一、閥門的噪音源
什么是閥門的噪音源?基本上有三個噪音源機械振動、氣蝕和空氣動力。機械振動和氣蝕的噪音一般都是在100分貝(A)以下,只有少數(shù)例外??諝鈩恿υ胍艨梢允侨魏蔚穆晧杭?,而在大多數(shù)情況下都是超過100分貝(A)。
機械振動是由湍流、壓力振蕩或由于速度和(或)大的流量所產(chǎn)生的不穩(wěn)定的流動力量所引起魄。一般認(rèn)為,機械振動是不可預(yù)測的。其噪音級是低的,而且很少超過90分貝(A),頻率在50—1500赫芝范(A)內(nèi)。具有超過這個頻率范圍的機械振動是由于閥門內(nèi)部激發(fā)的固有諧振所引起的。這種類型的噪音可能是90分貝(A)和更高的范國’其頻率高達7000赫芝。這種噪音具有單音調(diào)的特征,與寬頻帶或“白嗓音”比較起來通常被認(rèn)為是討厭的聲音,這種噪音在某種程度上可以作為較低音級的噪音來看待,但是,從長遠考慮,這種噪音還是要消除的,因為它會損壞閥門。通過改變?nèi)π拘问降霓k法,這種噪音往往是可以消除的。改變質(zhì)量和彈性剛度可以改變諧振頻率,使之超出諧振的激發(fā)范圍。在許多情況下,機械的抑制方法例如套筒或?qū)U導(dǎo)向也可以做到這一點。目前在這方面的工作表明,將有可能檢驗一個閥門的機械結(jié)構(gòu),在聲學(xué)上預(yù)測產(chǎn)生的振動問題和創(chuàng)造改正的設(shè)計。
氣蝕嗓音是氣蝕嚴(yán)重程度的函數(shù),它隨著壓力降和流量的增加而增加,達到某種最大程度,然后降低到較低量級。這種降低是由于下游壓力恢復(fù)到接近流體蒸氣壓力而導(dǎo)致減少氣泡的破裂或氣蝕的這種變化所引起釣。于是,所產(chǎn)生的噪音類似于純閃蒸液體的噪音。在氣蝕噪音預(yù)測方面正在做大量的工作,盡管這些工作還是很膚淺的和不完整的。
但是,得到很多可利用的資料,其中大多數(shù)都是用于純水的,問題是用什么辦法能夠很好地把它們推廣到預(yù)測其它液體均—蕾—哺嗍公式中去。雖然如此,你可以得到一個合理的預(yù)測潛在噪音的方法。最大的氣蝕噪音一般是100分貝(A)在右。通過適當(dāng)選擇隔音材料可以處理這種噪音,因為這種噪音高度集中。盡管如此,有關(guān)的機械結(jié)構(gòu)損傷不可忽視,那么最好的辦法減少或者消除噪音有許多現(xiàn)成的方法和許多可利用的具有不同程度效率和適用性的閥門結(jié)構(gòu)都可以做到這一點。其中有哈梅爾一達爾的“閃蒸流式”、費希爾控制公司的“防氣蝕閥內(nèi)件I和Ⅲ”、亞威公司的“渦輪級聯(lián)式”,科普公司及梅索尼蘭公司的階梯式閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)、瓦爾特克的“龍齒式”和控制部件公司的“自阻尼式”等種結(jié)構(gòu)形式可以供利用。
空氣動力嗓音是最常見的和最嚴(yán)重的噪音源。其機理是復(fù)雜的,但是,這種噪音基本上是由于湍流流體和在混合區(qū)域內(nèi)的層流流體的相互作用或者由于高速和(或)氣體質(zhì)量流率的沖擊波所引起的。空氣動力噪音的出現(xiàn)和近似的大小可以預(yù)測b各制造廠都已研究出自己“內(nèi)部的”預(yù)測方法,雖然需要增加大量的附加工作量,但是他們正在按照各種工業(yè)的情況分組進行這些工作。這種研究必將導(dǎo)致更好地了解這種噪音的產(chǎn)生機理和大大改進任何設(shè)備布置的噪音預(yù)測方法。
當(dāng)然,1.0馬赫速度或聲速時,準(zhǔn)保有噪音,而低到0.4馬赫和處理大的質(zhì)量流量時,較低的壓降下也可能產(chǎn)生高的嗓音級。見圖49。
比較種種噪音源是有意義的。有代表性的空氣終端噴射噪音大約是117一120分貝(A)。一場熱鬧的音樂演奏大約是110分貝(A),但是,石頭在滾動中的碰撞聲高達126分貝(A)。控制閥在某種高壓放空情況下可以達到140—150分貝(A)左右。
二、空氣動力噪音的考慮
閥門的機械振動和氣蝕產(chǎn)生的噪音還是比較容易處理的,因此,我們著重討論空氣動力嗓音的實際問題。因為只有了解問題的嚴(yán)重程度,才能訂出解決辦法,因此,首要任務(wù)是確定問題的嚴(yán)重程度。正如前面所述,各個閥門制造廠都已研究出許多預(yù)測噪音的方法以及某些沒有發(fā)表的工業(yè)用戶自己的預(yù)測方法。所有這些方法都反映出目前的技術(shù)水平,但并非在任何情況下都是準(zhǔn)確的。至少有三個公司提供了一種以他們內(nèi)部的方法為基礎(chǔ)的計算機程序。顯然,由計算機提供的答案是以他們公司的特定產(chǎn)品系列為基礎(chǔ)的。然而,特別是對于那些缺少經(jīng)驗的用戶來說是有幫助的。你自己篩選分類至少有兩個好處。你可以學(xué)到許多東西,更深入了解噪音問題,而且可以不管制造廠,自己可以從各種解決方法中進行選擇。
有一種快速的經(jīng)驗法則,可以作為篩選的方法。開頭用簡單的公式P1Cv=X,式中P1是上游的絕對壓力,而Cv是閥門最大的流通能力;如果X超過500而又小于1000,那么,噪音也許不會超過90分貝(A)。如果X超過1000,那么這個噪音可能是90分貝(A)和90分貝(A)以上。明確的計算是需要的,以便確定這個問題的大小。此外,還可以利用兩組分類法—90到100分貝(A)和100分貝(A)以上。90到100分貝(A)一組可以用簡單的方法估算。聲源處理可能是最好的工程辦法,但是,聲路處理對于減少I0一15分貝(A)的要求來說是最為經(jīng)濟的。