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离心泵水动力噪声计算方法研究

2012-09-22孙玉东

船舶力学 2012年4期

何 涛,钟 荣,孙玉东

(中国船舶科学研究中心,江苏 无锡 214082)

1 引 言

泵内流动诱发的噪声在管内流体介质中传播,可通过通海口直接向艇外辐射。为降低管路系统引起的辐射噪声,需要对泵进行低噪声设计。低噪声泵改型设计的前提,就是要通过理论或试验方法建立泵结构参数和工况参数与其振动噪声特性的联系。然而,试验方法需要进行大量的模型试验以总结规律,代价大且研究周期长。因此,为了进行低噪声泵的优化设计,必须发展相关的计算方法。

由于泵体结构和水动力噪声机理十分复杂,建立全三维泵水动力噪声的数值计算方法较为困难。国外学者结合理论与试验方法,探索了半经验的工程估算方法。Simpson等[1]基于势流理论推导了离心泵的轴频、叶频离散噪声和宽带涡流噪声辐射公式。结合实验拟合参数,提出了离心泵总噪声级的简单经验公式。Parrondo等[2-3]假设蜗壳内声源包括蜗舌处声源和叶轮各流场出口处声源。其中,涡舌处假设存在单个或者多个叶频点声源;叶轮各流场出口处声源考虑了叶轮流道出口射流尾流的影响。此外,建立了泵内流道声传播计算模型,建立了泵出口辐射噪声的计算方法。Argarin等[4]认为泵内水动力宽带噪声是由湍流脉动压力引起,通过相似理论联系叶轮结构参数和水动力性能,通过量纲分析建立了泵的水动力宽带噪声的经验公式。文献[1-4]建立的工程估算方法得到了试验结果较好的验证。然而,这些方法皆基于试验,通过数据回归得到经验公式中的参数,并且能够考虑的结构因素较少,难以指导泵的低噪声设计。……

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