清远出租升降车  基于结构改造的升降车调节阀降嗓方案   清远出租升降车, 清远升降车公司, 清远升降车出租  本文已经对调节阀的外部流致振动噪声进行了求解计算，分析得到的外声场声压级云图、声场指向性曲线及监测点声压级频谱曲线，得出结论；调节阀外部噪声产生的主要部位为盘片以及下阀腔，调节阀内部端流流场中存在的大尺度游祸是噪声产生的主要原因。该调节阀大尺度游祸主要存在与下阀腔部位，结合课题组自然科学基金项目中采用多孔结构来破坏大尺度滿祸的降噪方案，本章将对调节阀的下阀腔进行多孔结构改造，试图降低调节阀的噪声。

   调节阀结构改造方案, 由于调节阀下阀腔部位存在的大尺度游祸是噪声产生的主要原因，因而本文试图采用的多孔结构改造方案来降低调节阀噪声。由于阀座是该调节阀的可拆卸部件，因此，可以通过将阀座改造成带有多个圆柱孔的＂笼状＂结构，既实现了下阀腔部位的多孔结构处理也便于安装和拆卸。这种多孔阀座结构侧面共有８０个沿轴向和径向分布的圆柱化（轴向５＊径向化）。流体介质在流经下阀腔时必然受到该多孔结构的影响，下阀腔部位的瑞流流场也必然会有所改变，瑞流流场的具体变化会在后续阀述。

     可以发现，改造后的调节阀内流道模型在下阀腔位置存在多个沿轴向和径向分布的圆柱流道，这些圆柱流道势必对下阀腔位置的滿流流场产生较大的影响，包括对速度场、压力场、滿动能分布等的改变。由于调节阀噪声产生的根源是其内部的端流流场，因而这些端流流场物理量的改变定然会对调节阀噪声产生较大影响。 流量调节阀的主要功能是调节流量，即通过内部节流元件（盘片、套筒等）实现对流体介质流经管道的流量进行调节，因此，对结构改造前后的流量调节阀的稳态与非稳态流场计算应采用相同的边界条件（质量流量进口、压力出曰边界条件）。同样采用适应性强的非结构化网格，并且对圆柱孔流道进行网格加密，其他部位保持网格精细程度相同。改造后的流场的稳态与非稳态计算采用相同的计算模型和时间步，计算得到非稳态流场的速度和压力分布云图。 对比结构改造前后的流量调节阀速度云图可以发现，流场的最大速度有所减小，这是由于多孔结构的加入使得流体在流动过程中受到了更大的阻力。在多孔流道处的流体速度较大，但仍比盘片流道处流体速度要小，这是因为多孔流道的截面积较小，且此处压力己降低到较小值。在多孔流道出口处形成一片速度较大区域，这是由于此处流道面积的剧烈变化形成了突扩流。从结构改造后的压力场云图可看出，在多孔流道中形成较小的低压区，这是由于多孔流道处流体速度较大的缘故，在多孔流道出曰处存在一块较大的低压区也是同样的道理。对比调节阀改造前后的滿动能云图可以发现，结构改造后的调节阀在多孔流道及多孔流道出曰处均有较大的滿动能分布，这与这两个位置流体速度的分布相一致，然而送两个端动能较大区域对调节阀噪声的影响在后文将会有所描述。结构改造前后调节阀主要流场特征参量变化，通过后处理得到调节阀改造前的进出口压差为１２．７ＭＰａ，而结构改造后的进出口压差为１３．２ＭＰａ。可以发现，阀座的多化结构改造使得进出口压差增大了〇．５ＭＰａ，在质量流量一定的情况下，可求得调节阀的ＫＶ值从６．２３降到了６．０５，下降了２．９〇／〇，说明多孔结构的加入增加了流体的阻力，使调节阀的流通能为有所下降。因此，在两种阀座的选择过程中，不仅要考虑噪声的大小，也要考虑到调节阀流通能力的变化，从而采用更能满足实际要求的阀座类型。为了更好地对比游锅尺度的变化，本文得到表征调节阀内部纖祸尺度的Ｑ判据量。

    在结构改造前的调节阀下阀腔部位游满的尺度较大，而结构改造后的调节阀下阀腔部位的搬锅的尺度明显较小，说明下阀腔部位多孔结构的加入使得此处存在的大尺度縱满被分解成了较小尺度的縱锅。结构改造后的调节阀声源计算同样采用积分插值法，声场计算网格除在多孔圆柱流道处有所加密外，其他部位网格保持相同的精细度。计算得到结构改造后的流量调节阀内部声源在频率为２００Ｈｚ、ｌＯＯＯＨｚ、２０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ的分布结果，声源大小的表示范围取为相同，便于对比。

      结构改造后的调节阀内部声源分布同样满足＂低频能量高，高频能量低＂的特点。结构改造后的调节阀内部声源同样在在盘片、喉部、下阀腔位置有较大声源，并且在低频段，入口管道拐角处也存在较大声源，但与结构改造前不同的是，多孔流道和出口管道处存在较大声源。调节阀的多孔结构改造，使得多孔流道和出口管道处形成较大的縮动能，因而在这两个位置声源有较明显的增大。调节阀结构的改造对噪声的影响，还需根据后续声场计算的结果判断。 ２００Ｈｚ、ｌＯＯＯＨｚ、２０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ下的内声场分布结果，参考声压力ｌＥ－６Ｐａ。与结构改造前的调节阀内声场分布相比，声压级随着频率的增大都呈现整体下降趋势，不同的是，在ｌＯＯＯＨｚ频率下，结构改造后的调节阀在出口管道处存在一块声压级较大的区域。同一频率下的声压级相对比可以发现，结构改造后的调节阀内部声场声压级均有较明显的减小。为了更直观地比较不同频率下声压级大小的变化，输出调节阀内部一系列监测点的声压级频谱曲线。

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      对比分析结构改造前后的内部监测点声压级频谱曲线图，可以发现，改造后的调节阀内部各监测点声压级同样随着频率的増大呈整体下降趋势。结构改造后的调节阀内部监测点声压级基本都有不同程度的减小，但在多孔流道处声压级反而有所增加，这与其内部声源分布相一致。结构改造后的调节阀内部各监测点声压级脉动幅值有所减小，特别是在ｌｌＯＯＨｚ、２２００Ｈｚ频率下的声压级波峰幅值有较大减小，展现了更明显的宽频特性，一定程度反映了多孔结构对噪声的影响。在１５００Ｈｚ以下的频率段，结构改造后的调节阀Ｗ喉部位置的声压级较大，甚至大于盘片位置的声压级，这与结构改造前不同，这是由于结构的改造使得下阀腔位置的大尺度縱祸被分解成较小尺度的縱锅并且向喉部位置移动的缘故。而在３０００Ｈｚ上的频率段，结构改造后的调节阀在多孔流道位置的声压级相比结构改造前有明显的增大，这与调节阀内部声源的分布较为一致。

     再求得结构改造后调节阀内部声场的基础上，提取内壁面处的声压即声壁面压力脉动ＡＷＰＦ，作为外声场计算的第一种激励，再通过提取调节阀内部非稳态流场的内壁面处的縮流脉动压力即端流壁面压力脉动ＴＷＰＦ，作为外声场计算的第二种激励。将两种壁面压力脉动加载到外声场计算的声振模型中，计算得到结构改造后的调节阀外部监测点声压级频谱曲线。结构改造前的调节阀外部监测点Ｐ的声压级频谱曲线，结构改造后的调节阀外部监测点Ｐ的声压级频谱曲线，取相同的频率和声压级范围，便于分析比较。计算的频率范围为１００到５０００Ｈｚ，頻率间隔为２５Ｈｚ，ＡＷＰＦ表示在声壁面压力脉动单独作用下的声压级，观察上图可发现，结构改造前后的调节阀外部声场监测点声压级频谱曲线具有第一定的相似性，主要体现在：１．随着频率的増大，声压级呈整体下降趋势。运体现了＂低频能量高，高频能量低＂的频谱特性，与声源的分布具有一致性。２．声压级频谱曲线都在一定频率附近存巧较明显的声压级波峰。这些波峰的声压级明显较大，并且都在ｌｌＯＯＨｚ频率下声压级达到最大，从侧面也反映了调节阀内部大尺度縱祸是噪声产生的主要原因。而结构改造前后的调节阀外部声场监测点声压级频谱曲线也具有较大的差异性，主要体现在；１．不同频率段，两种噪声产生机理的主导性有较大差异。结构改造前的调节阀外声场监测点声压级８００Ｈｚ频率为分界点，在８００Ｈz以下的频率段，ＴＷＰＦ单独作用下的声压级较大，流固稱合作用占主导，在８００Ｈｚ以上的频率段，ＡＷＰＦ单独作用下的声压级较大，声固稱合作用占主导。结构改造后的调节阀外声场监测点声压级在不同频率段，ＡＷＰＦ和ＴＷＰＦ单独作用下的声压级没有明盈的差异，表明两种噪声产生机理在不同频率段并没有明显的主导性差异。２．相比结构改造前，外部监测点声压级波峰对应的频率有一定的偏移，并在４７００Ｈｚ左右多出一个声压级波峰。由于声压级波峰的产生来源于调节阀内部非稳态流场中存在的大尺度游锅，因而，当调节阀下阀腔加入多孔结构时，此处存在的大尺度游渴被分解破坏，调节阀外部监测点声压级波峰自然也会受到很大的影响。结构改造后的调节阀内部声场声压级在４０００ＨｚＷ上的高频段，多孔流道处的声压级有明显的増大，而结构改造后的调节阀外部监测点声压级频谱曲线在４７００出频率下多出一个声压级波峰，可以推断；４７００Ｈｚ频率下存在的声压级波峰来源于下阀腔处增加的多孔结构的作用。３．结构改造后的调节阀外部监测点在第一个声压级波峰下的声压级降低了约２０ｄＢ，即最大声压级降低了约２（ＭＢ。通过在下阀腔位置增加多孔结构，成功破坏分解此处存在的大尺度游祸，有效地降低了调节阀外部监测点的最大声压级，验证了此多孔结构降噪方案的可行性。

      在得到调节阀外部流致振动噪声产生的主要原因的基础上，结合提出的基于多孔结构的降噪方案，对本文研究的流量调节阀阀座进行多孔结构改造，并计算对比了结构改造前后的流量调节阀内部流场、内部声场、外部声场，得出以下结论：（１）已知调节阀下阀腔位置存在的大尺度游锅是调节阀噪声产生的主要原因，因此，基于＂破坏大尺度游祸＂的降噪原理提出了针对该调节阀的结构改造方案由于阀座是流量调节阀的易拆卸部件，因此通过对阀座进行改造从而在下阀腔部位加入多孔结构，来破坏此位置存在的大尺度游祸的降噪方案是十分可行的。（２）对比分析结构改造前后的流量调节阀内部端流流场速度、压力及滿动能云图可以发现，结构改造后的调节阀在多孔流道和多孔流道出口处的速度较大、压力较小且縮动能较大。由于多孔流道增加了流体介质流动的阻力，因此结构改造后的调节阀的进出口压差有所增大，ＫＶ值即调节阀的流通能力有所减小。对比速度流线图和满的判据图可发现下阀腔部位的大尺度游满被破坏并被分解成更多校小尺度的游锅。（３）对比分析结构改造前后流量调节阀内部声源结果可发现，结构改造后的调节阀在多孔流道及多孔流道出口处存在较明显的声源，这来源于多化结构的节流作用和突扩流的产生。对比分析结构改造前后的调节阀内部系列监测点声压级频谱曲线可发现，结构改造后的调节阀内部各监测点声压级脉动幅值有所减小，特别是在ｌｌＯＯＨｚ、２２００Ｈｚ频率下的声压级波峰幅值有较大减小，噪声的宽频特性更加明显，并且各监测点不同频率下的声压级基本都有不同程度的减小，但在多孔流道处声压级反而有所增加，与声源结果是一致的，这一定程度反映了多孔结构对噪声的影响。

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