[发明专利]一种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及到声学及定位技术领域，特别涉及一种高参数减压阀噪声源位 置及噪声指向性的确定方法。

【背景技术】

减温减压装置是过程工业中调节蒸汽压力和温度的重要装置，对满足用户 用汽要求、实现余热余压回收利用、保护系统与设备安全有重要意义。高参数 减压阀是减温减压装置中的核心元件。随着国家重点工程的建设和发展，国内 的传统高参数减压阀已不能满足高参数(高温高压)、大流量变化范围、大减压 比等复杂工况下的压力调节、减震降噪等性能要求，而目前对高参数减压阀的 减压机理、内部流动特性、噪声发生机理以及结构优化的研究和自主设计较少， 导致目前高参数减压阀几乎被国外产品垄断。

高参数减压阀内气体湍流程度剧烈，噪声大，对操作人员健康和设备的正 常运行有严重影响。目前，多孔板主要用于降低管道及阀内流动噪声，其结构 简单，有一定降噪效果，现有技术中尚未有对高参数减压阀内噪声源进行定位 及噪声指向性分布的方法。基于此，本发明主要应用于一种高参数减压阀噪声 源位置及噪声指向性的确定。

作为检测声源位置的第一现有技术，2009年8月19日中国发明专利 CN101512374A公布了一种检测声源位置的检测装置，其特征是具有分析单元和 抽取单元，所述分析单元对从离开配置的多个麦克风分别输入的含有噪声的混 合声进行频率分析，输出频率信号；所述抽取单元，其生成多个包含在混合声 中的抽取声的声源候补位置，按照声源候补位置对对应于两个麦克风的频率信 号的时间轴进行调整以使从该声源候补位置到两个麦克风的混合声的时间差为 零，求出表示时间轴调整后的对应于两个麦克风的频率信号中两个麦克风间的 频率信号的差异程度的差分距离在阈值以下的频率信号，根据所求出的频率信 号中对应于两个麦克风的频率信号彼此的一致程度，从声源候补位置中抽取抽 取声的声源位置。

作为检测噪声源位置的第二现有技术，2013年6月26日中国发明专利 CN103176163A在现有的单个水听器测量舰船辐射噪声的平台上，根据测量时舰 船与测量水听器之间相对运动产生的多普勒效应，利用高阶模糊函数方法，得 到多普勒信号的瞬时相位和时变幅度，然后使用加权非线性最小二乘法估计出 多普勒信号的参数，结合参考声源，实现了舰船低频线谱噪声源的定位。

但是，检测声源位置的第一现有技术主要涉及车载用的声源位置检测装置， 第二现有技术主要涉及信号处理和水声测量等领域，这两项技术均与高参数减 压阀领域差别较大。现有的噪声定位技术不多，特别涉及到高参数减压阀内的 噪声源定位技术更为稀少。

【发明内容】

本发明针对现有高参数减压阀内气体湍流程度剧烈、噪声大的问题，提出 了一种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定方法，能够准确有效的找 到噪声源，为针对性地降低噪声提供可靠依据。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定方法，包括如下步骤：

(1)利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型；

(2)通过基本控制方程或大涡模拟湍流模型方程分别求解无孔板高参数减 压阀和有孔板高参数减压阀的流场分布；

(3)通过稳态流场计算，分别分析两个模型的流场分布，对比分析两个模 型湍流强度和马赫数沿流线的变化趋势，得到两个模型对称面上声功率级分布 图；

(4)进行稳态分析，定位出两个模型的噪声源位置；

(5)在高参数减压阀出口下游处布置声压监测点以确定噪声指向性；

(6)通过各监测点声压数据得到总声压级，得到两个模型的噪声指向性分 布图。

作为优选，所述步骤(1)中利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流 动数值模型，适用于复杂工况下的高参数减压阀。

作为优选，通过对可压缩流动数值模型的计算，观察高参数减压阀内流体 的压力、速度分布和流量值；根据边界条件，求解连续性方程、动量方程、能 量方程、湍流动能方程和理想可压缩气体方程控制方程，得到高参数减压阀内 可压缩流动。

作为优选，所述步骤(3)中分别分析两个模型的流场分布，得出无孔板高 参数减压阀和有孔板高参数减压阀沿不同截面的速度分布规律。