基于Fluent小型制氧機(jī)主控閥降噪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、小型制氧機(jī)的噪聲主要分為進(jìn)氣噪聲、無油空氣壓縮機(jī)噪聲、風(fēng)扇噪聲、主控閥噪聲，其中最主要的是無油空壓機(jī)和主控閥的噪聲。目前國內(nèi)針對無油壓縮機(jī)振動噪聲的研究比較多，對主控閥噪聲的研究比較少，并且大約50％以上制氧機(jī)廠商主控閥都是膜片截止式氣動閥，噪聲產(chǎn)生原理基本相同，本文的工作就是使主控閥的噪聲降低幾個分貝。
　　首先對國內(nèi)外閥門噪聲、小型制氧機(jī)工作原理、變壓吸附制氧原理進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上建立了主控閥流體力學(xué)控制方程，并根據(jù)閥口氣體

2、流動速度選擇了k-ε湍流模型，采用有限體積法。然后根據(jù)主控閥的結(jié)構(gòu)尺寸和工作原理，對其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了簡化，在確定模型合理后進(jìn)行Fluent仿真分析主控閥內(nèi)部流場，觀察氣體的流動情況，找到引起噪聲的位置及其產(chǎn)生機(jī)理:一方面是閥座處存在奇點，引起內(nèi)部湍流擾動，由于局部壓力梯度變化過大產(chǎn)生噪聲;另一方面是閥口兩側(cè)壓力差大，主控閥開度小，使氣流速度在此處突然增大。在仿真分析過程中，清楚噪聲產(chǎn)生的原因后，找到了噪聲傳播的途徑:均壓的過程中，右側(cè)高

3、壓膜片處產(chǎn)生噪聲，在左側(cè)低壓膜片還沒有封閉閥座時經(jīng)過主控閥排氣口傳播出去。
　　根據(jù)均壓噪聲產(chǎn)生的原因、噪聲傳播途徑和前人的實驗分析，提出了主控閥后置單向閥的降噪設(shè)計方案。首先仿真分析主控閥不同開度、奇點處到圓角處理、閥桿導(dǎo)流處理等結(jié)構(gòu)參數(shù)對流體噪聲的影響，選擇了結(jié)構(gòu)與噪聲的最優(yōu)組合。然后理論計算閥口受力、單向閥閥芯流量是否滿足要求，單向閥圓柱壓縮彈簧的剛度、強(qiáng)度、可靠性進(jìn)行校核，確定了主控閥后置單向閥的結(jié)構(gòu)，并再次仿真對比分析了