减压阀噪声和振动的控制

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1、.1992年10月推进技术Oet1992.第5期JOURNALOFPROPULSIONTECHNOLOGYN05减压阀噪声和振动的控制张有用(航空航天部1所):。:,<,摘要文中给出控制减压阀噪声和振动的新方法文中指出如果稳定系数S1阀有可;,,。,能出现噪声和振动如果稳定系数S>1阀就无噪声和振动计算和实验比较证明该方法是可行。的:,,,主题词减压阀噪声振动控制NolSEANDV旧RAT!ONCONTROLOFAPNEUMAT!CPRESSUREREDUCERZhangYouyong(ThellthResearehInstitute)srae:newme

2、tooreontrongnoseanvrationoreueerAbttAhdflliidibfd5.,,1introdueedinthispaperIfstabilityfaetors15lessthanlnoiseandvronoeeurereueer,r,ereueernonoseibitiwillwiththdIfS>lthdwillti..andvibrateTheealeulationandtheexperimentalresultswereeomparedThevalidatyofthemethodsuggestedinthispaper15

3、eonfirmedbythe.experimentalresultsKeywords:Pressurerodueer,Nois。,Vibrate,Control1前言,,,减压阀是航天供气系统中不可缺少的调节装置但如果设计不当将产生噪声和振动。,,成为一个对系统有害的装置噪声和振动一旦出现不论是高频还是低频都能使敏感元件,,,。产生声疲劳丧失比较功能阀的出口压力还会在大的范围内波动使调节精度大大降低,。,,波动严重时还能破坏系统上的零组件1982年4月在一次发动机试车中减压阀产生振本文1991年12月24日收到一38一,,,。动破坏了保险活门使氦气外漏造成

4、试车失败所以减压阀的噪声和振动是研制中不能。,,,,忽视的问题然而这个问题的解决一直没有一个有效的方法实践中往往要耗费大量。,「‘一4]。的时间和能源几十年来国内外有不少文章对此进行探讨早期对影响噪声和振动诸,,。参数的分析都是孤立进行的结果大致是某某参数是大好还是小好而且方法又十分麻烦,,。事实上诸参数对减压阀噪声和振动的影响是相互制约的不应当孤立考察后来的分析虽,。有进步但仍属于定性的·研制中,很需要一个能综合各种参数、方法简单、又能给出一个明确界限的判据,以便,,。在减压阀的初步设计阶段就能知道它是否有噪声和振动从而缩短减压阀的研制周期本,文结合航天

5、动力装置和地面系统中用的减压阀在研制中出现的问题进行探讨给出一个有界,,。的方法简单有实用价值的判据2公式推导,一一。图1为液体火箭发动机减压阀的示意结构工程上称为质量弹簧阻尼系统这样系统,。,的噪声和振动问题实质上就是系统的稳定性问题稳定性就是输入量突然变化的情况下。阀的出口压力能否稳定的性能保持减压阀出口压力稳定需要两个条:一是作用在阀运动件上所有轴向力要平件;衡另一个是流体经过阀门的损失要同系统。,的要求相匹配这两个条件不满足阀芯就,。迅速移动寻求一个新的平衡位置达不到,,要求阀芯就无休止地往复动作这就是噪。声和振动的一个主要根源噪声和振动的解,决就

6、要从力的平衡方程和能反映出阀的损。失的动态流量连续方程入手力的平衡方程:是‘.。Z_‘_dx~d劣“ee1石下1十艺‘1二i丁十戈=一八0P气i夕图1减压阀的示意结构U不U‘s):一式中:时间常数(一}牛·呀八。-运动件质量(g)s(Nm)kK弹性元件刚度/——戈阀芯的位移(m)亡相对阻尼系数亡——·eCm)K”阻尼系数(Ns/放大系数(m/N)e——P阀的出口压力(Pa)—x同流体,式(1)将阀的结构参数通过阀芯的位移的作用力联系起来是描述阀门行为的。,:。基本方程但是阀芯的位移必须处于这样的位置即轴向力中所需要的出口压力P刚好一39一。,等于气体流经该

7、位移所形成的节流面积后得到的压力P时阀才能在一个新的平衡点稳定下。,,,来这样要研究噪声和振动还需要一个能反映出流体流动特性的方程这个方程就是流体流最连续方程d。树一aqm‘一dqme二(2)王万m‘、me、s式中qq减压阀入口出口气体质量流量(kg/)e—。低压腔气休质量(kg);、。—。,;、、e,将qmqm和fn的微分代入式(2)并略去进口压力P进出口温度T和T的变化还假定d厂,Jd劣,一,二一月~;,一Qtdt。eFm”)Am“)式中阀的低压腔容积(膜片有效而积(2—):—这样式(为。·2d一Kd一、一d、一絮(一瓮)(3)。.厂s式中几时间常数(

8、)。:—‘二月侧万沪{卢ZZA减压阀出口限流嘴面积(m)R—(N·