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1、2010年第2期阀门—17—文章编号:100225855(2010)0220017203高压消声降噪球阀研究李金铮(河北宏业永泰流体机械股份有限公司,河北泊头062150)摘要针对流体流经球阀时的具体工况,研究产生噪声和振动的声学原理,对球阀的结构提出改进,有效降低高压球阀启闭时的噪声和振动。关键词高压球阀;消声降噪;格栅中图分类号:TH134文献标识码:AResearchonballvalveofhighpressurenoiseeliminationLIJin2zheng(HebeiHongyeyongtaifluidmachineryCo.Ltd,
2、Botou062150,China)Abstract:Aimedattheconcreteconditionswhethefluidflowthroughballvalve,theprincipleofa2cousticswhichcausednoiseandvibrationisresearched,improvingstructureofballvalveisproposed,noiseandvibrationcausedbyhighpressureballvalvewhenopeningorclosingarereduced,thetechnol2
3、ogyofdomestichighpressureballvalveisadvanced.Keywords:highpressureballvalve;noiseelimination;grizzlyscreen1概述球阀是藉助手柄或相关驱动装置在阀杆上端施〔2〕加一定的转矩使球体转动90°便完成全开或全关球阀是以球体作为关闭件,用球体绕阀体中心动作。球阀在开启或关闭瞬间,球体随阀杆转动,其线作旋转来达到开启、关闭的目的。球阀主要由阀开度是一个逐渐扩大或缩小的过程,因而球阀在启体、阀盖、阀座、球体、阀杆和手柄(或其他驱动装闭瞬间阀体通道是一个收缩截面(图
4、1)。球阀在启置)组成。具有流体阻力小、开关迅速方便、密封性闭过程当中,随着开度的扩大或缩小,使流体流经阀好、寿命长、可靠性高及阀体内通道平整光滑等优门时在其两侧产生一定的压差,且压差的大小随着点,适用于输送粘性流体、浆液以及固体颗粒,在航开度的变化而变化。基于能量守恒,当流体接近阀天、石油化工、长输管线、轻工食品和建筑等许多方面得到了广泛的应用〔1〕。近年来随着科学技术的门时,为使流体通过阀门,流体速度增加,反之,相应迅猛发展,且由于球阀优异的性能,球阀逐渐向高产生压力下降,压力和速度成反向关系,由伯努利方〔3〕压、高温和大口径等高参数的方向发展。当球
5、阀在程可表示为22高压场合下使用时,在启闭瞬间出现了高噪声和强ρV1ρVvc+P1=+Pvc(1)22振动等问题。本文对高参数条件下球阀的启闭过程3式中ρ———介质密度,kg/m进行深入的研究和理论分析,分析出高压流体通过球阀时,球阀在启闭瞬间产生噪声和振动的主要原V1———上游速度,m/s因,并结合国内外对其的研究,提出降低噪声水平和Vvc———收缩断面速度,m/s振动强度的方法。P1———上游压力,MPaPvc———收缩断面压力,MPa2噪声和振动原因分析211噪声和振动原因作者简介:李金铮(1974-),助理工程师,从事阀门设计、制造和管理工作。©
6、1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net—18—阀门2010年第2期产生很大的压力差,而大的压力差给流体带来了很高的流速,当流体以高的速度通过阀门时,使流体产生湍流、闪蒸和气穴等问题。在液体操作过程当中,当高压流体以湍流形式通过阀门时,由于受到阀瓣、阀板或其他闭合元件等阻碍物的影响便会产生压力波动,从而使阀门产生振动。当流体高速通过收缩断面的狭窄区域,流体压力下降到低于液体蒸汽压力时,便会使流体产生气穴,这就导致
7、了气泡的产生。当物流继续通过收缩断面,流动面积膨胀时,流体流速下降,物流压力图1球阀内流体流动简化模型通过变换可得速度与压力差的关系为开始回升,压力恢复到高于蒸汽压力时,导致气泡内向爆炸。当气泡接近阀门表面时,内爆之力直接指22Vvc=V1+ρ(P1-P2)(2)向阀壁表面,对阀门及下游管线造成极强的冲击,使式中P2———下游压力,MPa阀体及管线产生振动。当振动强度过度时,也会产〔5〕由式(2)可知,在球阀上游流体速度一定的情生噪声。在气体操作过程当中,流体通过收缩断况下,速度随着压差的增大而增大,最高流速和最低面后使其速度极大的提高,甚至可能达到声速
8、。当气体流速低于声速时,湍流会产生噪声,若高于声速压力发生在最狭窄缩颈处的下游,
