两相介质及脉动条件下消声器传声特性的研究

发布时间：2017-05-31 14:16

  本文关键词：两相介质及脉动条件下消声器传声特性的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：排气噪声在热动力装置中产生的所有噪声中占比很大,研究排气噪声对改善热动力装置的性能具有重要意义。控制排气噪声最有效的途径是在排气系统上使用排气消声器,而热动力装置产生的废气往往具有高温、高压、高速、脉动以及气液掺混等恶劣条件,这些条件对消声器消声特性产生非常大的影响。因此设计在高温、高速、气液掺混等条件下的低阻力损失的排气消声器已成为目前热动力装置排气噪声控制的重要课题。 本文通过对热动力装置产生的排气噪声的噪声特性及产生机理的研究,探讨了不同排气参数对消声器性能的影响,包括高温、高压、高速、脉动以及气液掺混流动条件下消声器的消声特性。通过数值模拟探讨了各工况条件下消声器的消声特性。针对气液混合介质的排气噪声,建立了数学理论模型,分析了掺入冷却水介质后介质密度及声速的变化规律,研究气液掺混状态下消声器内部的速度场、压力场和湍动能场的分布及它们对于消声器性能的影响。研究发现温度的升高使传递损失曲线向高频移动；气液两相介质条件同样使传递损失曲线向高频移动；气流的存在不仅改变气流本身的湍流运动或使固体物件受迫振动产生了二次噪声,同时也影响抗式消声器的传递损失。气流冲击抗式消声器的节流阀时产生宽频噪音,在低流速时,其量值随着流速增加而增大,随着流速进一步提高抗式消声器将不起消声作用；脉动噪声是一种典型的低频噪声,其基频和排气脉动频率相一致。 本文基于理论的研究设计阻抗结合式的消声器,搭建排气实验系统对消声器的消声性能进行了验证,并最终通过排气实验证明仿真与实验的结果是吻合的。目前国内外学者对于介质状态对消声器消声性能的影响研究较少,本文基于软件分析与消声器声学性能相关的多种参数的最优组合,所得到的结论对实际消声器的设计具有一定的指导价值。
【关键词】：排气噪声 传递损失 流体脉动 气液两相 消声器 高温 数值模拟
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB535.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 概述10
• 1.2 排气管路噪声及消声器分类10-11
• 1.3 国内外消声器研究现状11-13
• 1.4 消声器消声性能的影响因素13-15
• 1.4.1 结构尺寸的影响13-14
• 1.4.2 介质状态及流速的影响14-15
• 1.5 消声器性能计算方法15-17
• 1.5.1 平面波理论和声传递矩阵法15-16
• 1.5.2 有限元法及边界元法16
• 1.5.3 计算流体力学方法16-17
• 1.6 本文研究内容17-18
• 第2章 排气噪声机理及消声方法18-29
• 2.1 排气系统噪声的产生机理18-20
• 2.1.1 脉动噪声18
• 2.1.2 涡流、喷注噪声18-19
• 2.1.3 摩擦、冲击噪声19-20
• 2.1.4 辐射噪声20
• 2.2 消声方法20
• 2.3 消声器的理论设计基础20-27
• 2.3.1 扩张式消声器22-25
• 2.3.2 穿孔管消声器25-27
• 2.3.3 复合式消声器27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 排气条件对消声器影响的实验研究和数值模拟29-53
• 3.1 消声器的数值模拟方法29-30
• 3.2 介质状态对排气消声器消声性能的影响30-42
• 3.2.1 温度对排气消声器消声性能的影响30-32
• 3.2.2 冷却水对排气消声器消声性能的影响32-34
• 3.2.3 介质流速对排气消声器消声性能的影响34-39
• 3.2.4 流体脉动对管路噪声的影响39-42
• 3.3 排气消声试验42-52
• 3.3.1 排气流速的影响45-48
• 3.3.2 气液掺混状态的消声器实验研究48-49
• 3.3.3 流体脉动对排气消声器的影响49-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 组合式排气消声器的设计与性能分析53-69
• 4.1 组合式消声器的设计53-63
• 4.1.1 穿孔管开孔半径53-54
• 4.1.2 穿孔管内径大小对消声效果的影响54-55
• 4.1.3 不同分段共振腔对穿孔管消声效果的影响55-58
• 4.1.4 扩张结构对不同分段穿孔管的消声性能的影响58-60
• 4.1.5 组合式消声器的性能计算60-63
• 4.2 消声器的动力学特性分析63-65
• 4.3 脉动生成器装置的设计65-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 组合式排气消声器降噪效果的实验验证69-79
• 5.1 排气实验装置69-70
• 5.2 水下排气消声实验验证70-72
• 5.3 温度对水下排气噪声的影响72-76
• 5.4 水下排气流阻性能实验研究76-77
• 5.5 小结77-79
• 第6章 总结与展望79-82
• 6.1 总结79-80
• 6.1.1 总结79-80
• 6.1.2 主要创新点80
• 6.2 不足与展望80-82
• 参考文献82-90
• 致谢90-92
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果92

【参考文献】

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本文编号：409733