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自力式减压阀产生噪声的原因

      自力式减压阀在降压过程中,消耗的流体介质内能转化为热能、机器能以及产生噪音的声能,要降低噪声,首先就要把减压过程中的能量尽量多地转化为热能。
  自力式减压阀的噪声源大体上可以分为如下三大类: 1. 自力式减压阀的零部件由于机器振动而产生噪声;2. 流体动力学噪声;3.空气动力学噪声。
机器振动产生的噪声
  自力式减压阀的零部件在流体流动时的激励作用下会产生机器振动,机器振动可分为两种形式: ① 低频振动,其频率约为50~500 Hz,其声压级约为90 dB。这种振动是由介质的射流和脉动造成的,其产生原因在于阀出口处的流速太快,管路布置不合理以及阀活动零件的刚性不足等。② 高频振动,其频率约为1 000~8 000 Hz,其声压级在90 dB以上。这种振动在阀的自然频率和介质流动所造成的激励频率一致时,将引起某种共振,它是自力式减压阀在一定减压范围内产生的,而且一旦条件稍有变化,其噪声变化就很大。这种机器振动噪声与介质流动速度无关,且这种振动噪声事先无法预测。
  减小机器振动噪声的措施是,改变自力式减压阀阀腔形状和减压面积的形状,合理地设计衬套和阀杆的间隙、机器加工精度、阀的自然频率以及活动零件的刚性,正确地选用材料等。
流体动力学噪声
流体动力学噪声是由流体通过自力式减压阀的减压口之后的紊流及涡流所产生的,其产生的过程可以分为两个阶段: ① 紊流噪声,即由紊流流体和自力式减压阀或管路内表面相互作用而产生的噪声,其频率和噪声级都比较低,一般并不构成噪声问题。 ② 汽蚀噪声,即自力式减压阀在减压过程中,当流体流速达到一定值时,流体(液体)就开始汽化,当液体中的气泡所受到的压力达到一定值时,就会爆炸。气泡在爆炸时,要在局部产生很高的压力和冲击波,这个冲击压力可达196 MPa,但是稍离爆炸中心的地方,压力急剧衰减。这个冲击波是造成自力式减压阀汽蚀和噪声的一个主要因素,其噪声级可以达到100 dB以上。
减小机器振动噪声的措施是在设计自力式减压阀时,必须把自力式减压阀的减压值控制在Δp临界值以下,而且,*好是在Δp初始以下,因为自力式减压阀的实际减压值达到Δp初始值时,液体就开始产生汽蚀,而且噪声将急剧增大。此外,还要注意相对于阀瓣的流体介质的流动方向。
空气动力学噪声
  当蒸汽等可压缩性流体通过自力式减压阀内的减压部位时,流体的机器能转换为声能而产生的噪声称为空气动力学噪声。这种噪声是一种在自力式减压阀噪声中占大多数而且处理起来*为麻烦的噪声。该噪声的频率约为1 000~8 000 Hz,但它一般没有特别陡尖的峰值频率。这种噪声产生的原因分为两种情况,一是由于流体紊流所产生,二是由于流体达到临界流速引起的激波而产生的。空气动力学噪声不能完全被消除,因为自力式减压阀在减压时引起流体紊流是不可避免的。

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