[发明专利]多孔限流降噪孔板及其构成的限流降噪器

说明书

本发明提供了一种多孔限流降噪孔板以及由其构成的限流降噪器，多孔限流降噪孔板的构成，在孔板中心设有一限流孔，其余的限流孔呈一组同心圆环形排布，位于不同半径同心圆上的限流孔数量从内向外逐渐增加，位于同一个同心圆周上相邻限流孔的中心距相同，相邻同心圆的半径差从孔板中心至边缘呈等差数列排布。限流降噪器由管段和在管段内设置的至少一个多孔限流降噪孔板构成，管段的两端设置有连接法兰。本发明较常规的多孔限流降噪孔板，降噪能力有所提升且压力损失有明显的降低。

技术领域

本发明涉及减小管路介质压力与噪声技术领域，特别涉及限流孔板技术，具体涉及一种在大压降管路中需要同时降低压力和噪声的多孔限流降噪孔板以及由其构成的限流降噪器。

背景技术

流体在管路中流经截面突然缩小的多孔孔板，流体局部受阻，会导致板后流体压力降低，流速增加的现象。孔板前后存在一定的压差，对于一定的孔径，流经孔板的流量随着孔板前后压差的增大而增大，但当压差超过临界压差时流体流经孔板的缩孔处的流速达到音速，这时，无论压差如何增加，只要孔板上游压力一定，流经孔板的流量将维持在某一定值而不再增加，常利用限流孔板这一原理来限制流量和降低管路压力，加之其具备结构简单，易加工，制造成本低且安装方便等特点，在工业生产中被广泛应用。

当前常规多孔限流孔板普遍选用在圆形薄板上开设若干等径的限流孔，限流孔常采用环形、三角形、矩形阵列等多种均匀排布方式。对于常规多孔限流孔板，一方面流体流经多孔限流孔板后，流速产生突变，先骤增后又迅速降低至一稳定值，中心孔处流体受阻最小，流速最大，根据伯努利方程阐述的静压能和动能的关系得到板后孔板中心处静压能最小，使得流束整体向孔板中心汇聚，导致板后速度分布不均加剧；另一方面由于板后各股射流间隙中的回流区中存在大量涡旋，产生了较大的压力损失。压力和速度的大幅变化且分布不均以及大量涡旋的存在使得板后介质整体流动稳定性较差。

除此之外，常规多孔限流孔板还存在板后会产生高分贝噪声的缺陷。高分贝噪声主要是由于流体流经多孔孔板后在管道中形成受限性多股射流，射流自孔口出射后射流核心区与周围静止流体间形成不连续的速度波动，根据双股射流理论，流体流经多孔孔板后多股射流间形成会聚区，在会聚区内形成射流间回流区，各股射流与壁面之间产生近壁面回流区，在两种回流区内有大量涡旋存在，板后各个中心孔后高速射流区与两种回流区的速度差异大，在两个区域的交界处存在极大的流动剪切力，由此产生较强烈的流致噪声及管道振动，进而导致管路设备疲劳损坏以及环境噪声污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的多孔限流孔板存在的问题，提出了一种新型结构的多孔限流降噪孔板和由其构成的限流降噪器，以降低环境噪声污染和管道设备疲劳损坏。

本发明提供的多孔限流降噪孔板，其结构为：在孔板中心设有一限流孔，其余的限流孔呈一组同心圆环形排布，位于不同半径同心圆上的限流孔数量从内向外逐渐增加，位于同一个同心圆周上相邻限流孔的中心距相同，相邻同心圆的半径差从孔板中心至边缘呈等差数列排布，且满足以下方程：

r₁＝a

r_n+1-r_n＝a-nδ

d₀＜r_n-r_n-1

0.03＜d₀/D＜0.1

其中r_n表示从孔板中心至边缘第n个同心圆的半径，d₀为限流孔孔径，D为孔板直径，a、δ分别选定等差数列的首项和公差。