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減壓閥如何降噪
點(diǎn)擊次數(shù)：375 發(fā)布時(shí)間：2015-6-5
在實(shí)踐中，200X-16P減壓閥噪聲控制的合理范圍一直是人們關(guān)注的問題，參照有關(guān)部門的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、勞動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)以及減壓閥的制造標(biāo)準(zhǔn)，減壓閥的允許噪聲zui高值不得超過115 dB。
200X-16P減壓閥是通過啟閉件的節(jié)流，將進(jìn)口壓力降至某一個(gè)需要的出口壓力，并能在進(jìn)口壓力及流量變動(dòng)時(shí)，利用本身介質(zhì)能量保持出口壓力基本不變的調(diào)節(jié)閥。流體流經(jīng)減壓閥時(shí)，會(huì)產(chǎn)生壓力損失，即能量損失，這部分損失的能量是造成振動(dòng)和噪聲的根源，減壓閥在工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲是不可避免的現(xiàn)象。若減壓閥的工作噪聲過高，則不僅會(huì)影響操作者的身體健康，而且還會(huì)威脅到整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的安全運(yùn)行，這種噪聲已被列為公害之一。
減壓閥的噪聲源大體上可以分為壓閥的零部件由于機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲，流體動(dòng)力學(xué)噪聲，空氣動(dòng)力學(xué)噪聲這三種，下面就為您一一介紹。
1、機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲
200X-16P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：
?、?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。
?、?高頻振動(dòng)，其頻率約為1 000～8 000 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)速度無關(guān)，且這種振動(dòng)噪聲事先無法預(yù)測。
減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，改變減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。
2、流體動(dòng)力學(xué)噪聲
流體動(dòng)力學(xué)噪聲是由流體通過減壓閥的減壓口之后的紊流及渦流所產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的過程可以分為兩個(gè)階段：
① 紊流噪聲，即由紊流流體和減壓閥或管路內(nèi)表面相互作用而產(chǎn)生的噪聲，其頻率和噪聲級(jí)都比較低，一般并不構(gòu)成噪聲問題。
② 汽蝕噪聲，即減壓閥在減壓過程中，當(dāng)流體流速達(dá)到一定值時(shí)，流體(液體)就開始汽化，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，這個(gè)沖擊壓力可達(dá)196 MPa，但是稍離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個(gè)沖擊波是造成減壓閥汽蝕和噪聲的一個(gè)主要因素，其噪聲級(jí)可以達(dá)到100 dB以上。
① 紊流噪聲，即由紊流流體和減壓閥或管路內(nèi)表面相互作用而產(chǎn)生的噪聲，其頻率和噪聲級(jí)都比較低，一般并不構(gòu)成噪聲問題。
② 汽蝕噪聲，即減壓閥在減壓過程中，當(dāng)流體流速達(dá)到一定值時(shí)，流體(液體)就開始汽化，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，這個(gè)沖擊壓力可達(dá)196 MPa，但是稍離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個(gè)沖擊波是造成減壓閥汽蝕和噪聲的一個(gè)主要因素，其噪聲級(jí)可以達(dá)到100 dB以上。
3、空氣動(dòng)力學(xué)噪聲
當(dāng)蒸汽等可壓縮性流體通過200X-16P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)生的噪聲稱為空氣動(dòng)力學(xué)噪聲。這種噪聲是一種在減壓閥噪聲中占大多數(shù)而且處理起來zui為麻煩的噪聲。該噪聲的頻率約為1 000～8 000 Hz，但它一般沒有特別陡尖的峰值頻率。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?？諝鈩?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。
從以上分析可以看出，要想降低噪聲，就必須盡量增大R值，從而使200X-16P減壓閥減壓時(shí)消耗的內(nèi)能盡可能多地轉(zhuǎn)化為熱能而不是機(jī)械能和聲能。然而，對(duì)大口徑大流量提升式減壓閥來說，其減壓孔的長度和粗糙度不可能太大。經(jīng)過多年探索，筆者運(yùn)用螺紋孔具有更大阻力并能產(chǎn)生渦流的原理，把減壓孔設(shè)計(jì)成螺紋孔的形式。一方面，通過改變流體的流動(dòng)方向并減小介質(zhì)的噴射速度，讓介質(zhì)從閥體內(nèi)四周經(jīng)過螺紋孔后在套筒內(nèi)混合，形成渦流而產(chǎn)生熱能；另一方面，螺紋孔的孔徑大小和兩個(gè)螺紋孔間的距離也是影響降噪效果的兩個(gè)重要因素，螺紋孔的孔徑太大，不僅減壓效果不理想，而且降噪效果差；螺紋孔太小又易被堵塞。螺紋孔間的距離太大，將在射流束之間產(chǎn)生干擾作用之前產(chǎn)生激波；而螺紋孔間距太小，兩個(gè)相鄰的射流將成為一個(gè)大射流，并在相互干擾作用之后產(chǎn)生激波。所以，必須恰當(dāng)設(shè)計(jì)螺紋孔的孔徑和間距。螺紋孔的孔徑在M4～M8之間，兩螺紋孔的間距在0.77～0.80倍的螺紋孔孔徑時(shí)所產(chǎn)生的降噪效果比較理想。現(xiàn)在，這種結(jié)構(gòu)的減壓閥在國內(nèi)幾個(gè)大型化工企業(yè)使用的效果非常好。