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水管路系统阀门流固耦合振动噪声特性研究

发布时间:2018-06-15 19:48

  本文选题:阀门 + 振动噪声 ; 参考:《哈尔滨工程大学》2011年硕士论文


【摘要】:水管路系统振动噪声问题有着广阔的工程背景,其工作过程伴随着流固耦合作用。作为水管路系统中的一个主要噪声源,阀门振动噪声是管路系统振动噪声的重要组成部分。因此,本文通过采用数值仿真与实验测量两种方法,对水管路系统典型蝶阀的内流场分布、结构振动及噪声情况进行研究,以期获得阀门振动噪声研究方法及蝶阀振动噪声特性。 为此,具体开展了以下研究工作:首先对典型蝶阀内部流场进行三维非稳态数值模拟,研究其内部流动特性,以及流固耦合作用对管内压力脉动的影响,同时研究在流体激励下阀门结构的振动情况。其次,针对阀门的双端口模型情况,采用四端网络法测量原理,搭建管路系统振动噪声实验台,测量蝶阀在不同工况时上、下游流噪声及结构振动加速度,并分析阀门开度、流体流速等参数对其振动噪声的影响;最后通过双负载实验测量方法,得出阀门噪声源特性。 分析数值仿真及实验测量结果发现:阀门较小开度下,内部湍流强烈,阀门下游出现明显的漩涡,并沿流动方向不断衰减为小涡直至消失;流体和结构的耦合作用对内流场压力脉动有较大影响,CFD方法研究水管路阀门振动噪声必须考虑流固耦合作用;阀板的节流作用是产生振动和噪声的主要原因,阀门噪声、结构振动随阀门开度、流速的不同呈现出一定规律的变化;采用四端网络法得到阀门不同工况下的噪声源特性,这为研究阀门噪声规律开辟了新的途径,有利于水管路系统的振动噪声特性研究,并为管路系统减振降噪提供参考依据。
[Abstract]:The vibration and noise problem of water pipe system has a broad engineering background, and its working process is accompanied by fluid-solid coupling. As a main noise source, valve vibration noise is an important part of pipe system vibration noise. In this paper, the distribution of flow field, structural vibration and noise of typical butterfly valve in water pipe system are studied by means of numerical simulation and experimental measurement. In order to obtain valve vibration and noise research method and butterfly valve vibration and noise characteristics. For this reason, the following research works are carried out: firstly, the three-dimensional unsteady numerical simulation of the flow field in the typical butterfly valve is carried out to study the internal flow characteristics and the effect of the fluid-solid coupling on the pressure pulsation in the pipe. At the same time, the vibration of valve structure under fluid excitation is studied. Secondly, according to the two-port model of valve, the principle of four-terminal network method is adopted to set up the vibration and noise test bench of pipeline system, to measure the upstream and downstream flow noise and structural vibration acceleration of butterfly valve under different working conditions, and to analyze the valve opening degree. The effects of fluid flow velocity and other parameters on the vibration and noise of the valve are obtained, and the characteristics of the valve noise source are obtained by means of the double load experimental measurement method. The results of numerical simulation and experimental measurement show that under the small opening of the valve, the internal turbulence is strong, the vortex appears obviously downstream of the valve, and the vortex decreases to the vortex until it disappears along the flow direction. The interaction between fluid and structure has great influence on the pressure pulsation of internal flow field. CFD method is used to study the fluid-solid coupling of valve vibration and noise, and the throttling effect of valve plate is the main cause of vibration and noise. The vibration of the structure varies with the opening of the valve and the velocity of the valve is different. The four-terminal network method is used to obtain the characteristics of the noise source of the valve under different working conditions, which opens up a new way to study the noise law of the valve. It is beneficial to the study of the vibration and noise characteristics of the water pipe system and provides a reference for reducing the vibration and noise of the pipe system.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH134

【参考文献】

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本文编号:2023352

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