摘要:通過對流體噪音的分析,結合現場使用流量控制閥后噪音的調查,利用流速、壓差及多級降噪的理論生產出低噪音的產品。
我公司的主導產品——自力式流量控制閥,自93年問世到目前已整整十個年頭了,在這十年中供熱界的同行們從不認識到認識,從片面了解到系統應用,使得自力式流量控制閥在供熱方面發揮了一定的作用。
在這十年中我公司的自力式流量控制閥進行了兩次重大的改進。從93年Ⅱ 型產品使用到98年,第一個5年里,由于老Ⅱ 型體積較大且安裝位置受限制,為適應用戶的需求在99年我們對老產品進行了改進。生產出即可保證控制性能又可任意角度安裝,并且體積縮小了40%;到2002年第二個5年里,好多用戶反映安裝使用后噪音比原來增大了,特別是安裝在室外架空管線上。針對這種情況我們又組織技術人員進行專題研究開發,經過近四個月上千次的試驗,我們目前已生產出低噪音、帶鎖閉、便于調節的流量控制閥。噪音由原來的65~75dB降到45~55dB,可滿足不同用戶的需求。下面就我們在研制過程中得到的一點體會總結出來,供同行們參考。
一、 噪聲源分析
在供熱系統中離不開泵、管道和閥門,可這些又都是產生噪聲源的設施。
1、先說管道,液體流經管道時,由于湍流和摩擦激發的壓強擾動就會產生噪聲,特別是當雷諾數Re2400時的湍流狀態,這種含有大量不規則的微小旋渦的湍流,可以說自身就處于“吵”的狀態。尤其流經節流或降壓閥門、截面突變的管道或急驟拐彎的彎頭時,湍流與這些阻礙流體通過的部分相互作用產生渦流噪聲,其聲功率級(dB)隨流速的變化關系可表示為:△Lw=60lg,若管路設計不當還可以產生空化噪聲;
2、再說閥門,帶有節流或限壓作用的閥門,是液體傳輸管道中影響最大的噪聲源。當管道內流體流速足夠時,若閥門部分關閉,則在閥門入口處形成大面積扼流,在扼流區域液體流速提高而內部靜壓降低,當流速大于或等于介質的臨界速度時,靜壓低于或等于介質的蒸發壓力,則在流體中形成氣泡。氣泡隨液體流動,在閥門扼流區下游流速逐漸降低,靜壓升高,氣泡相繼被擠破,引起流體中無規則的壓力波動,這種特殊的湍化現象稱為空化,由此產生的噪聲叫空化噪聲。在流量大、壓力高的管路中,幾乎所有的節流閥門均能產生空化噪聲,這種空化噪聲順流而下可沿管道傳播很遠,這種無規則噪聲能激發閥門或管道中可動部件的固有振動,并通過這些部件作用于其它相鄰部件傳至管道表面,產生類似金屬相撞產生的有調聲音。空化噪聲的聲功率與流速的七次方或八次方成正比,因此為降低閥門噪音可采用多級串接閥門,目的是逐級降低流速。如我們經常使用的截止閥,采用的是低進高出的流向,因此當流體流經閥腔時,就會在控制閥瓣的下面(即扼流區內)形成低壓高速區,產生氣泡。通過閥瓣后又形成高壓低速區,氣泡相繼被擠破產生空化噪音。
根據以上分析可見管道噪聲、閥門噪聲都與液體流動的狀態有關,換句話說即與壓差和流速有關。