本文關鍵詞：旋渦自吸泵流動噪聲數(shù)值模擬及降噪研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋渦自吸泵是一種小流量、高揚程和比轉速很小的泵,廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和航空航天等領域。旋渦自吸泵由葉輪、泵體、泵蓋等其他的部件和電機組成。其中,對旋渦自吸泵外特性和流動噪聲影響比較大是葉輪和泵體兩部分。本文選取浙江某企業(yè)的某款旋渦自吸泵做為研究對象,以降低流動噪聲為目的,采用不等節(jié)距葉片分布的方法對旋渦自吸泵葉輪進行優(yōu)化,主要研究內容如下:1.用CFX對旋渦自吸泵進行定常和非定常數(shù)值流場計算。根據(jù)流場計算結果分析,可知當葉輪轉過隔舌時,會使葉輪和間隙內的渦量發(fā)生很大的變化。隔舌間隙處速度和壓力脈動幅值都比較大,集中于葉頻及倍頻處,壓力脈動幅值最大的位置是在靠近流道出口的隔舌間隙處。2.根據(jù)非定常計算結果,采用ACTRAN聲學軟件對旋渦自吸泵進行聲場計算。根據(jù)聲學計算結果,采用漢寧窗函數(shù)和選取濾波函數(shù)為0.10m使計算結果更準確。旋渦自吸泵體聲源主要分布于流道和隔舌間隙處,面聲源主要分布于隔舌間隙處。泵體進出口監(jiān)測點聲壓峰值出現(xiàn)在葉頻及倍頻處,其中二倍葉頻處的聲壓最大。聲波在旋渦自吸泵泵體進出管道內平面波形式向前傳播。3.參考風機中不等節(jié)距葉片分布規(guī)律,設計五種不同葉片分布的葉輪。對五種不同葉片分布的葉輪的旋渦自吸泵進行流場和聲場數(shù)值計算。數(shù)值計算結果表明:葉片不均度A在2°到6°之間,不等節(jié)距葉片對旋渦自吸泵的揚程和效率影響不大,葉片不均勻度在4°到5°之間,使隔舌間隙處的壓力脈動幅值下降很多,脈動幅值不再集中于葉頻及倍頻處。葉片不均勻度A為4°時,降噪效果最好;在額定流量下,噪聲下降6dB,小流量0.4Qd時,噪聲下降4d B。4.用3D打印的方法做出A=4°不等距葉輪樣品,進行外特性和噪聲試驗驗證,試驗結果表明:A=4°不等節(jié)距葉片分布對旋渦自吸泵流量揚程影響較小,在額定流量下,噪聲下降4dB,小流量下,噪聲下降2d B。本文采用CFX和ACTRAN相結合的方法對旋渦自吸泵進行數(shù)值模擬,分析了旋渦自吸泵內部流場、隔舌附近和水平流道截面位置的速度脈動特性、流道壁面和隔舌間隙處壓力脈動特性、聲源分布、聲壓頻譜特性和聲傳播特性。本文采用不等節(jié)距葉片分布的方法,研究不同不等節(jié)距葉片對流動噪聲的影響,為以后進一步降噪研究提供參考。
【關鍵詞】：旋渦自吸泵 不等節(jié)距葉片 流動噪聲 降噪 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH317
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 旋渦泵的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 離心泵和風機流動噪聲研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 離心泵流動噪聲的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 風機氣動噪聲研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 研究內容16-17
• 第二章 旋渦自吸泵流動噪聲的理論基礎17-28
• 2.1 計算氣動聲學的方法和發(fā)展17-18
• 2.2 計算聲學基本方程簡介18-21
• 2.2.1 Lighthill聲類比方程18-21
• 2.2.2 渦聲方程21
• 2.3 ACTRAN計算流動噪聲算法21-25
• 2.3.1 高馬赫數(shù)，Mohring聲類比方法21-22
• 2.3.2 低馬赫數(shù)，Lighthill聲類比方法22-25
• 2.4 湍流模擬方法25-26
• 2.4.1 直接數(shù)值模擬DNS26
• 2.4.2 大渦模擬26
• 2.4.3 雷諾平均法26
• 本章小結26-28
• 第三章 旋渦自吸泵內部流場定常和非定常計算結果分析28-48
• 3.1 旋渦自吸泵基本參數(shù)和流場分析類型簡介28-29
• 3.2 旋渦自吸泵三維建模及網(wǎng)格劃分29-30
• 3.2.1 幾何模型29
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分29-30
• 3.3 定常結果分析30-37
• 3.3.1 定常計算設置和計算結果與試驗對比30-31
• 3.3.2 靜壓云圖分析31-33
• 3.3.3 速度云圖分析33-35
• 3.3.4 湍動能云圖分析35
• 3.3.5 不同截面渦量分布云圖35-37
• 3.4 旋渦自吸泵三維非定常結果分析37-47
• 3.4.1 隔舌間隙和流道截面速度脈動37-40
• 3.4.2 壓力脈動分析40-47
• 本章小結47-48
• 第四章 旋渦自吸泵的流動噪聲數(shù)值計算48-60
• 4.1 聲學計算的模型及網(wǎng)格說明48
• 4.2 聲學計算的邊界條件48-51
• 4.3 聲學計算結果分析51-59
• 4.3.1 聲源云圖分析51-55
• 4.3.2 監(jiān)測點處的聲壓55-57
• 4.3.3 聲壓云圖分析57-59
• 本章小結59-60
• 第五章 不等節(jié)距葉片對旋渦自吸泵性能及流動噪聲的影響60-71
• 5.1 選取不等節(jié)距葉片分布的原因和不等節(jié)距葉片分布的降噪原理60-62
• 5.2 不等節(jié)距葉片分布對旋渦自吸泵外特性的影響62-64
• 5.2.1 對揚程的影響62-63
• 5.2.2 不等節(jié)距葉片分布對效率的影響63-64
• 5.3 葉片分布方式對壓力脈動的影響64-65
• 5.4 不等節(jié)距葉片對監(jiān)測點聲壓頻譜特性的影響65-68
• 5.5 試驗驗證68-70
• 5.5.1 外特性分析69-70
• 5.5.2 降噪效果驗證70
• 本章小結70-71
• 第六章 總結與展望71-73
• 6.1 研究總結71-72
• 6.2 研究展望72-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文78

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本文編號：411385