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調節閥噪聲產生的原因

1、氣體動力噪聲

     氣體動力噪聲是氣體或蒸汽流過節流孔而產生的。工業上遇到的調節閥的噪聲,大多數是氣體動力噪聲。氣體和蒸汽都是可壓縮流體,一般來說,可壓縮流體的流速都要高于不可壓縮流體的流速。當氣體流速比聲音速度低時,噪音是因為強烈的擾流產生的;當氣體的速度大于聲速時,流體中產生沖擊波,所以噪聲劇增。把各種噪聲加以比較,可壓縮流體流經調節閥產生的噪音是較嚴重的。

2、液體動力噪聲

     液體動力噪聲是由于液體流過調節閥的節流孔而產生的。調節閥結構多種多樣,典型的節流形式。各種節流口的結構形式盡管不同,但都對液體產生節流作用。當液體通過節流口時,由于節流口面積的急劇變化,流通面積縮小,流速升高,壓力下降,因而容易產生阻塞流,產生閃蒸和空化作用,這些情況都是誘發噪聲的原因。

    當閥門節流口的前后壓差不大時,節流口的噪聲是極小的,流動的聲音不大,因此,不必考慮噪聲的問題。如果壓差較大,流經調節閥的流體開始出現了閃蒸情況,流動的流體變成有氣泡存在的氣、液兩相的混合體,兩相流體的減速和膨脹作用自然形成了噪聲。而且,由于電動調節閥口附近截流斷面的急劇變化,在高速噴流狀態下引起流動速度的不均勻,從而產生了一種旋渦脫離聲。

     當空化作用產生時,氣泡破裂,強大的能量除產生破壞力外,還發出噪聲,這種噪聲的頻率有時達10000Hz。氣泡越多、越大,噪聲越嚴重。

     在選擇調節閥時,為了避免產生液體動力噪聲,關鍵在于找到開始產生空化作用時的閥門壓降ΔPc,確保閥門壓降小于ΔPc。為此,引入一個起始空化系數KC的概念。

3、旋渦脫離噪聲

     在各種噪聲類型中,有一種旋渦脫離噪聲,可壓縮流體在流過物體表面時,容易產生這種噪聲。當流體質點流到一個非流線型的圓柱體的前緣時,流體受阻,壓力就從自由流動時的壓力升高到另一種壓力,這是因為流體動能的轉換。流體繞過圓柱體,形成附面層后,繼續流動。在雷諾數Re不同時,調節閥流體流動的情況是不同的。

     總之,可壓縮流體流經氣動調節閥時,在節流截面較小處可能達到或超過聲音速度,這就形成沖擊波、噴射流、旋渦流等凌亂的流體,這種流體在節流孔的下游轉換成熱能,同時產生氣體動力噪聲,沿著下游管道,傳送到各處,嚴重時將因振動過大而破壞管道系統。


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