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      调节阀的噪音处理方法
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      调节阀的噪音处理方法

      * 来源 : http://www.aotc.tw * 作者 : YLOK进口调节阀 * 发表时间 : 2017-07-30 * 浏览 : 163

      调节阀使用过程中为什么产生噪音?

      调节阀是一种与其他阀门相比来?#24403;?#36739;特别的阀种,在使用过程中,会产生噪音,这个是一个无法避免的问题,?#35789;?#35843;节阀设计?#38469;?#27700;平达到一个很高的水准,例如美国YLOK进口调节阀,也只是做到非常好的降噪处理,这是调节阀内在的紊流和能量吸收所引发的现象,调节阀的噪音主要分为三种:机械振动噪声、液体动力噪声和气体动力噪声。从近代工业史看,工厂里消除噪声的损害已经是一个主要的问题。美国《职业安全与健康法规》(OSHA)对所有企业明确规定了最大容许的噪声标准。本文就是美国YLOK进口调节阀设计部专门为调节阀噪音撰文进行分析以及提出改进方法。

      调节阀使用过程中的噪音是怎么来的?分为几?#20013;问劍?/span>

      调节阀运行环境中的主要噪声为机械振动噪声、液体动力噪声和气体动力噪声。

      2.1机械噪声

      机械噪声主要来自于阀杆的振动。阀门零部件的振动是介质压力在阀体内?#25105;?#27874;动,或是流体冲击易活动和易变形零部件的结果。机械振动最常见的噪声源就是阀杆相对于导向面的横向运动。这种振动?#38382;?#25152;产生的噪声频率一般小于1500Hz,常常被描述成金属响声。在这种情形下,导致了阀杆以及与之配合的导向面的机械性破坏。

      另一种机械噪声源是共振。如果振动的频率与结构的固有频率相接近或相同时,便产生共振。共振引起一个频?#35797;?/span>3000?7000Hz之间的噪声共鸣。共振不仅产生很大的机械噪声,而?#26131;?#32456;导致振动零部件的疲劳破坏。在固有频率下容易振动的阀门部件有柱塞式阀瓣、圆筒形薄壁窗口式阀瓣、柔性金属密封件等等。

      由阀门零件振动所产生的噪声常常是次要的,甚至是有益的。因为它能警告人们导致阀门损坏的机械振动的存在,从而通过优化阀门设计,消除大多数阀门零件由机械振动而产生的噪声。大多数新型调节阀都采用套筒?#38477;?#21521;结构?#36879;?#23567;间隙的配合来消除机械振动问题。

      2.2液体动力噪声

      液体动力噪声是由于液体流动过程中所产生的气蚀或称空化现象引起的,这是一个主要的噪声源,当阀门内部某一点的静压低于或等于液体的饱和蒸汽压时.在液体内部就会产生气泡,当饱和蒸汽泡流动到压力高于饱和蒸汽压的下游时。随即爆破快速破裂产生极强的冲击力.致使阀门内部或管道壁?#29616;?#25439;坏.并且达到较高的噪声级,一般可达到115dBA。气蚀的破坏性大大缩短了阀门的使用寿命所以使用专门特殊设计的调节组件来预防或治^气蚀现象是必要的,:

      2.3气体动力噪声

      气体动力噪声是?#21892;?#20307;、蒸汽和饱和蒸汽的调节造成紊流现象而产生的这种噪声能在2in.(50mm)范围内产生高达至少20MPa的压力降气体动力噪声的主要来源是紊流流动时所形成的巨大冲击力而气体流动受阻.高速气体的?#26438;?#33192;胀和突然减速,及流动蒸汽方向的改变等都能造成紊流现象。气体动力噪声是调节阀最主要的噪声问题,其频率一般为1000?8000Hz。由于大部分的能量能够转变成不损害阀门的气体动力噪声。在过去趋向于仅将阀门工作时的噪声之外的噪声当作有害的,所以未引起人们足够的重视。今天随着对环境问题包括噪声问题的重视,对特定环境的阀门所允许发出的噪声级做了规定。噪声的治理是一个环?#25345;?#29702;问题。而且OSHA法规已经根据调节阀噪声对环境的影响规定了最高噪声限值。研究表明当噪声级超过所规定的限值,大?#21363;?#21040;110dBA时能导致调节阀零件以及与之相连管道的机械性破坏。

      3噪声的预估

      快速有效地噪声预估?#38469;?#24120;常应用于阀门的设计过程中。噪声衰减设备和?#38469;?#38750;常有利于噪声级的减小。预估?#38469;?#32771;虑了调节阀产生噪声的有关流动参数。如压差、流动系数、阀门几何形状、相邻管道尺寸和下游压力等。基本的预估?#38469;?#26159;将每一个噪声级累加得到总的噪声级。

      阀门压差是噪声产生所需能量的主要来源(1)而在节流件总流通面积相同的情况下.节流孔的数量和形状对噪声级影响很大(2)因为液体通过节流孔的流速与节流孔面积成比例关系,节流孔所产生的噪声能量与节流面积的平方成比例。如果单孔节流件产生90dBA的噪声,那么与其有着相同流通面积的双孔节流件的每一小孔将产生84dBA的噪声。所以单孔节流件产生的噪声往往高于双孔节流件。另外,阀门的种类,调节件的?#38382;?#21644;流动方向也都?#29616;?#24433;响着由压差变化率所产生的噪声。但是,管道尺寸等因素所产生的噪声能够被吸收掉,所以不能传到环境当中。当提高下游压力P2时,必?#22351;?#25552;高管道壁的强度即增加厚度,从而减少了传送到工作环境中的噪声。

      与总噪声S有关的各项参数必须在预估噪声之前确定出来。尽管这种计算方法似乎很麻?#24120;?#20294;是对于阀门的设计和噪声的预估有着极其重要的用处。

      调节阀使用过程中的噪音应如何处理

      噪声治理?#38469;?#20998;为声源处理法和声路处理法2种。

      4.1声源处理法

      声源处理法是通过改变节流孔的形状减低噪声的,例如在套筒上开槽等。这种开槽套筒具有可互换性,常见于大多数球阀的标准调节件(图3),套筒上应用许多狭窄而平行的孔缝设计使湍流最小,并且在阀门膨胀区的速度分布理想化。当压差AP与入口压力&的比值即Ap/Pi<0.65时,或是下游最大流速等于或小于音速的1/2时,这种孔缝式套筒是最有效的噪声治理方法,其所产生的噪声级要比一般调节件减小约15dBA

      Ap/Pi>0.65时,孔缝式套筒便失去了作用。在这种高压差情况下可以采?#32654;?#23481;器与孔缝式套筒调节件组合法(图4),将总压差分成2级调节,能提高流通能力并且改善噪声的性能。扩容器提供了一个固定的限制区域,增加了阀门后压力而且减小了流速。同时,降低了通过阀门的压差和压差变化率。扩容器允许开槽套筒式调节件保持在其最有效率的压差变化?#21490;?#22260;之内。如美国YLOK进口调节阀公司生产的型号为YS10YS71扩容器与开槽式套筒调节件一起使用,能降低噪音约20dBA

      当压差变化率很大时,可使用诸多小孔节流的调节件(图5)。将总压差分成一步或更多步减压。介质从下部流入套筒再从套筒侧面上的许多小孔流出。套筒的性能与这些小孔的孔距和分布有着密切的关系,它们能减少紊流和涡流现象的产生。在许多涉?#26696;?#21387;差的场合,一般都在套筒外再安装一个低噪声板。低噪声板作为流体从套筒喷射而出的出口,更进一步地减少?#23435;?#27969;现象。这种多孔节流的套筒调节件能降低调节阀的噪声约30dBA。当最大的下游流速达到或小于0.3倍的音速时,这种多孔节流方式是最为行之有效的降噪声方法。

      对于调节阀在高压差变化?#39318;?#24577;下工作时,可以采取将总压差分配在调节阀和安装在阀门下游的低噪声扩散板之间的方法,能非常有效地降低噪声。为了最优化扩散板的效力,必须设计一个安装位置,使得阀门和扩散板产生相同的噪声标准。另一种常引起噪声问题的情形是排放孔。由于高压差和出口高流速的影响,调节系统通向大气的出口一般?#38469;?#24456;?#24615;?#30340;。一般的做法是在出口使用消音器,将总压差分在出口和上游的调节阀之间。适当大小的出口消音器与阀门组合在一起能降低系统总噪声级约60dBA

      声路处理法就是增?#30001;?#36335;阻抗力以减小传播到环境中的声音能量。其普遍的处理法包括使用厚壁管道、隔音材料和消音器等。只要增加管壁的厚度,就能降低噪声。例如,将管道加厚,管壁号由40改为80,能降低噪声约4dB。调节阀附近的噪声级可以通过隔音材料吸收噪声而降低。隔音材料能吸收大部分即将传播到空气当中的噪声。但是,不能吸收任何通往下游的噪声。每英寸隔音厚度能减小3?5dBA的噪声,最大可达12?15dBA。每英寸的覆盖面能减小8?10dBA噪声,最大可达24?27dBA。厚壁管道或外部隔音的声路处理法是一种经济有效的消除局部噪声?#38469;酰?#20294;它只对局部噪声减小有效。因为仅仅靠覆盖物的方法并不能减小流动过程中的噪声。

      消音器是不同于上述处理方法的另一种声路处理法,它确?#30340;?#21560;收一部分声能。所以,能减小环境和管道的噪声强度。在气体传播系统中,内嵌?#36739;?#38899;器能有效地消除流动区域的噪声和消散传送到固体边界层的噪声级。高流速?#36879;?#21387;差的阀门出口,内嵌?#36739;?#38899;器是经常使用的最实际最经济的噪声治理方法。使用吸收?#38382;?#30340;内嵌?#36739;?#38899;器能提供几乎任何理想程度的噪声衰减。但从经济方面考虑,一般只减小大约35dBA

      液体动力噪声的声源处理法是直接处理液体,消除或减少气蚀现象。气蚀和由此产生的噪声与破坏现象能在工程设计时期对工作条件给以适当的考虑^从而得到避免。但是工作条件是固定的,阀门有可能?#22351;?#19981;在产生气蚀的压力条件下运行。这种情况下,可用多级节流的声源处理法来治理噪声。

      声路处理法是处理气体动力噪声的比较经济有效的可供选择的办法,但一般不用于处理液体动力噪声。这是因为对于调节阀零件和管道,气蚀所造成的物理性破坏要比噪声所产生的破坏更为?#29616;亍?#20294;是如果能通过特殊研制的调节件来消除气蚀及其造成的破坏,那么声路处理法便能更进一步地减少气蚀作用所产生的局部噪声。

      ?#30001;?#25991;我们可以看出,?#35789;?#20197;美国YLOK进口调节阀已经很专业的设?#21697;?#27861;,调节阀使用过程中依然会存在一定的噪音,只不过被控制在很容易可以接受的范围,噪声不论对生产或者对人耳都会产生极大的影响,如果没有正确选择好调节阀,那么就会产生很大的危害,因此,对调节阀噪声的分析以及处理,是目前调节阀?#38469;?#37096;门应该做到的。

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