機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因

                     機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因

                      上海申弘閥門(mén)有限公司

機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因
    減壓閥產(chǎn)生噪聲的類(lèi)型有三種：即機(jī)械振蕩嗓聲、液體動(dòng)力噪聲和氣體動(dòng)力噪聲。在降壓過(guò)程中，消耗的流體介質(zhì)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能、機(jī)械能以及產(chǎn)生噪音的聲能氣體減壓閥產(chǎn)生的噪音減壓閥的零部件在流體流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)又可分為兩種形式低頻振動(dòng)。這種振動(dòng)是由介質(zhì)的射流和脈動(dòng)造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動(dòng)零件的剛性不足等。要降低噪聲，首先就要把減壓過(guò)程中的能量盡量多地轉(zhuǎn)化為熱能。
 空氣動(dòng)力學(xué)噪聲當(dāng)蒸汽等可壓縮性流體通過(guò)減壓閥內(nèi)的減壓部位時(shí)，流體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生的噪音稱(chēng)為空氣動(dòng)力學(xué)噪音。這種噪音是一種在減壓閥噪音中占大多數(shù)而且處理起來(lái)為麻煩的噪音。這種噪聲產(chǎn)生的原因分為兩種情況，一是由于流體紊流所產(chǎn)生，二是由于流體達(dá)到臨界流速引起的激波而產(chǎn)生的。空氣動(dòng)力學(xué)噪聲不能*被消除，因?yàn)闇p壓閥在減壓時(shí)引起流體紊流是不可避免的。
 
氣體減壓閥高頻振動(dòng)這種振動(dòng)在閥的自然頻率和介質(zhì)流動(dòng)所造成的激勵(lì)頻率一致時(shí)，將引起共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機(jī)械振動(dòng)噪音與介質(zhì)流動(dòng)速度無(wú)關(guān)，多是由于減壓閥自身設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生。減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，合理地設(shè)計(jì)減壓閥襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動(dòng)零件的剛性，正確地選用材料等。

5.2.1機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因機(jī)械振蕩噪聲
   上海申弘閥門(mén)有限公司生產(chǎn)機(jī)械式減壓閥有的氣體減壓閥，水減壓閥， 機(jī)械振蕩噪聲是流體在閥體內(nèi)部的不規(guī)則沖擊和壓力波動(dòng)引起控制閥內(nèi)的可動(dòng)部件機(jī)械振動(dòng)而發(fā)出的噪聲。例如，閥芯與閥座之間的碰撞。閥桿導(dǎo)向塊與導(dǎo)向面的橫向運(yùn)動(dòng)：其振動(dòng)頻率一般小于l 500 Hz．噪聲的幅值與碰撞的能量、振動(dòng)體的質(zhì)量有關(guān)。
    當(dāng)引起控制閥內(nèi)件在其固有頻率（約3 000 Hz～7 000 Hz）下諧振時(shí)，不僅產(chǎn)生很大機(jī)械噪聲．還會(huì)造成很大的機(jī)械應(yīng)力，使設(shè)備振動(dòng)而疲勞損壞。減壓閥的零部件在流體流動(dòng)時(shí)的激勵(lì)作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)可分為兩種形式：1.低頻振動(dòng)，其頻率約為50～500 Hz，其聲壓級(jí)約為90 dB。這種振動(dòng)是由介質(zhì)的射流和脈動(dòng)造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動(dòng)零件的剛性不足等。2.高頻振動(dòng)，其頻率約為1000～8000 Hz，其聲壓級(jí)在90 dB以上。這種振動(dòng)在閥的自然頻率和介質(zhì)流動(dòng)所造成的激勵(lì)頻率一致時(shí)，將引起某種共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪聲變化就很大。這種機(jī)械振動(dòng)噪聲與介質(zhì)流動(dòng)速度無(wú)關(guān)，且這種振動(dòng)噪聲事先無(wú)法預(yù)測(cè)。
    減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，改變?nèi)細(xì)鉁p壓閥閥腔形狀和減壓面積的形狀，合理地設(shè)計(jì)襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動(dòng)零件的剛性，正確地選用材料等。
    機(jī)械噪聲中有一種由于相互作用的兩個(gè)表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成摩擦的干摩擦聲。由于運(yùn)動(dòng)表面的微小凸起體會(huì)相互嵌入和發(fā)生分子的凝聚，造成表面的黏附。導(dǎo)致表面發(fā)熱和磨損．干磨擦聲是一種高頻噪聲，它和表面運(yùn)動(dòng)速度、表面粗糙度、潤(rùn)滑情況有關(guān)。
    機(jī)械噪聲目前沒(méi)有預(yù)估的方法，通常，這類(lèi)噪聲直接用儀表在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定．可通過(guò)閥芯、閥座和其他運(yùn)動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少可動(dòng)零件的質(zhì)量來(lái)減小機(jī)械噪聲．


5.2.2液體動(dòng)力噪聲
    液體動(dòng)力噪聲是流體流經(jīng)控制閥時(shí)由紊流、空化和閃蒸等作用產(chǎn)生的噪聲；液體流經(jīng)控制閥時(shí)，產(chǎn)生節(jié)流作用，如圖5-1所示。由于在節(jié)流孔處流通面積縮小，流速升高．壓力下降，容易發(fā)生阻塞流現(xiàn)象，產(chǎn)生閃蒸和空化，氣泡的爆裂產(chǎn)生的噪聲稱(chēng)為液體動(dòng)力噪聲，它是由于節(jié)流斷面處流體的突然膨脹造成流體不穩(wěn)定流動(dòng)，它不僅產(chǎn)生噪聲．還會(huì)對(duì)閥芯和閥座等閥內(nèi)件造成嚴(yán)重的沖刷和空化，使控制閥損壞，其噪聲頻率約15 Hz-10 000 Hz。
    這類(lèi)噪聲的特點(diǎn)是隨著氣蝕開(kāi)始，這類(lèi)噪聲會(huì)隨氣泡的增加而增強(qiáng)，當(dāng)控制閥兩端的壓差達(dá)到*汽蝕的壓差時(shí)．噪聲反而減小。因此．降圖5-1各種節(jié)流形式低這類(lèi)噪聲的方法是使控制閥兩端的壓降小于開(kāi)始空化的壓降。不同類(lèi)型控制閥．開(kāi)始空化的閥壓降不同。因此．也可選用空化壓降高的控制閥類(lèi)型來(lái)防止這類(lèi)噪聲的發(fā)生。
    在選擇控制閥時(shí)，為避免產(chǎn)生液體動(dòng)力噪聲．關(guān)鍵在于找到開(kāi)始產(chǎn)生空化作用時(shí)的控制閥壓降△戶。，確保控制閥的壓降小于△p。，為此．引入一個(gè)起使空他系數(shù)K．的概念 K．的數(shù)值由實(shí)驗(yàn)得到F．和K。的關(guān)系。


5.2.3氣體動(dòng)力噪聲
它也可以根據(jù)液體的壓力恢復(fù)系數(shù)F。來(lái)確定，圖j一2示出了大多數(shù)控制閥噪聲是氣體動(dòng)力噪聲，當(dāng)氣體或蒸汽流過(guò)控制閥的節(jié)流孔時(shí)，氣體的流速達(dá)到或超過(guò)聲速，形成沖擊波、噴射流和漩渦流，這些雜亂的氣體流動(dòng)的能量在節(jié)流孔下游轉(zhuǎn)換為熱能．并產(chǎn)生氣體動(dòng)力噪聲。這類(lèi)噪聲的特點(diǎn)是一旦產(chǎn)生這類(lèi)噪聲，它會(huì)沿管道向下游傳播。此外，噴射流的沖擊力與流速平方成正比。因此，降低流速可大大減小噴射流的沖擊力，并減小這類(lèi)噪聲。降低氣體動(dòng)力噪聲的措施可采用限制氣    圖5-2  FL和j（。的關(guān)系國(guó)體或蒸汽的流速。如液體的流速低于6 m／s;氣體的流速低于200 m，s；飽和蒸汽流速低于50 m/s-80m／si過(guò)熱蒸汽流速低于80 m／s～120 m／s．還可采用降噪器，采用降噪控制閥等。


氣體減壓閥的零部件在流體流動(dòng)時(shí)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)又可分為兩種形式：
1、低頻振動(dòng)。這種振動(dòng)是由介質(zhì)的射流和脈動(dòng)造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動(dòng)零件的剛性不足等。
2、 高頻振動(dòng)。這種振動(dòng)在閥的自然頻率和介質(zhì)流動(dòng)所造成的激勵(lì)頻率一致時(shí)，水力控制閥將引起共振，它是氣體減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機(jī)械振動(dòng)噪音與介質(zhì)流動(dòng)速度無(wú)關(guān)，多是由于氣體減壓閥自身設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生。 減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，合理地設(shè)計(jì)氣體減壓閥襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動(dòng)零件的剛性，正確地選用材料等。
二、流體動(dòng)力學(xué)噪音
流體動(dòng)力學(xué)噪音是由流體通過(guò)組合式減壓閥的減壓口之后的紊流及渦流所產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的過(guò)程可以分為兩個(gè)階段：
1、電動(dòng)執(zhí)行器紊流噪音，即由紊流流體和氣體減壓閥或管路內(nèi)表面相互作用而產(chǎn)生的噪音，其頻率和噪音級(jí)都比較低，一般并不構(gòu)成噪音問(wèn)題。
2、汽蝕噪音，即氣體減壓閥在減壓過(guò)程中，當(dāng)流體流速達(dá)到一定值時(shí)，流體(液體)就開(kāi)始汽化，當(dāng)液體中的氣泡所受到的壓力達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)爆炸。氣泡在爆炸時(shí)，要在局部產(chǎn)生很高的壓力和沖擊波，自力式調(diào)節(jié)閥這個(gè)沖擊瞬間壓力可達(dá)196MPa，但是遠(yuǎn)離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個(gè)沖擊波是造成氣體減壓閥汽蝕和噪音的一個(gè)主要因素。 減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是在設(shè)計(jì)氣體減壓閥時(shí)，必須把氣體減壓閥的減壓值控制在臨界值以下，而且，是在Δp初始以下,因?yàn)闅怏w減壓閥的實(shí)際減壓值達(dá)到Δp初始值時(shí)，液體就開(kāi)始產(chǎn)生汽蝕，而且噪聲將急劇增大。自力式控制閥此外，還要注意相對(duì)于閥瓣的流體介質(zhì)的流動(dòng)方向。


三、空氣動(dòng)力學(xué)噪聲
當(dāng)蒸汽等可壓縮性流體通過(guò)氣體減壓閥內(nèi)的減壓部位時(shí)，流體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生 綜上所述，從根本上來(lái)說(shuō)，氣體減壓閥產(chǎn)生噪音都跟自身的設(shè)計(jì)和制造工藝有關(guān)。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：壓縮空氣減壓閥在萊鋼應(yīng)用