三喷头蒸汽水下喷注噪声试验探究

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1、三喷头蒸汽水下喷注噪声试验探究摘要：蒸汽在过冷水下喷注过程中，由于汽泡溃灭及喷注射流扰动会产生强烈的噪声•通过试验研究了不同结构的三喷头蒸汽水下喷注在不同的水温及蒸汽流量下的噪声规律•试验结果表明：三喷头喷注A声压级噪声主要受水温、蒸汽流量及喷头结构的影响，其中水温对喷注噪声的影响最大；喷注噪声随着蒸汽流量的增加而增大；在试验范围内，减小喷头的孔径或相对孔间距，可以减小喷注噪声.关键词：蒸汽喷注；噪声；试验；三喷头中图分类号：TB53文献标志码：AExperimentalstudyonunderwaternoisefromsteamjetwithtripleejectorsYUANJian

2、,YUANYichao,HEAini,YUANLifen,WUKaiqi(SchoolofEnergyandPowerEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)Abstract：Intensenoiseisarousedbystearnbubblecollapsingandperturbationofstearnjetflowduringstearnejectionundersubcooledwater.Inthispaper，experimentsweredonetoresea

3、rchthevariationofunderwaternoisecausedbysteamjetswithdifferentstructuresoftripleejectorandunderdifferentwatertemperaturesanddifferentsteamfluxes・TheresultsshowedthattheAweightedsoundpressureofunderwaterjetnoiseismainlyaffectedbythewatertemperature,steamfluxandejectorstructure,amongwhichthewatertem

4、peratureisthemaininfluencingfactor.Jetnoiseisincreasedasthesteamflowisadded.Undertheexperimentconditions,jetnoiseisreducedwhenthediameterortherelativepitchoftheejectornozzlesisdecreased・Keywords：steamjet；noise；experiment；tripleejector利用蒸汽直接加热给水的加热方式广泛应用于除氧器、给水加热器、蓄热器等动力设备中•蒸汽在水下喷注加热液体的过程中会产生较强的噪声和

5、振动，对设备、环境等产生不良影响•一体化除氧器运行过程中，蒸汽经水下再沸腾装置射入水空间时，如果再沸腾装置在喷头结构及布置等方面设计不当，则会产生强烈的噪声并引起除氧器振动，对除氧器安全运行及运行环境造成严重影响.因此，研究蒸汽水下喷注噪声规律，并利用噪声本身的变化规律来控制噪声以减轻噪声带来的危害是非常有意义的.1研究现状上世纪50年代，Lighthill运用声学类比的方法推导出著名的V8定律［1］.该定律成为研究湍流喷注噪声的重要基础•此后，各国学者在广泛的范围内，从低压到高压阻塞喷注、从亚音速到超音速、从以冷空气为喷注媒质到任何气体在不同温度下的喷注，对在空气中的气体喷注噪声的机理进

6、行了大量研究，基本掌握了气体喷注噪声的辐射规律［2］.马大猷等［3-5］对小孔喷注噪声、高压阻塞喷注的湍流噪声、脉动喷注噪声与稳态喷注噪声的关系等方面进行了研究，并根据研究成果开发出了小孔消声器.1990年代中期，马宪国等［6-8］对蒸汽和汽液两相流的水下喷注噪声进行了实验研究，定性分析了影响蒸汽水下喷注噪声的各种因素，发现水的过冷度对喷注噪声影响最为显著，实验成果为喷注噪声的进一步研究奠定了基础•何爱妮等［9］采用不同结构的喷头，在不同的水温和蒸汽流量下进行单喷头试验研究，研究结果表明，蒸汽水下喷注A声压级噪声主要受水温和蒸汽流量的影响，且水温为主要因素.截至目前，对蒸汽水下喷注噪声所作

7、的研究较少，已有的试验结果由于蒸汽流量范围较小、局限于单个喷头进行试验等原因，在工程应用上不能得到普遍适用•因此，有必要对蒸汽水下喷注噪声作更深入的研究.2喷注噪声影响因素分析流体声学中主要声辐射源类型包括：①进入到流体中的非平稳质量流引起的脉动体积声源；②施加在刚性界面上的非平稳力作用下的脉动力声源；③与流体动力运动本身有关的分量（对于液体，主要是与湍流运动有关的湍流声源）.因此，广义的Lighthill方程式的左边是