旋渦自吸泵流動(dòng)噪聲數(shù)值模擬及降噪研究.pdf

1、旋渦自吸泵是一種小流量、高揚(yáng)程和比轉(zhuǎn)速很小的泵，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和航空航天等領(lǐng)域。旋渦自吸泵由葉輪、泵體、泵蓋等其他的部件和電機(jī)組成。其中，對(duì)旋渦自吸泵外特性和流動(dòng)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(duì)象，以降低流動(dòng)噪聲為目的，采用不等節(jié)距葉片分布的方法對(duì)旋渦自吸泵葉輪進(jìn)行優(yōu)化，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.用 CFX對(duì)旋渦自吸泵進(jìn)行定常和非定常數(shù)值流場(chǎng)計(jì)算。根據(jù)流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析，可知當(dāng)

2、葉輪轉(zhuǎn)過(guò)隔舌時(shí)，會(huì)使葉輪和間隙內(nèi)的渦量發(fā)生很大的變化。隔舌間隙處速度和壓力脈動(dòng)幅值都比較大，集中于葉頻及倍頻處，壓力脈動(dòng)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(jì)算結(jié)果，采用ACTRAN聲學(xué)軟件對(duì)旋渦自吸泵進(jìn)行聲場(chǎng)計(jì)算。根據(jù)聲學(xué)計(jì)算結(jié)果，采用漢寧窗函數(shù)和選取濾波函數(shù)為0.10m使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)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(jìn)出口監(jiān)測(cè)點(diǎn)聲壓峰值出現(xiàn)在葉頻及倍頻處

3、，其中二倍葉頻處的聲壓最大。聲波在旋渦自吸泵泵體進(jìn)出管道內(nèi)平面波形式向前傳播。
　　3.參考風(fēng)機(jī)中不等節(jié)距葉片分布規(guī)律，設(shè)計(jì)五種不同葉片分布的葉輪。對(duì)五種不同葉片分布的葉輪的旋渦自吸泵進(jìn)行流場(chǎng)和聲場(chǎng)數(shù)值計(jì)算。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：葉片不均度A在2°到6°之間，不等節(jié)距葉片對(duì)旋渦自吸泵的揚(yáng)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(dòng)幅值下降很多，脈動(dòng)幅值不再集中于葉頻及倍頻處。葉片不均勻度A為4°時(shí)，降噪效果最

4、好；在額定流量下，噪聲下降6dB，小流量0.4Qd時(shí)，噪聲下降4dB。
　　4.用3D打印的方法做出A=4°不等距葉輪樣品，進(jìn)行外特性和噪聲試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明：A=4°不等節(jié)距葉片分布對(duì)旋渦自吸泵流量揚(yáng)程影響較小，在額定流量下，噪聲下降4dB，小流量下，噪聲下降2dB。
　　本文采用CFX和ACTRAN相結(jié)合的方法對(duì)旋渦自吸泵進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了旋渦自吸泵內(nèi)部流場(chǎng)、隔舌附近和水平流道截面位置的速度脈動(dòng)特性、流道壁面和隔舌