雙吸泵作液力透平流致振動(dòng)噪聲研究.pdf

1、液體壓力能與傳統(tǒng)能源相比，具有可再生、零污染等優(yōu)點(diǎn)，而泵反轉(zhuǎn)作液力透平在小功率液力能回收中應(yīng)用最為廣泛。針對(duì)泵作液力透平的振動(dòng)與噪聲問(wèn)題，本文以雙吸式離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平為研究對(duì)象，全面地分析了模型泵內(nèi)部的定常流場(chǎng)分布，非定常壓力脈動(dòng)特性，泵殼流致振動(dòng)響應(yīng)特性，流體流動(dòng)誘發(fā)內(nèi)聲場(chǎng)與外輻射聲場(chǎng)特性，并對(duì)比雙吸泵正轉(zhuǎn)工況的結(jié)果。本文的結(jié)論解釋了泵作液力透平振動(dòng)與噪聲問(wèn)題較為突出的部分原因，為泵作液力透平以及泵的減振降噪工作提供參考。研究主要

2、內(nèi)容包括:
　　1.歸納并整理了國(guó)內(nèi)外關(guān)于雙吸泵，泵作液力透平與泵噪聲的相關(guān)研究報(bào)道，分析了泵作液力透平研究，泵的噪聲研究的未來(lái)主要趨勢(shì)。
　　2.完成了雙吸泵作液力透平工況與泵工況的全流道定常流場(chǎng)與非定常流場(chǎng)的CFD計(jì)算，通過(guò)雙吸泵作液力透平的外特性試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了CFD流場(chǎng)計(jì)算的可靠性。結(jié)果揭示在這兩種工況下流場(chǎng)分布的差異，同時(shí)分析比較了蝸殼與葉輪流道內(nèi)部的非定常壓力脈動(dòng)特性，液力透平工況時(shí)隔舌附近監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)顯著強(qiáng)于

3、泵工況，且在葉輪進(jìn)口監(jiān)測(cè)點(diǎn)與葉輪中部監(jiān)測(cè)點(diǎn)處壓力脈動(dòng)幅值也高于泵工況
　　3.基于聲學(xué)直接邊界元法(BEM)，建立了雙吸泵作液力透平與泵兩種工況下蝸殼偶極子聲源與葉片偶極子聲源誘發(fā)的內(nèi)聲場(chǎng)計(jì)算模型，計(jì)算結(jié)果得出了聲學(xué)邊界元模型表面聲壓級(jí)分布，以及內(nèi)部主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)的聲壓級(jí)頻率響應(yīng)函數(shù)，并且比較了兩種工況的聲壓級(jí)差異，雙吸泵作液力透平時(shí)的最高聲壓級(jí)明顯高于泵工況。
　　4.基于有限元法(FEM)，對(duì)雙吸泵泵殼的固有模態(tài)進(jìn)行分析計(jì)算

4、，得出了泵殼模態(tài)的固有頻率及對(duì)應(yīng)各階振型;針對(duì)液力透平與泵兩種工況泵殼內(nèi)表面上不同的流體壓力激勵(lì)，完成基于泵殼模態(tài)的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算，得到了泵殼上的響應(yīng)速度分布，同時(shí)也提取了泵殼表面監(jiān)測(cè)點(diǎn)各方向（X，Y，Z向）上的振動(dòng)響應(yīng)速度頻譜，揭示了這些振動(dòng)響應(yīng)速度隨著頻率變化規(guī)律。
　　5.基于聲振耦合計(jì)算，即通過(guò)聲學(xué)間接邊界元(IBEM)與有限元(FEM)相結(jié)合的方法，對(duì)雙吸泵作液力透平及泵工況內(nèi)部流動(dòng)所誘發(fā)的外輻射聲場(chǎng)進(jìn)行。在泵殼外部設(shè)