格莱特控制阀门的噪音源和空气动力噪音的考虑

 


  一、阀门的噪音源
    什么是阀门的噪音源?基本上有三个噪音源机械振动、气蚀和空气动力。机械振动和气蚀的噪音一般都是在100分贝(A)以下,只有少数例外。空气动力噪音可以是任何的声压级,而在大多数情况下都是超过100分贝(A)。
    机械振动是由湍流、压力振荡或由于速度和(或)大的流量所产生的不稳定的流动力量所引起魄。一般认为,机械振动是不可预测的。其噪音级是低的,而且很少超过90分贝(A),频率在50—1500赫芝范(A)内。具有超过这个频率范围的机械振动是由于阀门内部激发的固有谐振所引起的。这种类型的噪音可能是90分贝(A)和更高的范国’其频率高达7000赫芝。这种噪音具有单音调的特征,与宽频带或“白嗓音”比较起来通常被认为是讨厌的声音,这种噪音在某种程度上可以作为较低音级的噪音来看待,但是,从长远考虑,这种噪音还是要消除的,因为它会损坏阀门。通过改变圈芯形式的办法,这种噪音往往是可以消除的。改变质量和弹性刚度可以改变谐振频率,使之超出谐振的激发范围。在许多情况下,机械的抑制方法例如套筒或导杆导向也可以做到这一点。目前在这方面的工作表明,将有可能检验一个阀门的机械结构,在声学上预测产生的振动问题和创造改正的设计。

 
    气蚀嗓音是气蚀严重程度的函数,它随着压力降和流量的增加而增加,达到某种最大程度,然后降低到较低量级。这种降低是由于下游压力恢复
到接近流体蒸气压力而导致减少气泡的破裂或气蚀的这种变化所引起钓。于是,所产生的噪音类似于纯闪蒸液体的噪音。在气蚀噪音预测方面正在做大量的工作,尽管这些工作还是很肤浅的和不完整的。
但是,得到很多可利用的资料,其中大多数都是用于纯水的,问题是用什么办法能够很好地把它们推广到预测其它液体均—蕾—哺嗍公式中去。
虽然如此,你可以得到一个合理的预测潜在噪音的方法。最大的气蚀噪音一般是100分贝(A)在右。通过适当选择隔音材料可以处理这种噪音,因为这种噪音高度集中。
尽管如此,有关的机械结构损伤不可忽视,那么最好的办法减少或者消除噪音有许多现成的方法和许多可利用的具有不同程度效率和适用性的阀门结构都可以做到这一点。
其中有哈梅尔一达尔的“闪蒸流式”、费希尔控制公司的“防气蚀阀内件I和Ⅲ”、亚威公司的“涡轮级联式”,科普公司及梅索尼兰公司的阶梯式阀内件结构、瓦尔特克的“龙齿式”和控制部件公司的“自阻尼式”等种结构形式可以供利用。
    空气动力嗓音是最常见的和最严重的噪音源。
其机理是复杂的,但是,这种噪音基本上是由于湍流流体和在混合区域内的层流流体的相互作用或者由于高速和(或)气体质量流率的冲击波所引起的。空气动力噪音的出现和近似的大小可以预测b各制造厂都已研究出自己“内部的”预测方法,虽然需要增加大量的附加工作量,但是他们正在按照各种工业的情况分组进行这些工作。这种研究必将导致更好地了解这种噪音的产生机理和大大改进任何设备布置的噪音预测方法。
    当然,1.0马赫速度或声速时,准保有噪音,而低到0.4马赫和处理大的质量流量时,较低的压降下也可能产生高的嗓音级。见图49。
 
 
    比较种种噪音源是有意义的。有代表性的空气终端喷射噪音大约是117一120分贝(A)。一场热闹的音乐演奏大约是110分贝(A),但是,石头在滚动中的碰撞声高达126分贝(A)。控制阀在某种高压放空情况下可以达到140—150分贝(A)左右。
    二、空气动力噪音的考虑
    阀门的机械振动和气蚀产生的噪音还是比较容易处理的,因此,我们着重讨论空气动力嗓音的实际问题。因为只有了解问题的严重程度,才能订出解决办法,因此,首要任务是确定问题的严重程度。正如前面所述,各个阀门制造厂都已研究出许多预测噪音的方法以及某些没有发表的工业用户自己的预测方法。所有这些方法都反映出目前的技术水平,但并非在任何情况下都是准确的。
至少有三个公司提供了一种以他们内部的方法为基础的计算机程序。显然,由计算机提供的答案是以他们公司的特定产品系列为基础的。
然而,特别是对于那些缺少经验的用户来说是有帮助的。你自己筛选分类至少有两个好处。你可以学到许多东西,更深入了解噪音问题,而且可以不管制造厂,自己可以从各种解决方法中进行选择。
 
    有一种快速的经验法则,可以作为筛选的方法。开头用简单的公式P1Cv=X,式中P1是上游的绝对压力,而Cv是阀门最大的流通能力;如果X超过500而又小于1000,那么,噪音也许不会超过90分贝(A)。如果X超过1000,那么这个噪音可能是90分贝(A)和90分贝(A)以上。明确的计算是需要的,以便确定这个问题的大小。此外,还可以利用两组分类法—90到100分贝(A)和100分贝(A)以上。90到100分贝(A)一组可以用简单的方法估算。声源处理可能是最好的工程办法,但是,声路处理对于减少I0一15分贝(A)的要求来说是最为经济的。