[发明专利]一种管道阀门降噪模型设计构建方法

说明书

本发明公开了一种管道阀门降噪模型设计构建方法。建立阀门模型和初始降噪模型，进行流体域的抽取获得流道模型；对流道模型进行网格划分，并划分成多套具有不同网格数量的流道网格模型；将流道网格模型计算模型中流道的流量系数和阻力系数，进行两套流道网格模型的流量系数和阻力系数结果进行比较，保留获得仅一套流道网格模型；进行数值模拟计算，将流道网格模型进行数值模拟计算，进行流场分析，分别截取总压云图和速度云图，分析后对初始降噪模型进行调整获得降噪模型。本发明方法能大大减少人力物力，较小废料的产生，在工程上具有实际意义。

技术领域

本发明属于阀门技术领域的一种阀内结构模型设计构建方法，尤其是涉及了一种管道阀门降噪模型设计构建方法。

背景技术

阀门噪声是噪声控制工程中经常遇到的一个严重问题，特别在大型管道阀门附近，会产生较大的噪声，这严重地污染了周围的环境。自六十年代以来，对降低阀门噪声的方法已引起世界各国的普遍重视。研究在阀门输送液体和气体中产生噪声的原因时，发现炼油装置的调节阀在噪声方面仅次于压缩机和鼓风机，居第三位。而且在许多工厂已成为主要的危害之一。这种噪声严重影响工人及工厂邻近居民的身体健康，在高噪声阀门附近操作是不允许的。因为它引起的暂时症状是头晕、头痛和耳聋，长期下去，会永久伤害听力，甚至在一定距离内能极度损伤神经和气质，危及人身安全。

欧洲各国和美国、日本等国已制订了噪声度标准，规定工业生产中允许噪声度，国际标准化组织也提出了噪声度建议标准。近年来，国外对阀门噪声进行了专门研究、测试和分析，设计了低噪声阀门，提出了防止措施。

在我国，对阀门噪声问题也引起重视并提出许多降噪方法。但大多阀门降噪设计方法，都是通过实验完成。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明要解决的问题是一种管道阀门降噪模型设计构建方法，通过在阀后加降噪结构进行降噪，并且通过数值模拟后进行流场分析，进而调整降噪结构。

如图1所示，本发明采用以下技术方案：

本发明中，液体流经管道时，由于湍流和摩擦激发的压强扰动就会产生噪声。尤其流经节流或降压阀门、截面突变的管道时，湍流与这些阻碍流体通过的部分相互作用产生涡流噪声，若管路设计不当还可以产生空化噪声。当管道内流体流速足够时，若阀门部分关闭，则在阀门人口处形成大面积扼流，在扼流区域液体流速提高而内部静压降低，当流速大于或等于介质的临界速度时，静压低于或等于介质的蒸发压力，则在流体中形成气泡。气泡随液体流动，在阀门扼流区下游流速逐渐降低，静压升高，气泡相继被挤破，引起流体中无规则的压力波动，产生的噪声。噪声顺流而下可沿管道传播很远。本发明为降低阀门噪音，采用在阀后加降噪结构，采用特殊的降噪模型设计构建方法能够逐级降低流速和阀后压力，从而达到降噪的目的。

本发明的有益效果是：

本发明方法通过数值模拟方式采用特殊设计的方法进行降噪装置的分析和结构调整与通过实验方法改进降噪装置相比。本发明对整个流道进行数值模拟，得到流道内部的流动情况，为降噪装置的设计提供了依据；它可以通过计算机直接计算，得到整个流道的噪声值，可对降噪装置的降噪效果进行评估，可减少环境噪声对噪声值的影响。用数值模拟的方法对降噪装置分析和结构调整，认识更为深刻、更为细致，不仅可以了解问题的结果，还可以了解其整体与局部的压力和速度分布情况。

本发明可大大减少人力物力，较小废料的产生，在工程上具有实际意义。

附图说明

图1是本次计算的流程图；

图2是阀门模型图；

图3是初始降噪模型图；

图4是整体管道图；

图5是流道模型图；

图6是流道网格模型图；

图7是改进降噪模型前的总压云图；