可变频充液管道消声器设计与实验研究

论文摘要

离心水泵和阀门是海水管路系统中的主要噪声源,为了有效控制海水管路中的流噪声,在管路中安装水消声器是应用最广泛、最有效的一种方法。传统的固定参数消声器的消声频带和消声性能是确定的。然而,泵的运行工况经常是变化的,管路系统的噪声频率也随之变化。因此固定参数的消声器便不能跟踪噪声频率的变化而达到最佳的消声效果。本文针对水管路系统中噪声频率可能变化的情况,研究设计可调频的水管路消声器。提出了两种可调消声器的结构设计方案,一种是基于亥姆霍兹共振器的可调频多线谱水管路消声器,采用改变共振器颈部面积的方式来调节消声器的消声频率,通过在管道周围紧凑的布置多个共振器实现多线谱管路脉动压力衰减；另一种是基于穿孔管消声器的可调频水管路消声器,通过内部穿孔管外侧的移动套筒的移动来实现消声频带的调节。用Ansys分别建立了两种消声器结构的实体模型,用声学软件Sysnoise对消声器的声学性能(传递损失)进行仿真模拟,对各结构参数对其声学性能的影响进行了仿真分析。在此基础上进行了两种消声器的结构优化设计,并确定了具体的设计方案和结构尺寸,设计加工了可变频消声器的原理样机,进行了实验研究。实验结果表明：所设计的可变频充液管路消声器对管路压力脉动的衰减是有效的,取得了良好的消声效果,本文的设计方案是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 海水管路系统噪声国内外研究现状
• 1.2.1 海水管路系统内流噪声理论研究现状
• 1.2.2 海水管路系统噪声的控制措施
• 1.3 消声器性能研究的方法及不同种类消声器的研究现状
• 1.3.1 消声器性能研究的方法
• 1.3.2 不同类型消声器的研究现状
• 1.4 可变频消声器的研究现状
• 1.5 本文的主要工作内容
• 第2章 水消声器声学问题的有限元法及性能要求
• 2.1 消声器内部声传播过程的数学物理描述
• 2.2 声学有限元法
• 2.3 消声器性能评价标准
• 2.4 本章小结
• 第3章 多线谱共振式充液管道消声器的仿真计算与设计
• 3.1 亥姆霍兹共振式消声器的消声原理
• 3.2 亥姆霍兹共振式消声器共振频率的计算
• 3.3 横截面积可变的颈部结构设计
• 3.4 多线谱共振式消声器的设计
• 3.4.1 多线谱共振式消声器模型的建立与仿真计算
• 3.4.2 多线谱共振式消声器尺寸确定
• 3.5 本章小结
• 第4章 可变频充液管道消声器的计算分析及结构设计
• 4.1 可变频充液管道消声器的初步设计方案
• 4.2 可移动套筒对消声器消声性能的影响
• 4.3 分析内部结构对消声器性能的影响确定消声器尺寸参数
• 4.3.1 移动套筒伸出长度H变化时消声器的消声性能比较
• 4.3.2 固定套筒半径L变化时消声器的消声性能比较
• 4.4 改变穿孔管孔径对消声器消声性能的影响
• 4.5 改变穿孔管的穿孔率对消声器消声性能的影响
• 4.6 有流情况下对消声器消声性能的影响
• 4.7 腔内传动机构对消声器消声性能的影响
• 4.8 消声器结构设计
• 4.8.1 消声器整体设计图
• 4.8.2 消声器两端封头设计图
• 4.8.3 消声器传动设计图
• 4.9 本章小结
• 第5章 可变频充液管道消声器的的实验研究
• 5.1 水管路系统实验台架的建立
• 5.2 消声器实验设备
• 5.3 实验步骤
• 5.4 实验数据处理及结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢