚｌ２３Ｘ、Ｘ．上式中，／和；是自由下标。、表示某，Ｊ，，％表示平均速度，方，ｊ＂向＇Ｗ．，戶为流体密度，声为平均表压，为流体动力黏度。Ａ，称为亚格）ｕｂｄＳｃａ－ｌｅｓｔｒｅｓｓＳＧＳＳｍａｏｒｉｎｓｋＬｉｌｌ子雷诺应力（Ｓｇｒｉ，），本文采用ｇｙｙ模型计算使方程组封闭。本文的最小流量闽远声场计算采用ｆｌｕｅｎｔ软件中的声学模块来完成。计算时，首 华东理工大学硕±学位论文第１３页先通过ｆｌｕｅｎｔ软件对阀口的内部流场进行求解，得到流场内部相关变量在声源曲面上ｕｅｎ－的变化过程，然后采用ｆｌｔ软件中的声学模块积分求解ＦＷＨ方程，从而得出阀口远声场特性。２．２．２网格划分ａｍｂ、ｉｔ软件进行网格划分。由于最小流量阀中屯盘片流道复杂本文采用Ｇ，且槽道ｘ２ｍｍ（２）。几何尺寸非常微小，因此选用四面体非结构化网格进行划分阀口流道被口段‘、盘片槽区、盘片中。、出口段）分别生成网分成四部分（进格，且对流场复杂，．４所示的盘片区域进行网格加密处理提高网格质量。阀口主要流道网格如图２，其中出曰段由于流场较为简单，且相对盘片几何尺寸非常大，因此进日段和出口段的网格稀疏化，减少整体网格数量，Ｗ此达到节省计算资源的目的２。盘片内网格化图．５所示。由于不同流量的阀口所使用的通流盘片个数不同，因此本章根据流量大小设置多个ｃａｓｅ文件５５３９１４（３片通流盘）到９７９６６７（１２片通流盘。，网格数也从）不等此外，需要特别说明的是，本文着重研究的是阀口的降噪措施并非流场特征的计算，而噪声计算应用的是大祸模拟与声比拟相结合的方法，因此本文并未做网格无关解。？ｆｒ，■．．．．２４图．最小流量调节阀计算网格Ｆ－ｉｏｍｕｔａｔｉｏｎａｌｒｉｄｏｆ出ｅｆｌｏｗｒａｌ：ｅｃｏｎ杠〇１ｖａｌｖｅｇ．２．４Ｃｐｇ 第１４页华东理工大学硕古学位论文图２．５最小流量调节阀盘片加密网格－Ｆ．２．５民ｅｆｉｎｅｍｅｎｔｄｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎ化〇１ｖａｌｖｅｉｇｇｒｉ２．２．３边界条件设置’２－根据表１，阀口中流动的介质是１７０Ｃ的液态水，为不可压缩流体，因此为了便于计算结果收敛，采用速度进口，压力出口的边界条件，进口速度根据阀口流量计算口４ＭＰａ２－３２－４得到，）），出压力则根据阀口基本工况参数要求为并根据式（和（给一￡定端动能ｋ和耗散率。操作压力为个大气压，并考虑重力影响。＆＝－０．００５巧（２３）＝＾Ｄ－ｆｃ／／０．０１５（２４）（ｊ＝Ｃ／Ｃ．其中，为阀口进曰速度，００９为常系数，Ａ为当量直径，本文为阀口进，。，出曰管道内直径。本文采用基于压力的分离求解器，计算采用基于压力的隐式方法。虽然大祸模拟在理论上比端流模式更为精确，然而由于大渦模拟要求使用高精度的网格，且是对瞬态流场的计算，所！＾，需要消耗更多的计算机资源无法在工程计算中被广泛使用。因此如果全程采用大锅模拟计算流场，势必导致耗费大量时间。本文根据实验室实际计。算机资源，采用雷诺时均模型计算作为初场代入大满模拟的方法雷诺时均计算时，一－ｋ－ｅｋＥ选用标准模型，方面是由于模型发展的时间最长，经验丰富，且有大量实一－ｅ践案例，另面是因为本文的重点并非流场计算，因此标准ｋ模型足Ｗ观察阀ｎ内一－速度稱合采用ＰＩＳＯ算法，部的流场情况，且能节省定资源。压力对流项采用Ｈ阶精度ＱＵＩＣＫ格式离散。稳态流场计算么后，将其作为初值代入非稳态计算，时间推进－６’５Ｌ１．７７采用二阶隐式算法，ＣＦ数取，时间歩长为３Ｘ１０ｓ１，计算收敛相对误差为０。４５－【］，１７２１３１得到阀口瞬态流场后，定义整个壁面为声源并根据国标ＧＢＴ．６２００５，在距阀口下游出日Ｉｍ处设置接收点远声场噪声。，计算阀口 华东理工大学硕±学位论文第１５页２．３本章小结ｒｏ－Ｅ软件绘制而成本章对阀口计算模型进行介绍。最小流量阀的流场模型通过ｐ，主要结构包括阀座、阀盖、阀杆和盘片。阀口计算的端流模型采用稳态与非稳态计算相结合的方法，这样既能节省计算资源和时间，又能获得较为充分的阀口流场，为声场计算奠定基础。远巧场数值模掛采用ｆｌｕｅｎｔ软件中的声学模块进行计算，获得远声场一步结果分析提供依据噪声值和噪声特性，为下。 第１６页华东理工大学硕±学位论文第Ｈ章原型巧口的数值计算结果分折一前章介绍了数值流体计算方法在流场和声场的控制方程，并阐述了阀口的几何建模，网格划分，边界条件等具体计算过程和流程，本章将就数值计算所得结果进行分析，揭示阀口内部流场特征和远声场噪声特性。３．１流场计算结果分析３丄１最佳开度点的确定经过初步数值计算发现，本文所研究最小流量阀的实际运巧惰况与线性理论开度一一定差异存在。当流量定时，若通流盘片个数不足，前后进出口压差将变大，阀口内部揣流加剧；若通流盘片个数过多，则进出口压差不能满足要求，且出口段易形成负压导致回流。通流盘片过多或过少都会引起附加噪声，因此，需要找到不同流量下的最佳开度点，避免不必要的噪声。本文根据Ｘ４５００阀口前、后压差为８ＭＰａ的要求，在流量目标给定的情况下，通过改变通流盘片数，采用稳态ＲＡＮＳ模型进行流场求解〇３８６的阀口进出曰压差１｜试算，得到阀口进日压力，计算出不同，可＾获得各个流量要求下的最佳开度一。最终选择最佳开度用于下步的噪声场数值升算，Ｗ及结构改造对３－比。计算结果列于表１中。表３－１最隹开度的计算工况Ｔａｂｌｅ３－１Ｃａｌｌａｔｉｏ打ｃａｓｅｏｆｃｕｔｈｅｂｅｓｔｅｎｉｎｏｐｇＦｌｏｗｒａｔｅ＾ＲｅａｌＡＰＣａｓｅ〇ｆ化ｅ仙１（Ｔ瓜）誦ｂｅｒＭＰａ（）ｆｌｏｗｒａｔｅｊ２９Ｃａｓｅｌ１２３０％３（ｏｒ４），、（ｏｒ２．９）Ｃａｓｅ２２０５０％４８．４ＣａｓｔｉＳ３２８０％７７Ｃａｓｅ４４０１００％８８．６５３０％１２Ｔ／Ｈ３此化对Ｃａｓｅｌ进行说化当流量为，即时，片通流盘的阀口进出口压差达到１２ＭＰａ，而４片通流盘的压差则不到５ＭＰａ。然而，盘片数须取整，所Ｗ同时一ｃａｓｅ。，３片通流盘时保留两个另方面，由于阀口的设计缺陷，阀杆头与阀座间仅存ｅａ一ｓｅ。极小缝隙，对流场和声场均有极大影响，因此下文结果分析己排隐ｌ另方面，由于盘片个数须取整，因此前后压差不能确保恰好为８ＭＰａ，但是本文经过大量计算，得到的最佳开度点是不同进口流量时，最接近８Ｍ化要求所需的盘片数。３．１．２流场分析 华东理工大学硕±学位论文第１７页ＰＰｒｅｓｓｕｒｅ（ａ）－１ｔＩＩＩＩＩｊｊ犯化＋７９化＂＋３＋０６０６＋＋＾００目巧目＋０７１２０化０７．５Ｅ４．６．３５Ｅ０６．７７５Ｅ０６．６１．ｅｎｊｓｉｓｍｎｗＢ３ｍｅｂ：＾＾？芽歸Ｉ．、，ｒＡｌ－，ｕｉｊ＊＊＊＊＂＊＊＂＊＂＊＂＂＊＊也Ｉ＾ＨｒａＣａｓｅ２（）ＰｒｅｓｓｕｒｅＰａ（）￣ｉ—［ＩＩＩ＋＊＋＋＋■■＾＾３化０６４９２５ＥＷ６．３５Ｅ０６７７７５Ｅ０６９．化０６１．０６巧Ｅ０７１．２０５Ｅ０７／］ｎ／ｇＯＤ３／ｎ（ＢＱ／ｐａｍｎ￣＊ｒｉｎ！＾１Ｑ｜ＢｗｕｇｇｉＤＤＣ口ｇ￣：ｎＢｌｕ＂■ｇＰ—ｇ－Ｗ＇Ｅ３Ｄ口ＺＪｉＣＪＴ＊ｊ＆＞＝ａａ．ｎ３＾巧皆ＩＤＣ口／／Ｊ＇？／／ＩｂＣａｓｅ３（）ＰｒｅｓｓｕｒｅＰａ（）—ｗａｒｎＨｉＩＩＩｕＩ３扫ＥＨ）目４９２５ＥＭ）６６３５Ｅ＋０６７７５Ｅ＋０６９＋０６ｒ〇６２５Ｅ＋０７１２０５Ｅ＋０７７化Ｉｎ—ｍａｉｎｇ；ｉＲＴＣｆｊＩ。ｊｐＭ＜＝１３四ａｉＥｇｇｖ马知＾３ＥＤｇｃＢＥＤｆｉｄｌｇｐ＜ＨａｌＥＢＪＢ３ＥＳＣＩｇｎｇ口ｃｎｅＨＳＢｌＨｂｉｄｅ＝ｉ（＾＾ｊｊｊ＾ｐ（口ＫＩＢＢＤＥＺＩ￣￣ｉＩ口ｆＴ？ｎａｎｗＪ＿＿，￣ｊ，Ｉ＾—－－一Ｌ■ｒｃＣａｓｅ４（）图３．１不同流量最小流量阀对称面压力云图－Ｆｉｌｌｇ．３．１Ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓ１：ｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆ化ｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｖａｖｅｓｙｍｍｅｔｒｙａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｏｗ 第１８页华东理王大学硕±学位论文３１Ｚ图．所示为不同流量时，最小流量阀Ｙ对称面的压力分布云图。从图中可Ｗ看出，压力在阀口进日段基本保持不变，因此降压作用主要来自于巧宫式盘片，且压力沿盘片由外向内逐级递减。正如前文所述，环流对冲迷宫式盘片使流体在其间不断改变流动方向，、，在碰撞的过程中逐渐消耗能量并且不断的分流汇合，达到降压的目的一。另方面，Ｈ种不同流量下的进口压力都不相同，这是由于为了使数值计算便于收敛，设置进口速度和出口压力的边界条件，在计算过程中，由于盘片个数必须取整，因此无法恰好达到阀口工况要求的前后８ＭＰａ的压差。但是所得到的最终结果都是进行尝试计算后最接近工况要求的算例。化ｌｏｃｉｔｙｍ／ｓ（）—１ＩＩＩＩＩＩ１５１０１５２０２５３０３５４０４５如巧６０６５一请、Ｌ曲■＂心．．心—＾Ｊ心ａＣａｓｅ２（）Ｖｅｌｏｃｉｔｙｍｉｓ（）ｌＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＭＭｉｌｆｌｉｌｉ０４８１２１６２０２４２８３２３６４０４４４８５２５６６０目涵煙Ｉ？，公一ｆＶＳＩ鴻ｂＣａｓｅ３（） 华东理工大学硕±学位论文第１９页Ｖｅｌｏｃｉｔｍ／ｓｙ（）￣ｇＴ．．ｉＩＩＩＩＩＩＩＩＩＭ１５１０１５２０２５３０３５４０４５如巧６０目５７０ｃＣａｓｅ４（）图３．２：不同流量最小流量阀对称面速度云图３ｅ－Ｆｉ．．２Ｖｌｏｃｉｔｄｉｓｔｒ化ｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓｍｍｅｔｒａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｏｗｇｙｙｙ图３．２所示为不同流量时，最小流量阀ＹＺ对称面的速度云图。从图中可Ｗ看出流体在进曰段椎体部分，进入盘片流道前Ｗ及盘片出日垂直区域背离阀口出曰的化方存在低速流体，，这些低速区的产生有些是因为流道管路的导向性有些则是由于重力的影响，而这些低速区也正是阀口产生锅运动的关键部位，锅的产生对噪声也有着直接的影响。而阀口的最高速度位于阀口盘片内，约６０ｍ／ｓ。由于阀口盘片的流道仅为２ｍｍ，，尺寸的骤减使流体速度迅速增大而声音通常是由通过控制阀的高速流体产生，一一因此尺寸较小的盘片是最小流量阀的主要噪声源么，后文会进步佐证此观点。ｌｍＶｅｏｃｉｔｙ／ｓ）（—ＩＩＩＩＩＴＭＩＩＩＩ５１０１５２０２５３０３５４０４５５０妨６０巧如ａＣａｓｅ２（） 第２０页华东理工大学硕±学位论文Ｖｅｌｏｃｉｔｍ／ｓｙ（）—－‘ｍｍｍ：ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ０４８１２１６２０２４２８３２３６４０４４４８５２５６６０ｂＣａｓｅ３（）Ｖｅｌｏｃｉｔｙ／ｓ（ｍ）—Ｌ，ＪＩＩＩＩＩＩＩＩｒＬ．４Ｊ５１０化２０２５３０３５４０化如５５如６５７０ｃＣａｓｅ４（）３．３图：不同流量最小流量阁对称面流线图Ｆ－ｉｔｒｔｒｔｔｒｔｇ．３．３Ｓｅａｍｌｉｎｅｄｉｓｉｂｕｉｏｎｏｆ也ｅ打ｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓｙｍｍｅｙａｄｉｆｆｅｒｅ打ｔ幻ＯＷ３．３ＹＺ对称。图所示为不同流量时，最小流量阀面的流线图从图中可Ｗ看出阀口一内部有Ｈ个较为明显的游锅。个位于阀口进口向上进入盘片段，在低进曰速度的算例中并未发现有漉祸存在，而在高速算例中较明显。这是由于进口速度低时流动较为平稳，可沿着流道的方向流动，而当流速加快，大量的流体冲击平直进口段末端，造成流动素乱，并在拐角处产生大尺度的祸流运动。第二处是在盘片出曰向中也的射流段，当空间增大时，压力驟然降低，，盘片出日处为高速流体且盘片出口处于对置一形态，，此，流体相向喷射此处的流场极为素乱。另方面处流体为垂直自由落体运＂＂一动，产生式的锅运动下水道，因此呈现出种不规则的流动状态。第三个是位于，且来流为自由落体过程，阀口底座，由于流体指向出口在背离出口方向上有较大尺口一寸游祸，无论高速或低速进，均存在这现象。，除了能从图中清楚观察到的祸运动外，阀口中还存在许多小尺度满此外，最为一明显的就是盘片槽道内部，，，，这主要由两方面的因素导致第盘片槽道直径小使 华东理王大学硕±学位论文第２１页（得流体在此处速度非常髙由速度云图可知盘片内部为阀口流动最高速度），第二，流，Ｗ此消耗能量，使得流动变得素乱。当然体不断地改变行径方向，小尺度祸还需要一步分析说明通过锅量云图进。１ｎａ—Ｉｉ１１１１Ｉ！Ｉ５Ｍ巧２０巧如巧４０化５０６５６０的．旬‘－岂当满，’吕信？ＣＩ３Ｃ＝ｌｌｆｃ］ＣＺＤ。幸。蔡１乎ａＣａｓｅ２（）Ｖ＇ｏｒｔｃｉｔｙＷＭ—＾＇ＨＩＩＩＩＩｉｔ１２４６Ｓ１０１２１４１６巧２０巧２４ＷＭＪ＊广言导泻吕３１ＣＺ；与［吕。．穿爾旷ｎｂＣａｓｅ３（） 第２２页华东理工欠学硕±学位论文Ｖｏ化ｃｉｔＩｙＭｉｉ１ｉＩＩＩ「ＩＩ「ＩＩｎｉｌ■剛ＩｍＺＢ＾弓Ｃ２３ＣＺ％Ｑ疆ｍｎＩＤｃｋ：３Ｈｆｐ■■■ｋ＾＾ｉ＝：ｋｂｎ因？！ＭＩ｜ｒｌｌｃＣａｓｅ４（）图３．４：不同流量最小流量阀对称面祸量云图－ｍｍｅＦｉｇ．３．４Ｖｏｒｔｉｃｉｔｉｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓｙｔｒｙ如ｄｉｆｅｒｅｎｔ打０Ｗ图３．４所示为不同流量时，最小流量阀ＹＺ对称面的祸量云图。其中为了能够使不＝＂＾，６同数量级的锅量强度进行纵向比较，故对其采取无量纲处理（其中，Ｑ为Ｕ无量纲的讽强，ｄ为盘片通道直径，Ｕ为阀口最大速度，为便于比较６０ｍ／ｓ，均取）。从。图中可Ｗ看出，盘片槽道处的锅量强度最大不同瞬时的调量云图范围与分布基本相似，但呈现不规则运动，无明显周期性。在进曰速度小的算例中，仅盘片槽道内流体，而在大进口速度算例，盘片出口对冲区域的流体锅量也较大锅量较大，也说明了上文所述此区域流场极度素乱的状态。比较不同的算例可发现，流量越大，阀ｎ内部的润强也越大。因此。祸强和流动速度有直接的关系。阀口流动噪声分为空化噪声和流动滿祸引起的噪声。前者是由于流动过程中局部一步降低低压导致气泡，而随着压力进，气泡破裂与冲击壁面所产生的声音；后者则是流体产生髓满产生的声音。根据本文所研究最小流量循环阀的工况（ＴＣ，查得水在１７的饱和蒸汽压为化７９ＭＰａ远低于阀口出口处压力（４ＭＰａ），因此可Ｗ确定，该阀口中基本不会产生空化噪声，祸流噪声将是主要的噪声类型。那么盘片出口和出口附近一区域是阀ｎ的主要噪声源，下文也会针对噪声源做定改造Ｗ抑制噪声的产生。３．２远声场噪声计算结果分析Ｗ上主要从阀口内部的流场特性（压力、、流线）等方面来阐述所研、速度祸强，并通过这些云图来分析阀口噪声的产生原因和源头位置巧最小流量调节阀的特征。下面主要是直接＾斗数值模拟所得的噪声曲线来分析噪声本身的特性。 华东理工大学硕击学位论文第２３页４００「２００－１：：Ｉ割ｆｔ－－８００Ｉ０．００７０．００７５０．００８０００８５０，００９０．００９５０．０１０．０１０５０．０１１Ｔｉｍｅｓ（）ａＣａｓｅ２（）４００ｐ２００－ＩｗｖＨｆｉｆｌｌ－＜－４００Ｉ－６００－０．００７０．００７５０．００８０．００８５０．００９０．００９６０．０１０．０１０５０．０１１Ｔｉｍｅｓ（）ｂＣａｓｅ３（）４００－ｆ：ｉｆｔａｌｉｉｊｉ－ｇ－６００＜－－８００－－１００００．００７０．００７５０．００８０．００８５０．００９０．０的５０．０１０．０１０５０．０１１Ｔｉｍｅｓ（）ｃＣａｓｅ４（）图义５压力脉动时域曲线－Ｆ．．ｍｅｃｕｒｖｅｏｔｉｇ３５Ｔｉｄｏｍａｉｎｆｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｉｏｎ 第２４页华东理王大学硕±学位论文３．５。由于阀口盘片尺寸小图是阀口声压脉动随时间的变化曲线图，从而时间步长６１Ｔ．达到（数量级，因此从计算时间方面考虑，取０００４ｓ的时间段。虽然时间段非常短，不足Ｗ从宏观上观察流体的流动形态和声压脉动的波动周期，但是仍然能够得到基本一的噪声特性。从图中看出，当来流速度定时，阀口声压随时间而变化，且具有随机特征。由于实验室计算机资源有限，此外盘片流道狭窄，导致网格过密，从而时间步３－长仅根据随时间变化的脉动压力无法有效分析接收点的噪声，因此根据式（１）对时ＦＦＴ）域信号作快速傅里叶变换（得到图３．６＝－ｆｅｘ２兀－Ｗ）ｐｆｔ讯（３１）ｆ（）（ｊ）Ｌ式中，Ｐ（ｆ）为频率下的压力函数，Ｐ的为时域下的压力画数。巧０［１４０７：ｋＦｉ．ｆ０２００加４００００６０加０Ｆｒｅｕｅｎｃｚｑｙ（Ｈ）ａＣａｓｅ２（）１４０［如＾１ｉ嚷龍Ｖ＞８０－０２００００４００００６００００ＦｒｅｕｅｎｃＨｚｑｙ（）ｂＣａｓｅ３（） 华东理工大学硕±学位论文第２５页１如广＂１４０Ｉｉｋｖｗ＇１．Ｉ．０（／＞？８０！０２００００４００００６０的０ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＨｚ（）ｃＣａｓｅ４（）图３．６声压级频域曲线６Ｆｒｅｕｅｎｃ－ｄｏｍａＦｉｇ．３．ｑｙｉｎｃｕｒｖｅｏｆｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｖｅｌ图３．６是阀口声压級的频域曲线。从图中可科看出阀口流场噪声声压级的频带很宽，一一没有明显的主频率，是种宽频噪声。在同流速下，阀口流场观测点噪声在低频时声压级幅值较大，随着频率的升高，幅值持续下降。由此可知，噪声低频部分能量较１．７］３５．０４．Ｂ大，高频部分能景较小。阀口Ｈ种开度的噪声值分别为４０ｄＢ、ｄＢ、１３８３４ｄ。由于文章篇幅的限制，无法列出所有计算工况的噪声曲线图。作者在课题研究的过程中耗费了大量的时间来计算不同种的工况，，并进行验算从中可得出，相同流量时，噪声随着阀口前后压差的增大而升高。对于相同进出口压差，噪声随流量的增，大而降低，为了保证阀口进出曰压差达到相应要求这是因为流量增大的时候，需要一用到更多的通流盘片，每片通流盘所承担的压降也相应减小。［４７本文另根据圧Ｃ６０５３４－８－４标准ｈ十算得到该最小流量阀的１００％流量８片通流盘、８６．３８ｄＢｆｌｕ。可发现，运用ｅｎｔ软件虽然能够计算出阀口噪声值时外部声压值为，但一ｕｅｎ－是与理论的阀口声压级相比有定差距。这是由于ｆｌｔ中ＦＷＨ方程主要应用于开放ｔ的远声场噪声，因此在声场计算时，ｆｌｕｅｎ，将整个阀口内避免定义为声源自动忽略了一阀口外壁对噪声传播的影响。而实际情况中，阀口的外壁能够阻挡部分噪声的传播，因此本文中运用ｆｌｕｅｎｔ软件计算得到的噪声值仅作为参考，为之后阀口结构改造后的噪一声控制效果提供个直接对比的参考值。３．３本章小结一本章对原型阀口数值模拟所得到的流场和声场进行分析，为下步对阀口结构改造做好充分铺垫：，分析得到如下结论一（１）本文所研究最小流量阀的实际运行情况与线性理论开度存在定差异。当流一口压量定时，若通流盘片个数不足，前后进出差将变大，阀口内部滿流加剧；若通流盘片个数过多，则进出口压差不能满足要求，且出口段易形成负压导致回流。通流 第２６页华东理王大学硕壬学位论文盘片过多或过少都会引起附加噪声，因此，经过大量的数值计算得到满足工况阀口前后压差为８ＭＰａ的不同流量所对应的工况，作为墓础算例。（２）阀口的降圧作用主要来自于盘片，且压力沿盘片由外向内逐级递减。阀口内一流动最大速度位于盘片槽道内，约６０ｍ／ｓ。阀口内部存在Ｈ个较为明显的縱祸。个位于阀口进口向上进入盘片段，但仅存在于高进曰速度算例中。第二是处在盘片出口向、的射流段中屯，此处的流场极为裹乱，呈现出无周期、不规则的流动状态。第Ｈ个是位于阀口底座，由于流体指向出口，且来流为自由落体过程，在背离出口方向上有较大尺寸游祸。（３）盘片槽道处的祸量强度最大。不同瞬时的满量云图范围与分布基本相似，但呈现不规则运动，无明显周期性。在进口速度小的算例中，仅盘片槽道内流体锅量较大，而在大进口速度算例中，盘片出口对冲区域的流体锅量也较大，说明此区域流场极度奈乳的状态。（４）阀口流动噪声分为空化噪声和流动游祸引起的噪声。由工况所知，该阀口中基本不会产生空化噪声。且声音通常是由通过控，因此祸流噪声将是主要的噪声类型制阀的高速流体产生。盘片槽道和盘片出口区域既是阀ｎ祸流强度最大区域，也是阀口流体最高速度所在区域，因此，阀口盘片槽道内部和化曰附近区域为主要噪声源。一（５）当来流速度定时，阀口表面压力和声压均随时间而变化，且具有随机特征。一６一（）阀口流场噪声声压级的频带很宽，是种宽频噪声。在同流速下，阀口流场观测点噪声在低频时声压级幅值较大，随着频率的升高，幅值持续下降。由此可知，噪声低频部分能量较大，，高频部分能量较小。相同流量时噪声随着阀口前后压差的増大而升高。对于相同进出口压差，噪声随流量的增大而降低。－－（７）根据压Ｃ６０５３４８４标准计算得到该最小流量阀的１００％流量、８片通流盘时８６一外部声压值为．３８地。与数值模拟计算所得噪声值有定差距。因此本文中运用ｆｌｕｅｎｔ软件计算得到的噪声值仅作为参考，为之后阀口结构改造后的噪声控制效果提供一个直接对比的参考值。 华东理工大学硕±学位论文第２７页第四章最小流量阀结构改造方案前两章对最小流量调节阀的内部流场Ｗ及噪声频谱特性进行了数值计算分析。通过分析可看出最小流量阀的主要噪声源位于盘片区域，阀口的祸流是导致噪声的主要原因。本章将根据噪声的源头Ｗ及噪声的传播特性，从三个不同方面来考虑，对阀口的结构进行优化改造，通过数值计算比较阀口改造前后的流场和声场变化。４．１噪声控制基本原理声学系统一般是由声源、传播途径和接收器Ｈ个环节组成。现代研究认为噪声控１）制主要有三种途轻：（在声源处抑制噪声，。送是最根本的措施包括降低激发能力，减小系统各环节对激发力的响应Ｗ及改变操作程序或改造工艺过程等。（２）在传播途径中控制噪声。这是噪声控制中的普遍技术，包括用隔音或吸音材料把噪声声源与外，）界隔离开来如建筑上采用多孔砖修建外墙，将外界噪音进行隔离等。（３接收器上加载保护措施隔离噪声。在某些情况下，噪声特别强烈，在采用上述措施后，仍不能这到耍求，或者工作过程中不可避免地有噪声时，就需要从接收器保护的角度采取相应措施。对于人，可佩带耳塞、耳罩、有源消声头盎等对于精密仪器设备，可将其；安置在隔声间内或隔振台上。相比之下一，第种途径由于在声源处即对噪声进行了控制，从根源上降低了噪声，对环境影响也降到最低，因而效果最好。但这种方法需要在不影响设备性能的条件下对产生噪声的设备进行结构改造，在工程上实现起来相对较难。第Ｈ种方法最容易办＂＂之势到，但有掩耳盗铃，，难免给环境造成噪声污染因而效果最差。第二种途径的效果则介于上述之间，前。目前面两种降噪途径在生活中的应用最为广泛，在降低一噪声污染上取得了良好的效果。本文主要通过第、二种途径，改进阀口结构，从源头控制噪声，使设备在运行时对环境造成的声污染减少到最低。对于本文所研究的最，，小流量阀而言，即从盘片区域入手然而由于盘片槽道狭小实验条件无法对盘片进行实际改造，也无法进行具体的分析，因此本文在声预测理论的基础上，通过计算对阀口声场进行积分求解。４．２最小流量阀盘片结构改造方案及噪声场分析由于计算资源和计算时间有限ｃａｓｅ４，即１００％的流量、８片通流盘的，本文仅针对算例进行结构改造和噪声场对比分析３８．ＭｄＢ。。该算例原型阀的数值计算噪声值为１根据前两章的分析，本文所研巧的最小流量阀的主要声源位于盘片区域。盘片通流槽道截面为２ｘ２ｗｗ的正方形，盘片进出曰通道的尺寸十分狭窄，且盛片内部迂回曲°９０直角一折，转弯处呈，流体通过时与壁面发生剧烈的碰撞和冲击。这设计是为了流体在盘片内部消耗大量能量，Ｗ此来达到降压的目的，，但是第王章的分析表明盘，祸强的大小直接导致噪声的高低片处的祸量强度是最大的，因此对于盘片区域改造 第２８页华东理工大学硕±学位论文是十分必要的，本文采取对盘片拐角处切圆角的方案对阀口噪声源图４．１所示为阀口盘片的示意图，左图为盘片模型图，右图则是盘片流道图。本文对盘片流道进行改造，首先是将拐角切成圆角，其次是尝试沿着环向流道上下边缘切一一直角（若切圆角，方面生成网格时遇到较大困难，另方面，则导致尖锐锐角产生）。．２数值计算难收敛，故切直角图４是对Ｈ种盘片改造方案的说明示意图。切角的两个直角边长度为ｄ。曇賴（ａ）盘片模型（ｂ）盘片流道模型ａｄ－ｉｓｃｍｏｄｅｌｂｄｉｓｃｆｌｏｗａ化ｍｏｄｅｌ（）（）ｐ图４．１盘片示意图Ｆｉ．４Ｄｉｇ．１ａｇｒａｍｏｆｄｉｓｃＨ种改造方案示意图如图４．２所示方案一方案二方案Ｈ＾面＾ＩＩ面＼图４．２呈种不同改造方案的示意图Ｆ４＊．２ｒａｍｏｔｒｅｅｄｅｒｅ打ｔｉｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｎａｎｉｇ．Ｄｉａｇｆｈｉｆｉｐｌ制定完方案后，对改造后的最小流量调节阀进行数值模巧计算，盘片结构的改造主要影响流体在盘片内部的流速及盘片区域的整体祸强。因此得到阀口的速度和锅强云图，与原型阀进行对比，观察盘片的改造对阀鬥内部的流场造成哪些影响。这里一一着重观察盘片区域，方面是因为该方案是针对盘片进行的改造，另方面是因为盘一片区域是阀口产生噪声的主要源头，）。（此处仅列出方案的流场云图Ｗ作对比 ＾＾１王硕谓第页华东理ｆｉ２ＩＪｉ吕己０ＭｉＩＩＨ＾ＧＢＪ三＾，—：巧－Ｉ１画Ｓ吕Ｉ！ｓ吕Ｂｉｓｉ＾＿广＿ｒＬ互—Ｉ５ＩＪ吕誦０口Ｋ—ｆ厂ｊ｜ 第３０页华东理工欠学硕±学位论文Ｖｅｌｏｃｉｔｙ￣￣Ｔ７ＩＩＩｒＩＩＩ＝ｄｄ０．９（）图４３方案一改造后阀口盘片区域速度云图化化ｕ－Ｆｉｇ．４．３Ｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｉｏｎｏｆ化ｅｄｉｓｃａｒｅａｉｎ化ｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅａｆｔｅｒａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｌａｎ１ｐ４一图．３所示是根据方案对盘片拐角切圆角后的阀口流场速度云图。对比原型阀速，当拐角半径较小时，度云图发现，流动速度相对有所降低而当圆角半径达到化９ｍｍ时，最大速度达到８０ｍ／ｓ。根据上文分析得知，高速的流动会产生噪声，因此，圆角半径应控制在Ｏ．Ｓｍｍｌｉｒｆ，Ｗ更好地控制流体在盘片中的速度，达到噪声控制的目的。Ｖｏｒｔｉ讯ｙ■ＩＩＩＩＩＩＩｌＩＩ｜ＩＩｉｔ｜１２３４５６７８９１０１１１２１３１４瓜Ｂｊ圓Ｊ蒙ｌＩｆ＝ａｄ０．３（） 华东理工大学硕±学位论文第３１页ＶｏｒｔｉｃｉｔｙＴＴＰＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩｔＫ１１２３４５６７８９１０＂１２１３１４１５１６７１Ｉ￣￣＝￥７Ｉ３ＣＴ＾＾＾２３—Ｉ四＾ｙ（＝３ＥａＪＨｚＺＤＫ＇＾＾Ｒ１＝３巧Ｉ，扛．Ｃ３■叫ｃｍｉ口如国画ｉｆ響＝ｂｄ０．５（）Ｖｉｄｏｒｔｔｙ＇＇－ＩｆｆＴｒｉｉＩＩ１ＩＩｋｗｍ１３５６７８１０１１１４１５２４９１２１３ＡＪ或軒口広Ｗ［＝３ＥＨ９ＥＺＺＺ吗．Ｉ＾ｇｇｉ頌言醒顯！；言圍－嗎（窜卷厶…．Ｉｉｉ／ｉｆＩ＝ｃｄ０．７（）Ｖｏｒｔｌｃｌ巧＇‘Ｍｌ＾ＩＩ！保粒：ｄＩＩＩＬ■１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５口户３四ｍｓｅｚ＾神［□田Ｈ＝－ＨＢｋ３ｍａ［ｒａｈｓ：ｃｈ＊Ｊ＾；］＾３ｚａｃａｒ３ｅｚｄｉ［口｜、］口：＇，Ｘ９Ｖ＊Ｍｂ＾ＢＢＳＳＳ－ｎｇ＾；ｒ：ｎｒ＾巧产＾９９ａａｇＥｍ９ＢＪ＾＾？＾＞ｗｓＦ零訂：蹲、ｙ呈岩嗎顧翁＇＝ｄｄ０．９（）图４．４改造后阀口盘片区域祸强云图ｆ－Ｆｈｄｉｓｉｉ４．４Ｖｏｔｉｉｔｉｓｄｉｓｔｒｉｂｔｉｏ打ｏｔｅｃａｒｅａｎ化ｅ打ｏｗｔｃｔｒｌｌｇ．ｒｃｅｕｒａｅｏｎｏｖａｖｅａｆｔｅｒａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｎｔｏａｎ１ｉｇｐｌ 第３２页华东巧王大学硕±学位论文一．４所示是根据方案对盘片拐角切圆角后的阀口盘片区域祸量强度云图图４。可Ｗ一看出改造后的祸量仍然呈现不规则、无周期的运动特征，这点是该阀ｎ祸量运动的，结构改造不会对其有任何影响。而与原型阀对比特性，可Ｗ看出改造后的满强（最大值为１６左右）明显小于改造前（最大值为３４）。通过对噪声持性的分析可知，该最小流量调节阀的主要噪声类型是锅流噪声，那么锅流强度是导致噪声的直接原因，那么就锅强来说，对盘片拐角切圆角的处理是有效的。一的降噪效果较为明显－Ｈ个不同盘片通过流场分析得到的结果方案，表４１列出了改造方案的具体声压级。－１表４：盘片改造前、后噪声值Ｔａｂ－ｅｌｅ４１：ＳＰＬａｆｔｅｒ＆ｂｅｆｏｒ化ＳＣｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ原型阀口噪声方案一方案二方案呈ｄｍｍ（０．３１３１．０４１３５．０６１４３．６８０．５１３３．８２１３６．６１１％．８１１３８３４０．２１４．７１３２６８．８７１４２．４３０．９１３１．７８１３７．６４发散其中，ＳＰＬ代表声压级，ｄ代表切角的直角边长度。一－从表４１中可Ｗ看出，方案的降噪效果最优，方案兰的降噪效果最差。其中方案一对盘片拐角进行了切圆角处理，増大了盘片槽道的通流面积，也就是变相増加了通流盘片的个数一，因此阀口前后压差减小，噪声随之降低。方案说明了盘片的通流裕度对噪声的影响是非常显著的。方案二虽然有降噪效果，但并不是十分明显，且ｄ＝０７ｍｍ时数值明显偏大一．，可能是网格质量造成的数值计算收敛误差，有待进步的计算验证。方案Ｈ沿盘片环向棱边上下分别切直角不利于降噪，这是因为，经过改造．５所示。在工程应用中盾，盘片流道截面近似为Ｈ角形，如图４，三角型截面是被尽量一一一种形状避免的，方面是因为其制造困难，另方面则是因为它对流体的流动造成一＝０．９时很多不稳定因素。这也是导致当ｄ，数值计算直接发散的主要原因之，因此放弃该方案。 华东理工大学硕±学位论文第３３页．石４＝图．５方案兰改造后阀口盘片流道模型图（ｄ０．９）＝－Ｆｉ．４ｉｓｃｆｌａｔｈｍｏｄｅｌａｆｔｅｒｌａｎ（ｇ．５Ｄｏｗｐ３ｄ０．９）ｐ４．３最小流量阀出日段结构改造及噪声场分析一节针对盘片进行改造，本意是在噪声源头抑制噪声的产生上，然而数值计算结一果表明，降噪效果极为有限，有些甚至比改造前的噪声还高。方面是因为阀口本身结构复杂，且盘片尺寸狭小，流道迂回曲折，难Ｗ对盘片有较为有效的改造方案，另一一，，击即中方面在源头抑制噪声涉及到阀口本身设计、结构等多方面的因素很难，进行最有效的改造，因此本文继续探索从控制噪声传播途径的方面入手，研巧阀口噪．声控制。一结合飞机发动机壳体结构和消声器的原理，提出种阀口降噪结构。民用飞机发，它是经过大量实验动机壳体基本采用鼓形结构，充分考虑噪声问题后设计出的４５００一因此本文试图借鉴飞机发动机的外形构造对Ｘ阀的出口段进行改造，。另方面消声器Ｗ主要是把多孔吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排一列，，当声波进入消声器时，部分声能在多孔材料的孔隙中被耗散为热能使通过消。声器的声波减弱因此本文在阀口出曰段内壁面上设置若干小孔，改造后流道模型如图４．６所示。／ｔＪ，＂＂，１歹＇‘＇ｔ——－／？ｉＷ：Ｈｉｒ＾ｆｌｉ酸｜ｇ｜｜｜ｌｙｇＨ。Ｊ．图４．６改造后流道模型．ｍｏｄｅｔｔＦｉｇ４．６ｆｌｏｗａｓｓｌａｆｅｒｒｅｃｏｎｓｕｃｔｉｏｎｐ４－２本文为了研究不同孔距和孔径对降噪能力的影响，共设计了４种方案，如表所 第３４页华东理王大学硕±学位论文ｂ为沿流向相邻两小孔中屯、距离，ｄ为小孔直径。Ｄ为鼓形出曰段最大直径示，表中，ｈ为小孔深度。表４－２不同工况出曰段参数－ｔＴａｂｌｅ４２ＥｘｉｓｅｃｔｉｏｎａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｓｅｓｐＤ（ｍｍ）ｈ（ｍｍ）ｄ（ｍｍ）ｂ（ｍｍ）Ｐｌａｎｌ５１０制５２０４０１０Ｐｌａｎｓ２２０Ｐｌａｎ４２１０４，图．７是改造前后阀口对称面的速度云图，对比改造前后速度云图可发现改造后的盘片出口段低于改造前的流速，出曰段的改造仅仅影响了盘片至下游段，阀口进口段及盘片内部流场基本未受影响。甲壬只了Ｔ１］哪ｉｌｉ图４．７改造前、后阀口对称面速度云图Ｆｉｇ．４．７Ｖｅｌｏｃｉｔｙｃｏｕｎｔｅｒｏｆ円０Ｗｖａｌｖｅｓｙｍｍｅｔｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｕｃｔｉｏｎｙ４４．９口图．８、图分别是改造前、后阀口出管段端动能和耗散率云图。端动能反映了脉动的剧烈程度，耗散率则表征編动能的消耗快慢。从图中可Ｗ看出，在阀口底部区域，改造后的縮动能和耗散率均大于改造前，而盘片中也区域的变化趋势相反。由此可知，改造后的阀口出口管段能够消耗更多的滿流脉动动能。Ａ（Ｕ）ｋＷ（—＇＿？？Ｈ节麵圓丄Ｉ！ｒ］ｒ：Ｔ＊ｉ—Ｉ０江巧７８９４７４１１化１１６８９ｂ１９７３６８２丈６８４２０３０４７Ｗ７８ＳＷ成２１化ＴＫｂ１９７３６Ｓ２３２７４１１．６８４２图４．８改造前、后阀口出日管段端动能云图Ｆｉｇ．４．８Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｕｎｔｅｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 华东理工大学硕±学位论文第３５页、、？＂／、＾？＾’茂：１—＾、＼、＇１＼Ｖ、《隱＇Ｖ！、＇？ｈ；三■＂—金占於户ｅＷ（）ｅ（Ｗ）￣＾￣—…＇ｒ：ＨＨｆｊｉ．！Ｉｉｎ＾ＭＩＴｉｌ１ｉ１叫０巧巧９５Ｗ５７．的４７３６８４的巧７９７的４．７４９４７３６８０巧７８．巧ＷＷ巧４７３６８４６３１６．７９７８８４７４９４７３６８．图４．９改造前、后阀口出口管段耗散率云图Ｆｉｇ．４．９Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ巧化ｃｏｕＭｅｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ为了分析流场中的压力脉动特性，在阀口中设置了如图４．１０所示的４个监测点。在ＬＥＳ计算时，对监测点的压力进行实时记录，然后进行快速傅里叶变换（ＦＦＴ），得出各监测点的脉动压力频谱图，如图４．１１所示。从图中看出，监测点１和２处压力脉３２动幅值达到ｌ〇Ｐａ，而其余两处压力脉动幅值仅为１〇Ｐａ，说明盘片处存在较大尺度的１口，产生的噪声也较大。监测点改造前后曲线几乎重合祸运动，说明出管段的改造对盘片处的噪声基本没有影响。监测点３改造后的库力脉动幅值低于改造前，说明改、造后的阀口底部噪声有所减弱（）４。盘片中屯监测点２与阀口出口管段（监测点）压力脉动却有所增加，这说明出日结构变复杂之后，加剧了阀口内部调运动。．＂＂＇苗Ｉ巧ｔ图４．１０脉动压力监测点位置Ｆｉ．４．１０ｍｏｎｉ１ｉｉｔｔｔｉｇ；ｏｒｎｇｐｏｎｏｆｆｌｕｃｕａｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ＊＊－１０１０Ｐｒａｆｔｅｒ—．、Ｗ。。ｖ．＇，，糧ｒ＾＂＾ｆｅ＇ａ。＂—；‘’’，ｎ？ｗｒＭｒｌ｜１）＾ｂＩ２简＂…＇……■■ＩＩ＇＇Ｉ’？Ｉ＇＇＇ＩＩＩ…＇ＩＩ？Ｉ＇’．１．Ｉ…？１。＾１〇１’非山ｉ，［地〇若心去）也知去山巧ＨｚＨｚ）巧）ＰｏｉｎｔｌＰｏｉｎｔ２ 第３６页华东理工大学硕壬学位论文ｉｏＶｉ〇Ｖ，，ｒＭａ＂’＂：ｒＶ，ＭｆｒＪＳｆ，％．ａｆｔｅｒＨ…＾＂ｒ１ｒ…………＇……‘ｉ……＇Ｉ＇…＇＂＇＇＂＇＇＇＇＇＂＂＇＇＂＂＇＂＂１〇心心‘Ｉｓｓ＂＂＊？心ＩＪｊｏＶｉ〇ｌ〇ｊｑＩ１０ｌｏｉＨｚＨｚ巧）ｆ（）ＰｏｉｎｔｓＰｏｉｎｔ４４图．１１改造前、后不同监测点脉动压力频域图Ｆｉｇ．４．１１Ｆ山ｃｔｕａｔｉ打ｇｐｒｅｓｓｕｒｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉ打ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｏｉｎｔｂｅｆｏｒｅａｎｄｐａｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ４一１图．２是改造前后盘片及中也管段在同瞬时的祸量云图，其中对祸强进行无量纲处理，Ｑ＝＾（其中，Ｑ为无量纲的渦强，ｄ为盘片通道直径，Ｕ为阀口进口速Ｕ度）。从图中可Ｗ看出，盘片槽道处的锅量强度最大。不同瞬时的锅量云图范围与分布基本相似，，且，，但呈现不规则运动无明显周期性改造后的满强高于改造前尤其是、１７％。从噪声发生的角度看在盘片中屯处，祸度最大值增大了约，祸的增强会导致声一，源的加强。但另方面，压力脉动的传播也是噪声控制的关键因此下对出口管段的祸量输送进行分析。—ｚｎ化。ｉｃ的Ｉｉ１Ｘ．Ｌ．ＩＩ１Ｎ／ｏｒｔｉｃｉＩ１１１１ｔｙ誦４４８１０１２１１６１８２０２２２４２６２８■２６２１４６８１０２１４巧１８２０巧２４巧巧Ｓ＾？ｃ漁脈＾脚＾興：蹄＊Ｊ匿證、嗎挪囑欄纖诚驟誦於＾尸纖輕緣徽。）！瓣投厕験马巧‘眶；３？＾况＇＂．？弓道辦題．．？帶ｉｊｃ觀麵粒／ｙ沪殺ｆ巧ｙ叫＾穀脇６化邀蔓３吉＾麵識繼＾辨排，脈汲占猫誦盼和｜唉｜宽＾＾＾＾＾＾句＇？、户＂＇＂ｔｉｒ＇－ＴｔＩＬ＿ｌ！？（ａＢｅｆｏｒｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（ｂＡｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ））图４．１２改造前、后祸量云图Ｆｉ．４１ｔｔａｎｔｕｃｔｅｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｎｇ．２Ｖｏｒｉｃｉｙｍｇｉｄｅｏｕｎｒｓｂｉ图４．１３是改造前后单位质量流量通过阀口出口段截面的祸强与截面位置的关系曲线图。分别对改造前后的出口管段沿Ｘ轴方向选取８个截面，得到单位质量流量通过一，改造后的祸量强度高于改造前每截面的祸强。从图中可Ｗ看出，但是由于内壁面 华东理工大学硕±学位论文第３７页小孔的衰减作用，改造后的祸量衰减率大于改造前。即改造后的出口管段消耗了更多的能量，从而抑制声音的传播，起到降噪的效果。３０００ＰＡＩＡｍＩＡｆ＼ｔｅｒｅｏｒｅ＼Ｂｆ而２０００：＼＼％ＸＸ．帝ｓｏ。：Ｎ．－１０００＇＇■Ｉ■■ＩＩ■Ｉ■Ｉｉ１Ｉ？１１１１５０００．８０２０．．０４０．０６０００．１．１１４Ｘｍ（）图４．１３改造前、后阀口出口段祸强与位置的关系图Ｆ１ｔｏｎｃｏｕｎｔｅｅｔｗｅｅｎｖａｖｅｅｘｔｒｏｉｅｖｏｒｔｃｔａｎｄｏｓｔｏｎｅｆｏｉｇ．４．３Ｒｅｌａｉｒｓｂｌｉｐｆｌｉｉｙｐｉｂｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄ４．１４对孔距ｂ和化径进行比较，图是改造前和改造后的阀口整体声压级频谱图。一从图中可Ｗ看出阀口流场噪声没有明显的主频率，是种宽频噪声，与之前观察的无一流速下规则满运动相对应。在同，阀口整体噪声在低频时声压级幅值较大，随着频，幅值持续下降。由此可知，噪声低频部分能量较大率的升高，高频部分能量较小。，根据祸声理论，大尺度锅旋主要产生低频噪声此外，而小尺度祸旋主要产生高频噪一，声，祸旋尺度分布的不均造成阀口内部流噪声的频带分布也很宽进步说明了阀口一内部的祸流运动是引发阀口流噪声的重要原因之。消声器孔距和孔径应满足Ｗ下关４９［１系：－ｂ＞ｄ＋ｄ（４１６＾／）－－３４表４总结了４个方案的小孔参数和降噪能力。其中，方案二和方案四满足（１）式的要求，它们的降噪能力相对较好。１４０ｒ■Ｏｒｉｇｉｎ，！ｂｎｐＰｌａｎ１－１３０Ｐａｎｌ２Ｐｎｌａ３Ｐｌａｎ４；１Ｉｌｉｉ［ｔ＃Ｉ叩｜’‘｜｜－＂－ｉ‘．Ｊ７。‘，’‘！２〇Ｓ〇０４（Ｖｊｏ品巧Ｈｚ）图４．１４改造前后声压级频谱图Ｆ．．１ｉｇ４４ＳＰＬｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｖａｌｖｅｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 第３８页华东理工大学硕±学位论文表４－３最小流量阀出口段的不同结构改造降噪能力的比较－ＮｏＴａｂｌｅ４３ｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｖａｌｖｅｅｘｉｔｓｅｃｔｉｏｎｓ￣＾ＳＰＬＮｏｉｓｅＤｈｄｂ（ｍｍ）ｂｅｆｏｒｅａｆｔｅｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ｍｍ）（ｍｍ）（ｍｍ），，…、（ｄＢ）（ｄＢ）（ｄＢ）￣Ｐｌａｎｌ５１０１３３．６２４＾Ｐｌａｎ２５２０１３０．０５８．２９４０１０１３８．３４Ｐｌａｎ３２２０ｍ．５４５．８Ｐｌａｎ４２１０１３１．４３６．９１４．４最小流量阀出口段孔板改造及噪声场分析上述两个方案中一，第个是从源头控制噪声，减少噪声的产生。虽然效果不甚理一想，但对于综合改造方案有定的借鉴意义，；第二个是通过抑制噪声的传播消耗噪。声在传播过程中的能量，＾达到控制噪声的目的从第＾章阀口流场的分析可＾［＾得知，Ｎ一。Ｋ．Ｗ．阀口的降压能力越大，种降噪方，所使用的通流盘片数越少噪声越高ｇ提出一案，通过在阀口出曰段插入多级孔板达到降压目的，且每级孔板上分布足够的小孔分散来流。为了验证该方法的有效性，本文在阀口下游出曰管段增设单级多孔节流孔板，研究其对噪声的影响。ｉｉＢＭＵＩＭＩＢ强ｗｗｇ黨騰ｍ＜＞３０８７．５１０（ｍｍ）４图．１５孔板安置点示意图Ｆｉｇ．４．１５Ｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｒｅｐｌａｔｅ图４．１５为孔板在阀口下游出口段放置的位置示意图，孔板厚２ｍｍ，距底座中必４０ｍｍ．５ｍｍ。从分析可导出，距出口段８７，孔板的设置必然分担了部分盘片的降压一，因此增设孔板的阀口可用到更多的通流盘片作用，从而降低定的噪声。为了使一＝一结果具有定的参考价值，故设置不同孔径的孔板加对比，且同孔径均设置了个不同盘片数与之对应，分配不同的压降，，此分析压降对噪声的影响并得到对降噪最为有效的孔径。 华东理工大学硕±学位论文第３９页禱品碱齡＠？公！誦梦ｆＹ鸿＇蓄ｓｉＷ＾ｉｐｆ＃掉的图４．１６不同孔径孔板截面示意图Ｆｉ．４１ｓｓｒｏｉｅｏｆｅｒｅｎｔａｍｅｔｅｒｏｒｅａｔｅｇ．６Ｃｒｏｐｆｌｄｉｆｆｄｉｐｐｌ图４．１６为Ｈ种不同孔径的孔板截面示意图，分别为Ｉｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ。虽然孔板上设置许多小孔一，，，主要是为了分散来流但是孔板也会起到定节流降压的作用因此在原有最佳开度的盘片数基础上，，需要适当增加盘片数使阀口前后压差仍为工况要求的８ＭＰａ。本文针对不同孔径设计了多种方案，且为了方便比较孔板与盘片的降压４－４所能力，，计算出孔板的压强损失如表示表４－４孔板参数及噪声分析计算值ａｂ－Ｔｌｅ４４Ｐｏｒｅｐｌａｔｅａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｃｏｍｕｔａｔｉｏｎａｌｄａｔａｏｆｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃａｎａｌｓｉｓｐｐｙ孔后孔径通流盘孔占比阀前后压差Ｓ化值翁化Ｉ了算例孔数压差（ｍｍ）片数（％）（ＭＰａ）（ｄＢ）（ＭＰａ）￣Ｃａｓｅｌｉｍｎ３＾８９１３０．３８ｌ－４２Ｃａｓｅ１１１１２４６．７８５．８Ｋ６．６７１．８８ｌ－１８．１２７．８９１Ｃａｓｅ２１４２１０４６．７７６．９－Ｃａｓｅｌ３１４２１９４６．７８８．５１３１．３８１．９４Ｃａｓｅ２２５９１２如．２２８１３３．５９３．１３－１ａｓｅ２１２８５２３７．８９５Ｃ．６１２７．６２１．３７ａｓｅ２－２２８５１０＾．８９８１３０Ｃ．２７１．４２Ｃａｓｅ２－３２９７８４３１１．９１３４．１８１．０２Ｃａｓｅ３３２１１２２１７．８１３９．５３．８１Ｃａｓｅ３－１３３７１２３７５．３１２５．２５Ｏ＞．Ｓ６－６ｍＣａｓｅ３２３３７９３７７．９７．１．０４上表中，孔占比是指所有小孔面积之和与阀口出口管段内截面面积的比值，即孔占比的大小反映了小孔的面积总和。阀口前后压差由于盘片取整的缘故，取最接近８Ｍ化的算例。孔板前后压差直接反映节流孔板起到的降压能力，该值由孔板前５ｍｍ和孔板后４２．２５ｍｍ处截面质量流量平均压力作差所得。上文分析得知，锅量强度是导致阀鬥噪声的直接原因，因此通过观察阀口盘片区域和孔板前后的锅量强度云图，与原型阀进行对比，可得出孔板对阀口噪声的控制４－能力。图．１７４．１９给出不同孔径算例的祸量云图，加Ｗ比较分析。 第４０页华东理工大学硕±学位论文？■ｉＩＩＩｗｓｍ■麵ＩＩＩＴＩＩ腸涵ＩｒＩＩＶｏｒｂａｔ００？０３０地５０的拘扭奶１００Ｖｏｒｆｉａｔ０１０２０３０伯Ｗ说７０８０９０１００１ｙｙ■ＶＣａｓｅ－ｌＣａｓｅｌ１＂＂．．ｍｍ■＇Ｍｉｌ１１１ＩｔＩＩ下ｍ］１１１■■ＩＩｔ１ｔｉ２０如４５０说７扣９０Ｖｏｒｉｃｉ：００２０３０４０泌６０扣８０９０１００Ｖｏｒｉｃｔｙ０１０００１００ｙｌｉｙｌｉｔｆｉ＾—￣髮Ｔ？？—－ａｓｅ－Ｃ１２Ｃａｓｅｌ３图４．１７Ｉｍｍ孔径阀口对称面祸量云图Ｆ－１７Ｖｒｔｉｃｉｔｄｉｓｔｒｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓｍｍｅｔｒａｔ１ｍｍｄｉａｍｅｔｅｉｇ．４．ｏｙｉｙｙｒｗｍｎＩＩＩＩｉＩＩ１ｉＴｗｍＩｗ■■ｒＴＶ汾典ｏｒｔｏｂ．０１０２０必４０说说７０１００Ｖｔ４ｏｒｔｏＤ１０２０３００５０助７０的９０１００ｙＭＭａｓｅ２ｓｅ－ＣＣａ２１￣—ｉＩｌＨｌｌｌＩＭ■剛ＩｉｉＩＩＩｍｍｏ３０ｔ的Ｖｒｔｃｉｔ００５０扣７０的泌１００Ｖｏｒｔｏｔｙ１４ｙ１０Ｗ４０２０３Ｃ０说７０扣９０１的ＪｉｗｊＣａｓｅ２－２Ｃａｓｅ２－３４．１８２ｍｍ化径阀口对图；称面祸量云图－Ｆ．４ｉｏｔ２ｉｇ．１８Ｖｏｒｔｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆ化ｅｆｌｏｗｒａ化ｃｏｎｔｒｌｖａｌｖｅｓｍｍｅｔｒａｍｍｄｉａｍｅｔｅｒｙｙ 华东理工大学硕±学位论文第４１页＂１１ｒ￣￣￣￣￣￣＼Ｉ」三口…．＾…１Ｉｒ＾ｎｉＩｉ［Ｖｃ＾ａｔｙ０１４０２０３００５０６０７０８０９０１００Ｖ＾ｉ．：４ｙＴＴｏ２０３００５０６０７０Ｊｄ９０ＷｉＪｙ｜ｊＭＣａｓｅ３Ｃａｓｅ－３１ＩＩ—ＩＶｏｒｔａｔｙ０１０２０３０４０５０ＢＯｗ说典１００ＬＩ，ｒｎａｎｔＬ＾ａｍｍＪＢＩＩＨＣａ－ｓｅ３２４．１９ｍｍ图：３孔径闽口对称面祸量云图－Ｆｉ．４．１９Ｖｏｒｔｃｈｓｔｒｏｎｏｆｔ化化ｔｒｇｉｙｄｉ化ｕｔｉｈｅ円ｏｗｒａｃｏｎ〇１ｖａｌｖｅｓｍｍｅａｔ３ｍｍｄｉａｍｅ化ｒｙｙ４－４从表中可Ｗ看出，１ｍｍ孔径的降２ｍｍ，就声压级的绝对值而言噪效果最佳，一孔径的孔板其次，３ｍｍ的最差。比较同孔径孔板前后的压差可看出，孔板能够为一盘片分担部分的庄降，且孔板承担的压降越多，噪声值越島。也就是说，阀ｎ盘片对噪声的影响小于孔板的影响，这也是设计迷宫盘片式最小流量阀的优势所在。观察４－．１７４．１９不同孔径的满量云图可发现，孔板下游的锅量强度随着孔径的增大而增强，一而满强是导致阀口噪声的直接原因之，这说明了小孔径孔板噪声相对较低。小孔径，而大孔径的孔板下游并无明显祸强的增加，特别是３ｍｍ孔径孔板下游处祸强增大，直接导致噪声的增加一ＫＷ。从另方面分析，根据ａｍ．Ｎｇ，小孔径孔板相较于大孔径可Ｗ将来流分散，有利于流体消耗更多能量，从而降低锅强，控制噪声。４．５本章小结本章根据噪声控制基本原理，提出了王种阀口机构改造方案，分别是针对阀口噪声源的盘片进行切圆角处理抑制噪声的产生、对阀口出口段进行结构改造来控制噪声的传播、在阀口出口段放置单级节流孔板，分担盘片的降压作用。各降噪方案得到结论如下：一（１）对盘片改造有定的降噪效果，其中对拐角切圆角的降噪效果最优，沿盘片环向棱边上下切直角几乎达不到降噪效果。盘片的通流裕度对噪声的影响是非常显著的一。槽道截面形状对噪声也有定影响。（２）对阀口出日段进行结构改造，改造后的盘片出曰段低于改造前的流速，出曰 第４２页华东理工大学硕±学位论文段的改造仅仅影响了盘片至下游段，阀口进曰段及盘片内部流场基本未受影响。在阀口底部区域、，改造后的端动能和耗散率均大于改造前，而盘片中屯区域的变化趋势相反。由此可知，改造后的阀口出日管段能够消耗更多的瑞流脉动动能。盘片处存在较大尺度的锅运动，产生的噪声也较大。改造后的阀口底部噪声有所减弱。出口结构变复杂之后。然而，改造后的锅量衰减率大，加剧了阀口内部满运动于改造前。即改造后的出曰管段消耗了更多的能量，从而抑制声音的传播，起到降噪的效果３－５化。数值计算表化鼓形出口段和其内壁的小孔结构降噪能力约为。降噪效果最佳的孔距应保持在等号附近为宜。（３）在阀口出口管段安置单级小孔节流孔板，基本达到了分散来流的目的。孔板一１ｍｍ孔径下游的锅量强度随着孔径的增大而増强，因此的降噪效果最佳。比较同孔径孔板前后的压差可Ｗ看出孔板承担的压降越多，噪声值越高，也就是说，闽口盘片对噪声的影响小于孔板的影响。 华东理工大学硕±学位论文第４３页第五章总结与展望５．１总结。闽口噪声作为工业噪声的重要组成部分，受到国内外越来越多的研究学者的关注一款Ｘ４５００型环流对冲式最小流量阀为研究对象本文苏州德兰新能源有限公司的，通过计算流体为学方法，运用ＲＡＮＳ时均模拟和ＬＥＳ大锅模拟相结合的方法计算阀鬥的内部流场，讨论阀口流场的特征巧演变规律；应用声比拟法对阀口远声场噪声进行计算，探巧阀口的噪声源队及传播机理；提出Ｈ种阀口改造方案，从Ｈ种不同角度来。总控制阀口噪声，并探讨降噪机理和降噪方案的可行性结全文，得出Ｗ下主要结论；一（１）本文所研究最小流量阀的实际运斤情况与线性理论开度存在定差异。经过口前后压差为ａ一大量的数值汁算得到满足工况阀８ＭＰ的最佳开度工况，为下步计算奠定基础。阀鬥的降压作用主要来自于盘片，且压力沿盘片由外向内逐级递减。阀ｎ内流动最大速度位于盘片槽道内，约６０ｍ／ｓ。一阀口内部存在Ｈ个较为明显的縱祸。个位于阀口进口向上进入盘片段，但仅存二是、在于高进口速度算例中。第处在盘片出曰向中屯的射流段，此处的流场极为奈乱，呈现出无周期、不规则的流动状态。第Ｈ个是位于阀口底座，由于流体指向出口，且来流为自由落体过程，在背离出曰方向上有较大尺寸游祸。盘片槽道处的祸量强度最大。不同瞬时的锅量云图范围与分布基本相似，但呈现不规则运动，无明显周期性。在进口速度小的算例中，，仅盘片槽道内流体锅量较大而在大进口速度算例，盘片出曰对冲区域的流体祸量也较大，说明此区域流场极度奈乱的状态。阀鬥中基本不产生空化噪声，因此满流噪声将是主要的噪声类型。且声音通常是由通过控制阀的高速流体产生。盘片槽道和盘片出口区域既是阀口祸流强度最大区域，也是阀口流体最高速度所在区域，因此，阀口盘片槽道巧部和出口附近区域为主要噪声源。口一）当来流速度定时，阔口表面压力和声压均随时间而变化，且具有随机特征。一阀口流场噪声声压级的频带很宽一流速，没有明显的主频率，是种宽频噪声。在同下，随，，阀口流场观测点噪声在低频时声压级幅值较大着频率的升高幅值持续下降。由此可知，噪声低频部分能量较大，离频部分能量较小。相同流量时，噪声随着阀口前后巧差的増大而升高。对于相同进出日压差，噪声随流量的增大而降低。－８－４根据旧Ｃ６０５３４标准计算得到该最小流量阀的１００％流量、８片通流盘时外部声一ｆｌｕｅｎ压值为化．３８ｄＢ。与数值模拟计算所得噪声值有定差距。因此本文中运用ｔ软件一计算得到的噪声值仅作为参考，为之后闽口结构改造后的噪声控制效果提供个直接对比的参考值。一３）对盘，（片改造有定的降噪效果，其中对拐角切圆角的降噪效果最优沿盘片环向棱边上下切直角几乎达不到降噪效果。盘片的通流裕度对噪声的影响是非常显著 第４４页华东理工大学硕±学位论文的一。槽道截面形状对噪声也有定影响。对阀口出口段进行结构改造，改造后的盘片出口段低于改造前的流速，出口段的改造仅仅影响了盘片至下游段，阀口进口段及盘片内部流场基本未受影响。在阀口底、部区域，而区域的变化趋势相反。，改造后的端动能和耗散率均大于改造前盘片中屯由此可知，改造后的阀口出口管段能够消巧更多的端流脉动动能。盘片处存在较大尺度的祸运动，产生的噪声也较大。改造后的阀口底部噪声有所减弱。出口结构变复杂之后，加剧了阀口内部祸运动。然而，改造后的渦量衰减率大于改造前。即改造后的出口管段消耗了更多的能量，从而抑制声音的传播，起到降噪的效果３－５犯。数值计算表明，鼓形出口段和其内壁的小孔结构降噪能力约为。降噪效果最佳的孔距应保持在等号附近为宜。在阀口出口管段安置单级小孔节流孔板，基本达到了分散来流的目的。孔板下游一的祸量强度随着孔径的增大而增强，因此１ｍｍ孔径的降噪效果最佳。比较同孔径孔板前后的压差可看出孔板承担的压降越多，噪声值越高，也就是说，阀口盘片对噪声的影响小于孔板的影响。５．２展望本文在大量国内外研究学者研究成果的基础上，提出了Ｈ种最小流量调节阀结构改造的方案，文章仍然存在很多不，控制噪声。但是由于作者能力和时间精力有限一步探究之处足之处和值得进：－（１）本文运用大祸模拟和ＦＷＨ相结合的方法，对阀口噪声进行模拟。但是数值结果表明一，计算所得噪声值与理论计算值存在定差距。这主要是由于本文的声模拟一方法中未考虑阀口壁面对噪声传播的影响，而流动中的流体会在阀口内壁面上加载一，，这负荷从内壁面传递至外壁面再由外壁面向远场传播。因此定的负荷，在声模。拟的方法中考虑流固稱合及振动噪声的影响，所得结果会更接近于真实噪声值一些结构改造方案（２）本文虽然提出了，但仅限于尝试探索的基础型研巧。因此一后续还可些更深入的探讨，比如在阀口出口段采用多级节流孔板口管段１＾做，出采用渐扩管的形式等等。＂＇巧．ＥＲＲＯＲ－＆＾ＮＳＯＲＰＭＳＰＥＡＫＥＲＩＣＲＯＰＨＯＮＥＭＩＣＲＯＰＨＯＮＥ＇ＩｃｏｎｔｒｏｌＣｅｒ＾Ｉ图５．１阀口嗓声的主动噪声控制概念Ｆ．１ｉｇ５．Ａｃｔｉｖｅｎｏｉｓｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｎｃｅｐｔｆｏｒｖａｌｖｅｎｏｉｓｅ 华东理工大学硕：ｆ：学位论文第４５页一些新型的降噪方案（３）可Ｗ尝试，比如主动降嗓。该方法主要依靠接收器（ｓｅｎｓｏｒｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）、传感器和发射器（ｓｐｅａｋｅｒ），接收器接收到来自于调节阀的噪声，一个相位相反的声源并发射出去通过信号处理，提供，与原噪声抵消如图５．１所示。，一这技术己经较为成熟一，也已被运用在些量产车型上。此外，还有许多先进的主被一动降噪技术，有待进步的研究探讨。 第４６页华东理工大学硕王学位论文参考文献［１］Ｒｏｍｅｒｏ，Ｍ．民．ｙ＜＼ｒｒｕａ，民．Ｄ．，ＡｌｖａｒｅｚＩｇａｒｚａｂａｌ，Ｃ．Ｉ．ｅｔａｌ．Ｖａｌｖｅｂａｓｅｄ０打ｎｏｖｅｌｈｙｄｒｏｇｅｌｓ：ｒｏｍｓｎｈｅｓ－Ｆｔｉｓ：ｏａｌｃａｉｏｎｅｎｓｏｒｓａｎｄｃｕａｏｒｓｅｍｃａｙ１ｉｔ．ＳＡｔｔＢ．Ｃｈｉｌ２０１３Ｂ１８８：１７６１８．ｐｐ阴，４，，ａｒｕｎａｎｉｄｈｉＳ．ＳｉｎａｅｒｕｍａｌＭ＂Ｏｅｓｉｎａｎａｌｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｍａｎｅｔｏｓｔｒｉｃｖ口］Ｋ，，ｇｐ，ｇ，ｙｇｔｉｅａｃｔｕａｔｏｒａｎｄｉｔｓａｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｈｉｈｄｙｎａｍｉｃｓｅｒｖｏｖａｌｖｅ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ．ｐｐｇ，Ｐｈｓ２０１０１１８－１９７ｉｃａｌ５７２：５．ｙ，，（）间裴润有澡桂觀白金亮等．智能化工业阀口质量检验装置的研巧与应用［ｊ］怎油工业技－术监督２０１４３０：１５１９．，，（巧２０１４１－：２０９２１０钱青江智慧阀口试验装置研充町中国机械．［旬，，口）１１－５吴九汇．．．２：１．［］噪声分析与控制［Ｍ］西安；西安交通大学出版壮，２０６ＢｉｎＸｕＪｕｎｈｕｉＺｈａｎＨｕａｏｎＹａｎ巧ａｌ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＫｓｅａｒｃｈｏｎ化ｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｇ，ｇｄｏｆｇ，ｙｇａｘｉａｌｉｓｔｏｎｕｍｐｕｔｉｌｉｚｉｎｒｅｓｓｕｒｅｅｕａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍＪ．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｐｐｇｐｑ［］ｇｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ，ＰａｒｔＣ．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｃｉｅｎｃｅ＾０１３２７３：４５９－＾（）４６９．［７］Ｈａｂｅｔｓ，Ｊ．＞ＳｍｅｒｓｋｙＰ．ＬｅｉｎｅｒＴ．ｅｔａｌ．Ａｒｔｉｆａｃｔｉｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｉｅｓｆｏｒｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｈｅａｒｔｖａｌｖｅ；ｙ，，，ｇＣＴ－ｉｍａｉｎｎｅｒｎａｔｉｏｎａｌｏｕｒｎａｌｏｆｃａｒｄｉｏｖａｓｃ山ａｒｉｍａｎ１．Ｉｔｉ０２２８８：２０９９２１０８．ｇｇ内ｊｇｇ＾，（）口ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＧｒｏｕ．Ｔｈｉｓｖａｌｖｅｔｒｉｍｃｏｍｂｉｎｅｓｍｕｌｔｉｌｅｎｏｉｉｓｅ乂ｏｎｔｒｏｌ］ｇｇｐｐＪ－２７ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２００８。５３：１９．ｆ］，ｇｇ，（）［９］吴石，张文平，柳贡民．充液管路系统中阀口流噪声的研究［Ｊ］．噪声与振动控制，２００５，－－巧（０３別．．）［１０］袁新明毛根海张±乔貧阀口流道流场的数值模拟及阻力特性研究阳冰力发电学，，１９９９４６０－报：６６．，，（）［Ｕ］《！１华坪，陈浮，马波等．基于动网格与ＵＤＦ技术的阀口流场数值模拟阴巧轮机技２－２００８５０：术１０６１０８．，，（）１２王继宏．．工［］，刘建军，崔永强等离压联合进汽阀口Ｈ维粘性流场数值分析饥程热物理２０００２１５－学报：５７３５７５．，，（）［１３］陶正良，蔡定硕，严春雷等．电站调节阀内流场的Ｈ维数值模拟及实验研究［Ｊ］．工程热２００３２４－１６３６５：．物理学报，，（）［１４］惠伟刘应征，王少飞等．蝶阀阀体后双弯管道流场的数值模拟阴．动力工程学，２０１４３４６－报：４５０４巧．，，（）１５２Ｊ钟云张继革．［］，王德忠等核级气动薄膜单座调节阀流场数值模抵．核，［］动力工０３－程名１０１５：５３５６．，（）［１６］郝娇山．高压差迷宫式调节阀流场数值模巧与流量特性研巧阴．自动化与仪器仪２０１３５４０－４２４５表：．，，（），［１７］朱奇．超超临界百万千瓦汽轮机主调阀流场非稳态数值研究Ｄ．上海交通大学［］，２０１０．［１８］宋忠策陶国庆刘建峰等最小流量调节阀内部流场及流量特性模巧研究［Ｊ．，］流体机２０１４５別－３４械．，，（） 华东理王大学硕±学位论文第４７页１９］邱宏军．供气调节阀内部流场瞬态数值模拟研梵化科技创新与应用，２０１４８：１８．［，（）［２０］李哲，魏志军，张平等．燃气调压阀内流场Ｈ维数值模拟［Ｊ］．固体火箭技２００７３０３－术：２１０２１３．，，（）２１泻卫民，肖光宇宋立等．偏必球阀流场的数值模拟及性能预测阴．排灌机［］，００８－２６４：８１３械．，２，（）２２＾ｈａｎＤ，ＥｎｅｄａＡＨａｒｄｉｎＪＲｅｔｃ．Ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｏｆｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌ［引ｇｇ，，ｐｙ－ｖａｌｖｅｓ．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅ打ｃｅ２００１２２４：１９２１１９２５．阴ｇｇ，，（）２３之ｈａｎＤＥｎｅｄａＡＶｔｔｎ．ｅｎｔｕｒｉｖａｌｖｅｓｆｏｒｓｅａｍｕｒｂｉｎｅｓａｎｄｉｍｒｏｖｅ过ｄｅｓｉ］ｇ，ｇｐｇ［－ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓＪ．ＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙ２００２１３３）：１２４１１２４７．［］，，（２４ＩｔｏＫＴｎｋａｈａｓｈｉＫ，Ｉ打ｏｕｅＫ．ＰｒｅｓｓｕｒｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓａｎｄＦｌｏｗＦｏｒｃｅｏｎｔｈｅＢｏｄｏｆａ［］，ｙＰｏｅｔＶａｌｖｅＣ．ＦｌｕｉｄＰｏｗｅｒＳｓｔｅｍｓＭｏｄｅｌｉｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＮｅｗＹｏｒｋ：ＪｏｈｎＷｉｋａｎｄｐｐ［］ｙｇｙＳｏｎｓ１９９１．，２引ＶａｕｈａｎＮＤＪｏｈｎｓｔｏｎＤＮＢｕｒｎｅｌｌＬＲ．ＴｈｅＵｓｅｏｆＣｏｍｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄＤｎａｍｉｃｓｉｎ［ｇ，，ｐｙＨｙｄｒａｉｉｌｉｃＶａｌｖｅＤｅｓｉｇｎ，Ｄｅｓｉｇｎ，Ｃｉｒｃｕｉｔ，ＣｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎ．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＪｏｈｎＷｉｌｅａｎｄＳｏｎｓ１９９２．ｙ，－ｉｎｅ２６Ａｍａｎｏ民ＳＤｒａｘｌｅｒＧ艮．Ｈｉｈｒｅｓｓｕｒｅｓｔｅａｍｆｌｏｗｉｎｔｕｒｂｂａｓｓｖａｌｖｅｓｓｔｔ，ｇｐｙｐｙｅｍａｒ［］ｐｏｕｒｎａ－１ｌｏｆＰｒｏｕｌｓｉｏｎｎｄＰｏｗｅｒ２００２１８：３：２１２３１２７．？Ｊａ２，，（）阴ｐ［２７］刘翠伟建玉星王武昌暮输气管道气体流经阀口气动噪声产生机理分析闲．振动与２１４１５２－１０巧冲击：．，，口）２８吴石张文平走十海波等．．噪声与振动控［］，充液管路系统中阀口流噪声的研究［Ｊ］２００５２５３－５３５７制別．，，，（）２ＦＤ模拟的输气管道阀口流噪声仿真Ｊ．油气储［引刘翠伟建玉星，李雪洁等基于Ｃ［］２０１２３－运１９：６５７６６２，，，（）０王翊贡民．蒸汽管路阀口噪声源特性研究网．／／２０１０年全国声学学术会议论文口］，柳－：集．２０１０１２．３．ＦＤＪ．Ｕ邓兆样，赵海军，杨杰等基于Ｃ的半主动排气消声器消声性能研究［］内燃机工［３０５－２００９：８３８７．程，（），［３２］王玉彬，冯伟，苗青等．输气管道站场调压阀噪声的产生机理［Ｊ］．油气储０１３３２１０１１１８－１１运名：２０，，（）．核电站主蒸汽隔离阀气流诱发振动与噪声问题研究网．上海交通大学．口＾徐挣，２００９供］曹鹏飞，李玉星刈翠伟等基于ＦＬＵＮＥＴ模拟的输气管道阀口噪声降低技术仿真研Ｃ究［．／／第尤届石油天然气管道安全国际会议暨第屯届天燃气管道技术研讨会论文］０－１集．２１４：１８０８７．［３引ＨｏｒｉｎｏｕｃｈｉＫ，ＹｏｎｅｋａｗａＴ，ＩｔｏＳ，ｅ化．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｆｌｏｗｃａｖｉｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳＡＥＴａｎｓａｃｔ－ｒｉｏｎｓ１９９０９６：１１３３１１４０．，，（）３６ＵｅｎｏＨ．ＮｏｋｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｏｉｌＦｌｏｗｉｎＰｒｅｓｓｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌ［］Ｖｔｅｔｏｎａ－１ａｌｖｅｓＪｒｎａｕｒｎａｌ．．ＪＳＭＥＩｎｉｌＪｏ１９９４３７２：３％３４［］（巧，，（）［３７］ＰｒｅｋＭ．ＳｃａｌｉｎｇＬａｗｓｏｆＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃＮｏｉｓｅＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｆｏｒａＳｉｍｐｌｅＦＩ山ｄＶａｌｖｅ 第４８页华东理工大学硕壬学位论文Ｍｏｄｅｔｔ－ｌ…．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｉｏｎａｎｄＡｃｏｕｓｉｃｓ２０００，２２：；３３０巧５．，＂）口句ＺｈａｎｇＤｏｎｇｈｕｉ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙＯｎＶｅｎｔｕｒｉＶａｌｖｅｓＦｏｒＳ化ａｍＴｕｒｂｉｎｅＩｎｆｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌＡｍｅｒｉｃａ：ＭｉｃｈｉａｎＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．２００３．脚ｇ’Ｊ－ｉｍｉｎＬｉｕＴａｏＺｈａｎＹｏｎｏｕＺｈａｎ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｏｎＦｌｏｗｉｎｄｕｃｅｄＮｏｋｅｆｏｒａ口句ｇ，ｇ，ｇｇｙｅａ－ｓｉｎａｒｅｄｄｉｍｕａｔｉｏｎａｒｉｎｅＳｃｉ－Ｓｔｖａｌｖｅ：！ｍＳｔｏｐＵｇＥｙＳｌ．Ｍ．Ａｌ．２０１１２３５ｌ％０．Ｌｇ的ｐｐ（巧４０Ｈｕａｎｘａａｕｏｒｅｅ－ｂｒｉｄ－ＡｃｏｕｓｉｎＬｉＫｉＨ丄．ＡＴｈＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＨＬＥＳｔｉｅＡｎａｌｏＭｅｔｈｏｄ［］，ｙｇｙｆｏｒｒｅ出ｃｔ－－ｉｎＯｅｎＣａｖｉｔＮｏｉｓｅＪ．ＦｌｏｗＴｕｒｂｕｌｅｎｃｅＣｏｍｂｕ００７７９：巧８２．Ｐｇｐｙ［］ｓｔ，口）ＫａｍＷＮｏｌ－４ｎｖａｌｖｅｎｏｉｓｅＩＳＴｒａｎｓａｃｉｏｎｓ３３．ｇ．Ｃｏｔｒ．Ａｔ９９４。八２８６．…，。［。）［巧马大献．噪声与振动控制工程手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．９：４７Ｍ８９．Ｗ３Ｎ．Ｇｕｒｌｅ．ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｏｌｉｄＢｏｕｎｄａｒｉ的ｕｏｎＡｒｅｏｄｎａｍｉｃＳｏｉｍｄ．Ｐｒｏｃ说ｄｉｎｓｏｆ］ｐｙｐ］ｇｔｈｅ－５ＲｏａｌＳｏｃｉｅｔ．１９５５Ａ２３１：５０５１４．ｙｙ，＊Ｆ－Ｕｓｅｒ－［４４ｌｕｅｎｔ６．３ｓｕｉｄｅ：１３９２１３９３．］ｇ４－－５ＧＢＴ１７２１３．１６２００５工业过８４部分噪声的考虑［］程控制阀第液动流流经控制闽产生的噪声预测方法。［４巧毛义军，祁大同，刘秋洪．基于非定常流场的离也风机启动噪声分析机．西安交通大２００５３９９－学学报：９８９９９１，，（）圧Ｃ－－－［４７］６０巧４８４２００５工业过程控制阀第８部化噪声问题第４节：流动产生的噪声的预测。－４８梁春华广华．商用飞机发动机先进降噪技术阴．２０１１：４８５２．［］，孙４９２００４９－小孔喷注节流减皮复合消声器的设计及应用机冲国环保产业：３２３６．［］陈枫，（） 华东巧工大学硕壬学位论文第４９页ｍ、本文研巧受到苏州德兰新能源有限公司的资助！，特此表示最衷屯的感谢谨此文献给所有关也、支持和帮助过我的人们。本文是在导师赖焕新教授的悉也指导下完成的。Ｈ年的研究生生涯，对于学习生。涯无疑是短暂的，但是对人生的影响是重大的从本科到研究生，赖老师无论在学习还是在生活上都给予了我许多的帮助与支持。在我学位课程的拟定、研究课题的确定、论文撰写等许多方面给予我认真教导和细也关怀，使我受益良多。也培养了我自主学习、主动探索的精神。同时，赖老师的敬业精神、平和谦虚的为人和脚踏实地的作风为我树立了良好的榜样。在此谨向我的导师赖焕新教授致崇高的敬意和衷也的感谢！在Ｈ年的硕±研究生学习生活中，得到了研充生院老师的支持和研会主席团成员一的帮助，让我在Ｈ年时间内收获了段弥足珍贵的友情，也教会了我许多待人接物的一笔很大的财富道理，相信在日后的工作岗位上。，送会是此外，我还要感谢实验室的陈金蠢师兄与马坤师姐，感谢他们对于我的课题给予指导、帮助，并提供相当的指导建议，避免我少走了很多弯路，提高了我的研究效率。也特别感谢王干新师弟一，与我做相关的课题，他的努力研巧也帮助我解决许多个人没法解决的问题。感谢同科室的常怀见、朱路、白海涛、李业强、徐文洁同学对我的热情帮助和支持，你们的鼓励都让我不再孤单，你们的帮助让我更加自信地面对困难，非常地谢谢你们！实验室大家庭带给我的温暖与感动将是我学生年代最美好的回忆。最后感谢评阅论文和出席博±论文答辩委员会的诸位专家、教授在百忙中给予的‘、、巳！悉指导同时也对曾给予我帮助和关屯我的老师、同学和朋友们表示衷也的感谢！张田二零一五年四月于梅陳 第５０页华东理工大学硕±学位论文附录攻读硕±学位期间发表的论文１．张田赖焕新．核电锅炉给水粟最小流量循环闽出口形状改造及噪声控制［Ｊ］．华，东理工大学学报（自然科学版）．'