關(guān)鍵詞:離心泵
本文主要回顧了離心泵噪聲研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀。首先總結(jié)了離心泵噪聲的來源,并對離心泵噪聲來源的研究進(jìn)行分類評述:機械結(jié)構(gòu)影響離心泵噪聲的研究,包括蝸殼幾何形狀與葉輪影響離心泵噪聲的研究;流體動力影響離心泵噪聲的研究,包括對汽蝕、流固耦合與湍流誘發(fā)噪聲的研究。而后從離心泵誘發(fā)噪聲的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)、數(shù)值計算與試驗研究三個方面對研究離心泵噪聲所使用的方法進(jìn)行了總結(jié);最后討論了目前研究存在的一些問題和今后的研究方向。
離心泵是廣泛應(yīng)用于工業(yè)與日常生活中的通用機械,由于它復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、不同類型和形狀的進(jìn)出口管道以及流動的工作介質(zhì),其運動過程中常伴有寬頻的噪聲,尤其是近年來高速離心泵的使用使得離心泵的噪聲成為了非常顯著的問題。對離心泵噪聲進(jìn)行研究不僅可以通過噪聲對離心泵的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,還可以減小噪聲對工業(yè)環(huán)境與日常生活的影響,減小由噪聲引起的機械結(jié)構(gòu)疲勞,且有利于離心泵的設(shè)計改進(jìn)。
對離心泵噪聲產(chǎn)生機理的研究已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注,但對這些研究的總結(jié)還較少。本文的目的是對這些研究以及在這些研究中所用的方法作一個總結(jié),同時指出離心泵噪聲研究中還需要作進(jìn)一步研究的領(lǐng)域,為以后的研究打下基礎(chǔ)。
1.離心泵噪聲的來源及研究
離心泵系統(tǒng)中噪聲的來源很多,運行過程中泵的各個部件和內(nèi)部流動介質(zhì)無論是在正常工況下或故障工況下都會產(chǎn)生不同程度的噪聲。對離心泵的噪聲按照產(chǎn)生的機理可以分為機械結(jié)構(gòu)振動的輻射噪聲與流體動力學(xué)噪聲。機械結(jié)構(gòu)的噪聲常常是由于轉(zhuǎn)動零件的不對稱、轉(zhuǎn)動部件的不對中引起結(jié)構(gòu)振動而產(chǎn)生的輻射噪聲,所產(chǎn)生噪聲的峰值頻率常常為離心泵轉(zhuǎn)速的倍數(shù)。流體動力學(xué)噪聲主要包括汽蝕、運動流體與固體邊界的耦合、水錘以及流體內(nèi)部的湍流、流動分離與流動失穩(wěn)等所引起,而按照發(fā)聲機理來分,流體動力學(xué)噪聲主要包括體積變化誘發(fā)聲(單極子源)、表面振蕩力誘發(fā)的聲(偶極子源)以及自由湍流誘發(fā)的聲(四極子源),由流體動力學(xué)誘發(fā)的聲不僅包含寬頻的噪聲,還包含了與葉片通過頻率成倍數(shù)的離散噪聲。
1.1機械結(jié)構(gòu)影響離心泵噪聲的研究
轉(zhuǎn)子的不對稱與不對中誘發(fā)的振動與噪聲已經(jīng)在動力學(xué)中有了深入的研究,而直接以離心泵的轉(zhuǎn)子誘發(fā)1噪聲的研究相對較少,特別是從機械結(jié)構(gòu)因振動而輻射噪聲的機理上來研究離心泵因為轉(zhuǎn)子不對稱或不對中而誘發(fā)噪聲的文獻(xiàn)基本沒有,而研究各零部件影響離心泵噪聲的研究相對較多。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要集中于通過噪聲信號來診斷離心泵轉(zhuǎn)軸故障、蝸殼幾何形狀對噪聲的影響、葉輪對噪聲的影響,此外,基座尺寸對離心泵噪聲的影響也有少量研究。其中通過噪聲診斷轉(zhuǎn)軸不對中屬于故障診斷的內(nèi)容,并得到了較完整的論述,本文主要對蝸殼幾何形狀與葉輪影響離心泵噪聲的研究情況進(jìn)行總結(jié)。
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