立式管道泵流动噪声特性与仿生降噪研究

摘要：

为了研究立式管道泵内部声场特性,减少管道泵运行时的噪声,基于CFD+ Lighthill声类比理论对管道泵内部流场与声场进行仿真求解,并借鉴猫头鹰羽毛端部锯齿结构进行仿生优化,以期达到降噪目标.针对0.8Qd、Qd及1.2Qd3个运行工况,选用RNGk-ε模型分别对立式管道泵进行非定常数值模拟,获得3个工况下管道泵内部压力脉动数据.提取非定常计算所得的脉动力,导入声学软件LMS Virtual.lab中进行声场计算,得到各工况下管道泵进、出口声压级、泵体内部的声压分布及主要噪声源分布.结果表明:管道泵内部流动诱导噪声与压力脉动密切相关,主要是由叶轮与泵体的动静干涉引起,其频率特性与压力脉动相似,声压分布集中在轴频、叶频及其倍频,叶频时声压级最大.流量越大,管道泵进、出口声压级越大.基于仿生学原理,参考猫头鹰体表覆羽样本利用相似准则设计仿生锯齿叶片,展开仿生降噪研究,选择齿距、齿宽、齿高3个因素,设计了16组正交试验模型,计算得到各工况下泵内部流场和声场数据.选取最优降噪模型与原模型进行对比分析,结果表明:仿生叶片尾缘锯齿结构能够起到降低压力脉动、稳定流场、降低噪声的作用,其中设计工况下噪声降幅明显,叶频处噪声降低8 dB.

关键词：管道泵、压力脉动、流动诱导噪声、仿生叶片、数值模拟

所属期刊栏目：49

分类号：TH311(泵)

资助基金：国家自然科学基金项目51379091;江苏高校优势学科建设工程项目

在线出版日期：2018-10-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：138-145