天然气集输站场流噪声研究

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1、图书分类号：：学校代码领±僮饊竟论文题天然气集输站场流噪声研究研究生姓名颜士逵导师姓名刘恩斌（副教授）李长俊（教授）学科专业流体力学研究方向多相流流体力学二〇一五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研

2、究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（请在以上相应括号内打“”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月？曰《月《曰西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研究生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：災伯年月摘要

3、天然气集输站场在调压计量、分输时，由于管内介质流动状态产生变化，涡流扰动随之形成，伴随着与管道壁面之间的摩擦，最终产生了流体动力性噪声，即流噪声。天然气集输站场的流噪声主要来源于钢质弯管、三通等部件以及汇管、调压阀、过滤分离器等设备。针对天然气集输站场流噪声超标问题，以大涡模拟与声比拟理论相结合的理论分析方法，开展站场不同弯头及汇管流噪声的形成机理与影响因素分析。引入小孔消声技术，建立相应的分析模型，结合流噪声计算结果，分析小孔消声器的有效性和适应性，并提出合理、有效的天然气集输站场流噪声防控措施，具体内容如下：基于大涡模拟与声比拟理论相结合的天然气集输站场流噪声研究。

4、通过对站场弯头、汇管流噪声的模拟分析，及其影响因素的讨论，验证了与声比拟理论相结合的分析方法在天然气集输站场流噪声研究方面的有效性。针对天然气集输站场常用弯头和汇管的流噪声问题，建立弯头、汇管流噪声计算模型，利用软件进行计算，分析流噪声声压级分布规律。计算分析结果表明：站场弯头内流噪声声压级最高为、汇管内流噪声声压级高达，均超出了国家规定的环境噪声等级（弯头、汇管流噪声声压级所对应的频率分布范围较宽，各个频率都存在一定的声波能量，是一种宽频噪声。根据弯头流噪声声压级分布情况，建立不同结构的弯头模型，基于声场分析软件，对不同工况条件下的声压级变化进行研究。研究表明：弯头流

5、噪声的发声机理主要是弯头处二次流以及涡流的作用，而随着弯头角度的减小或弯曲半径的增大，急变流的影响逐渐减小，能够有效控制弯头处的流噪声等级；伴随着压力每提升，弯头管段壁面附近的声压级提高。对站场汇管进出气管相对或者错开两种不同连接方式的流噪声声压级的分布情况进行模拟计算，分析不同连接形式对声压级的影响。分析结果表明：汇管进出气管相错开连接时，随着进气管管径的减小，进气管末端的流噪声声能量逐渐增强、声压级逐渐增加，且增加幅度越来越大；汇管进出气管相对连接时，进气管末端喷射出流对汇管壁面的损害较低，且造成的冲击噪声更小。在合理确定天然气集输站场流噪声超标问题的基础上，建立汇

6、管小孔消声器模型，设计了对应条件下的小孔消声器，其参数为：小孔孔径为，小孔数量为个，消声器管径与长度分别为和。在汇管进气管内安装小孔消声器，分析小孔消声器的降噪效果。结果表明：小孔消声器能够有效降低汇管内的流噪声声压级，对低频段声压级，降噪效果最高可达平均降噪。关键词：流噪声；大涡模拟；声比拟理论；小孔消声器AbstractAtthetimeofregulatingmeteringandsub-transmissionatnaturalgasgatheringstation,alongwiththechangingofthemediumflowstateinpipes,

7、theformationofavortexdisturbanceappeared,asaresultofthefrictionbetweenpipewalls,andultimatelyproducesafluiddynamicnoise,whichalsonamedasflownoise.Theflownoiseatnaturalgasgatheringstationcomesmainlyfromsteelelbows，，，thepressureupgradeevery0.1MPa,theSPLnearelbowpipewallsinc