機械減壓閥產生噪聲的原因

                     機械減壓閥產生噪聲的原因

                      上海申弘閥門有限公司

機械減壓閥產生噪聲的原因
    減壓閥產生噪聲的類型有三種：即機械振蕩嗓聲、液體動力噪聲和氣體動力噪聲。在降壓過程中，消耗的流體介質內能轉化為熱能、機械能以及產生噪音的聲能氣體減壓閥產生的噪音減壓閥的零部件在流體流動時會產生機械振動，機械振動又可分為兩種形式低頻振動。這種振動是由介質的射流和脈動造成的，其產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零件的剛性不足等。要降低噪聲，首先就要把減壓過程中的能量盡量多地轉化為熱能。
 空氣動力學噪聲當蒸汽等可壓縮性流體通過減壓閥內的減壓部位時，流體的機械能轉換為聲能而產生的噪音稱為空氣動力學噪音。這種噪音是一種在減壓閥噪音中占大多數而且處理起來為麻煩的噪音。這種噪聲產生的原因分為兩種情況，一是由于流體紊流所產生，二是由于流體達到臨界流速引起的激波而產生的。空氣動力學噪聲不能*被消除，因為減壓閥在減壓時引起流體紊流是不可避免的。
 
氣體減壓閥高頻振動這種振動在閥的自然頻率和介質流動所造成的激勵頻率一致時，將引起共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內產生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機械振動噪音與介質流動速度無關，多是由于減壓閥自身設計不合理產生。減小機械振動噪聲的措施是，合理地設計減壓閥襯套和閥桿的間隙、機械加工精度、閥的自然頻率以及活動零件的剛性，正確地選用材料等。

5.2.1機械減壓閥產生噪聲的原因機械振蕩噪聲
   上海申弘閥門有限公司生產機械式減壓閥有的氣體減壓閥，水減壓閥， 機械振蕩噪聲是流體在閥體內部的不規則沖擊和壓力波動引起控制閥內的可動部件機械振動而發出的噪聲。例如，閥芯與閥座之間的碰撞。閥桿導向塊與導向面的橫向運動：其振動頻率一般小于l 500 Hz．噪聲的幅值與碰撞的能量、振動體的質量有關。
    當引起控制閥內件在其固有頻率（約3 000 Hz～7 000 Hz）下諧振時，不僅產生很大機械噪聲．還會造成很大的機械應力，使設備振動而疲勞損壞。減壓閥的零部件在流體流動時的激勵作用下會產生機械振動，機械振動可分為兩種形式：1.低頻振動，其頻率約為50～500 Hz，其聲壓級約為90 dB。這種振動是由介質的射流和脈動造成的，其產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零件的剛性不足等。2.高頻振動，其頻率約為1000～8000 Hz，其聲壓級在90 dB以上。這種振動在閥的自然頻率和介質流動所造成的激勵頻率一致時，將引起某種共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內產生的，而且一旦條件稍有變化，其噪聲變化就很大。這種機械振動噪聲與介質流動速度無關，且這種振動噪聲事先無法預測。
    減小機械振動噪聲的措施是，改變燃氣減壓閥閥腔形狀和減壓面積的形狀，合理地設計襯套和閥桿的間隙、機械加工精度、閥的自然頻率以及活動零件的剛性，正確地選用材料等。
    機械噪聲中有一種由于相互作用的兩個表面發生相對運動造成摩擦的干摩擦聲。由于運動表面的微小凸起體會相互嵌入和發生分子的凝聚，造成表面的黏附。導致表面發熱和磨損．干磨擦聲是一種高頻噪聲，它和表面運動速度、表面粗糙度、潤滑情況有關。
    機械噪聲目前沒有預估的方法，通常，這類噪聲直接用儀表在現場測定．可通過閥芯、閥座和其他運動零件的結構設計，減少可動零件的質量來減小機械噪聲．


5.2.2液體動力噪聲
    液體動力噪聲是流體流經控制閥時由紊流、空化和閃蒸等作用產生的噪聲；液體流經控制閥時，產生節流作用，如圖5-1所示。由于在節流孔處流通面積縮小，流速升高．壓力下降，容易發生阻塞流現象，產生閃蒸和空化，氣泡的爆裂產生的噪聲稱為液體動力噪聲，它是由于節流斷面處流體的突然膨脹造成流體不穩定流動，它不僅產生噪聲．還會對閥芯和閥座等閥內件造成嚴重的沖刷和空化，使控制閥損壞，其噪聲頻率約15 Hz-10 000 Hz。
    這類噪聲的特點是隨著氣蝕開始，這類噪聲會隨氣泡的增加而增強，當控制閥兩端的壓差達到*汽蝕的壓差時．噪聲反而減小。因此．降圖5-1各種節流形式低這類噪聲的方法是使控制閥兩端的壓降小于開始空化的壓降。不同類型控制閥．開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型來防止這類噪聲的發生。
    在選擇控制閥時，為避免產生液體動力噪聲．關鍵在于找到開始產生空化作用時的控制閥壓降△戶。，確保控制閥的壓降小于△p。，為此．引入一個起使空他系數K．的概念 K．的數值由實驗得到F．和K。的關系。


5.2.3氣體動力噪聲
它也可以根據液體的壓力恢復系數F。來確定，圖j一2示出了大多數控制閥噪聲是氣體動力噪聲，當氣體或蒸汽流過控制閥的節流孔時，氣體的流速達到或超過聲速，形成沖擊波、噴射流和漩渦流，這些雜亂的氣體流動的能量在節流孔下游轉換為熱能．并產生氣體動力噪聲。這類噪聲的特點是一旦產生這類噪聲，它會沿管道向下游傳播。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，并減小這類噪聲。降低氣體動力噪聲的措施可采用限制氣    圖5-2  FL和j（。的關系國體或蒸汽的流速。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時氣動調節閥會產生機械振動，機械振動又可分為兩種形式：
1、低頻振動。這種振動是由介質的射流和脈動造成的，其產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零件的剛性不足等。
2、 高頻振動。這種振動在閥的自然頻率和介質流動所造成的激勵頻率一致時，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產生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機械振動噪音與介質流動速度無關，多是由于氣體減壓閥自身設計不合理產生。 減小機械振動噪聲的措施是，合理地設計氣體減壓閥襯套和閥桿的間隙、機械加工精度、閥的自然頻率以及活動零件的剛性，正確地選用材料等。
二、流體動力學噪音
流體動力學噪音是由流體通過組合式減壓閥的減壓口之后的紊流及渦流所產生的，其產生的過程可以分為兩個階段：
1、電動執行器紊流噪音，即由紊流流體和氣體減壓閥或管路內表面相互作用而產生的噪音，其頻率和噪音級都比較低，一般并不構成噪音問題。
2、汽蝕噪音，即氣體減壓閥在減壓過程中，當流體流速達到一定值時，流體(液體)就開始汽化，當液體中的氣泡所受到的壓力達到一定值時，就會爆炸。氣泡在爆炸時，要在局部產生很高的壓力和沖擊波，自力式調節閥這個沖擊瞬間壓力可達196MPa，但是遠離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個沖擊波是造成氣體減壓閥汽蝕和噪音的一個主要因素。 減小機械振動噪聲的措施是在設計氣體減壓閥時，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,因為氣體減壓閥的實際減壓值達到Δp初始值時，液體就開始產生汽蝕，而且噪聲將急劇增大。自力式控制閥此外，還要注意相對于閥瓣的流體介質的流動方向。


三、空氣動力學噪聲
當蒸汽等可壓縮性流體通過氣體減壓閥內的減壓部位時，流體的機械能轉換為聲能而產生 綜上所述，從根本上來說，氣體減壓閥產生噪音都跟自身的設計和制造工藝有關。與本產品相關論文：壓縮空氣減壓閥在萊鋼應用