邵海燕，周小芳,2，王 娜

(1.济南大学机械工程学院，山东 济南 250022；2.东营宝丰汽车配件有限公司，山东 东营 257500)

0 引言

陶瓷球阀是20世纪70年代由日本开发的[1]。与金属球阀相比，陶瓷球阀具有耐高温、耐强腐蚀、耐冲蚀等优点，被广泛应用在煤化工行业。陶瓷球阀在使用过程中，噪声值可达90 dB以上。施工人员长期暴露在85～90 dB的环境中，耳聋的可能性在8%以上。陶瓷球阀管道系统振动及噪声产生的原因有很多，主要有以下3点[2]：①高压差流场引起的振动和噪声；②机械振动引起的噪声；③水锤现象引起的振动和噪声。其中，水锤现象引起的振动和噪声问题，可以通过“慢开、慢关”来解决。

1 噪声产生的原因

1.1 高压差流体特性分析

本文首先基于Fluent19.0对高压差引起的噪声进行流体特性分析。为了模拟实际工况、让介质充分流动，在建模时两端法兰分别连接长度为6倍和10倍DN的管道，抽取不同开度下流场计算模型。根据某企业黑水处理工况，仿真参数[3]设置为：进、出口压力分别为11 MPa和0.1 MPa，介质温度为211 ℃，动力粘度值为1.27×10-4kg·s/m2，固体颗粒直径为50 μm，固体和液体的密度分别为1 200 kg/m3和852 kg/m3，液体属于高压、中温介质流体[4]。饱和蒸气压指的是黑水处于相平衡时蒸汽所具有的压强，在211 ℃时的饱和蒸气压力为1.9 MPa。黑水在流动时，由于管道前后压差较大，极易发生闪蒸和气蚀现象。当出口压力低于211 ℃的饱和蒸气压力时，水发生汽化，介质中含有气泡和液态水，且气泡和液态水夹杂在一起向阀门内壁撞击。当出口压力大于饱和蒸气压力时，气泡破裂，导致通道内流体的流通能力下降，使阀内件、阀座、阀体及管道等振动[5]。……