化工燃气轮机进气管道流场分析及消声效果优化
发布时间：2020-10-31 22:10
在化工燃气轮机工作过程中,由于气流的收缩和扩压等流动引起了输气管内部空气密度和压力的变化,从而产生了压力波,在其传播过程中,会导致明显的气动噪声污染,进而影响工作人员的身心健康,并降低生产效率。由于不同的工作环境下噪声的强度、分布情况及输气管道的流场分布会因工作环境的不同而具有差异性,因而开展化工燃气轮机进气管道的流场、和声学性能的研究工作,对了解进气管道流场和噪声分布情况,以及采取具有针对性的降噪措施具有重要意义。本文以某大型环保设备有限公司的化工燃气轮机进气管道为研究对象,采用计算力学(CFD)和声学有限元方法(Acoustics-FEM)对进气管道的流场和声场进行了仿真分析,具体工作如下:(1)阐述了化工燃气轮机进气管噪声源的产生机理、CFD和声学的理论、研究现状及仿真应用软件。在此基础上,提出了本文的研究内容、方法和技术路线。(2)阐述了施工现场对流场特性的要求。通过Fluent模拟了进气管道内流场,得到了其压力、速度、湍流分布和进出口压损及畸变参数,分析了进气管道的流场特性,结果显示:进气管出风口出现负压,提高了周围气流的交换率;进气管的流速和空气动能从进风口到出风口逐渐增大,有利于化工燃气轮机旋转叶片的工作;进气管的流场特性满足现场要求。(3)阐述了施工现场对声学性能的要求。通过Virtual.Lab计算了未考虑气流流动影响和考虑气流流动影响的进气管道的内声场,计算了它们的传递损失,并对比和分析了两者内声场和进出口传递损失,结果显示:传递损失曲线波动较大,消声峰值的频宽较窄,传递损失值均未满足现场要求,需采取一定的降噪措施来提高管道的消声量;当马赫数小于0.3时,可不考虑气流流动对声学性能的影响。(4)通过Fluent和Virtual.Lab分别模拟和计算了安装消声器的管道内流场和声场,得到了其压力、速度、湍流分布、进出口压损,畸变参数和传递损失,并与进气管道的流场和声学仿真结果进行了对比分析,结果显示:安装消声器后的管道性能有小幅下降,其中流场的压损满足现场要求,但流动均匀性未达标;虽然管道的消声量有大幅提高,但20~60Hz和160~460Hz的消声量未满足现场要求。(5)阐述了消声器结构优化的现场要求。研究了吸声材料的厚度、数量和消声板导流角对消声管道空气流场特性的影响,及吸声材料的结构因子、流阻、孔隙率、厚度、数量和消声板导流角对消声管道声学性能的影响,结合消声器现场的施工要求和现场消声器的结构参数,经过计算和仿真,对现场采用的消声器进行了结构优化,并将其声学和流场的仿真计算结果与装配现场消声器的进气管的声学和流场仿真结果进行了对比分析,结果显示:消声器的结构参数合理,其声学和流场特性均满足施工现场的要求,为化工燃气轮机消声器的设计提供了理论依据和参考。
【学位单位】：江汉大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ052.7
【部分图文】：
江汉大学硕士研究生学位论文 现状NT 公司开发的 CFD(Computational Fluid Dynamics)软件场占有率较高、计算方法先进、前后处理工具的功能型，一般用于流体的模拟仿真。以有限体积法为基础和三维体模型的定常、瞬态、可压缩和不可压缩的单和化学反应等问题的仿真分析。Fluent 软件由 C 语言高度自动化的内存动态分配功能，如 Fluent 软件的 c用户的计算机和互联网服务器同时独立运算的功能[7]
图 1-2 Virtual. Lab 仿真计算流程维声学理论学理论研究方法的雏形是传递矩阵法，始于 19 世纪 20 年代，它是在一的基础上被建立的声学研究方法。最初的传递矩阵较简单，未考虑流动声场的影响，所以其应用范围有限。20 世纪下半叶，消声器的理论雏形tewart[26]建立，他率先将声学滤波器理论和集中参数近似算法应用在化工声器设计中。Davis[27]采用一维声波方程研究了旁路振动腔和各级膨胀腔随后，Davis[28-29]等人在不考虑流体流动影响的条件下，采用一维声波方声学单元的四级子参数，针对不同声学单元，分别建立了它们的声学特Fukuda[30]等人借鉴与电路等效的声学传递矩阵法研究了消声器的声学传i[31]等人通过借鉴和参考等效电路法，推导出了消声器的传递矩阵n[32]等人研究了气流流动对声学单元声学性能的影响，建立了考虑流动影模型。Munjal[33]等人研究了阻抗复合式消声器的声学传递特性。随后，M[35]
用于形成物体振动的媒介物质惯性的表= —煤质的密度； —截面面积。似，用于有限容量体积内可压缩和膨胀媒介物= 物质的原始体积； —媒介物质的密度； —煤路学线路中有入口面和出口面。入口面和出口面路：
【参考文献】
本文编号：2864571
【学位单位】：江汉大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ052.7
【部分图文】：
江汉大学硕士研究生学位论文 现状NT 公司开发的 CFD(Computational Fluid Dynamics)软件场占有率较高、计算方法先进、前后处理工具的功能型，一般用于流体的模拟仿真。以有限体积法为基础和三维体模型的定常、瞬态、可压缩和不可压缩的单和化学反应等问题的仿真分析。Fluent 软件由 C 语言高度自动化的内存动态分配功能，如 Fluent 软件的 c用户的计算机和互联网服务器同时独立运算的功能[7]
图 1-2 Virtual. Lab 仿真计算流程维声学理论学理论研究方法的雏形是传递矩阵法，始于 19 世纪 20 年代，它是在一的基础上被建立的声学研究方法。最初的传递矩阵较简单，未考虑流动声场的影响，所以其应用范围有限。20 世纪下半叶，消声器的理论雏形tewart[26]建立，他率先将声学滤波器理论和集中参数近似算法应用在化工声器设计中。Davis[27]采用一维声波方程研究了旁路振动腔和各级膨胀腔随后，Davis[28-29]等人在不考虑流体流动影响的条件下，采用一维声波方声学单元的四级子参数，针对不同声学单元，分别建立了它们的声学特Fukuda[30]等人借鉴与电路等效的声学传递矩阵法研究了消声器的声学传i[31]等人通过借鉴和参考等效电路法，推导出了消声器的传递矩阵n[32]等人研究了气流流动对声学单元声学性能的影响，建立了考虑流动影模型。Munjal[33]等人研究了阻抗复合式消声器的声学传递特性。随后，M[35]
用于形成物体振动的媒介物质惯性的表= —煤质的密度； —截面面积。似，用于有限容量体积内可压缩和膨胀媒介物= 物质的原始体积； —媒介物质的密度； —煤路学线路中有入口面和出口面。入口面和出口面路：
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 赵松龄,盛胜我;抗性消声器中含穿孔管时的声传递矩阵[J];声学技术;2000年01期
本文编号：2864571
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/2864571.html
