叶片出口角影响离心泵噪声辐射数值研究.pdf

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1、振动与冲击第33卷第2期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK叶片出口角影响离心泵噪声辐射数值研究丁剑，刘厚林，王勇，谈明高，崔建保(江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江212013)摘要：运用FEM＼BEM声振耦合计算方法分析叶片出口角对离心泵在水动力激励下泵壳振动辐射噪声影响。采用大涡模拟方法模拟离心泵内部瞬态流场，获得蜗壳壁面偶极子声源；对泵壳体结构进行模态分析获得结构模态响应；利用LMSVirtualLab间接边界元IBEM声振耦合模块计算非定常流动引起的离心泵内部噪声，并与实验数据对比，验证基于LES、声振耦合的噪声数值模拟方法可行性。计算离心泵

2、外场噪声及声辐射，研究叶片出口角度对离心泵外场噪声辐射影响。结果表明，离心泵叶片通过频率BPF处的辐射声功率随叶片出口角的增大而增大；外场噪声声压级指向性分布显示叶片出口角存在合适范围，使泵在小流量工况运行时噪声较小。关键词：离心泵；叶片出口角；大涡模拟；声振耦合；噪声中图分类号：TH311文献标识码：ANumericalstudyontheefectofbladeoutletangleoncentrifugalpumpnoiseDINGJian，LIUHou—lin，WANGYo，TANMg—gao，cuJian—bao(ResearchCenterofFluidMachi

3、neryEngineeringandTechnology，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：TheFEM＼BEMacoustic—vibro-couplingmethodwasappliedtostudytheeffectofbladeoutletangleoncentrifugalpumpnoisecausedbyhydrodynamicforces．Thelargeeddysimulation(LES)methodwasusedtosolvethetransientflowfieldofthepump，and

4、thevolutesurfacedipolewasobtained．Themodesofthepumphousingstructurewereanalyzedusingthefiniteelementmethod(FEM)．Theacoustic—vibro—couplingmoduleoftheVirtualLabsoftwarewasemployedtostudytheinteriorsoundfieldofthepumpcausedbyunsteadyflow．Bycomparingthecomputationalresultswithexperimentalones，

5、themethodofLEScombinedwithFEM＼BEMforcentrifugalpumpnoisecomputationwasverified．Onthisbasis，theoutersoundfieldswereinvestigated，andtheeffectofbladeoutletangleonoutersoundfieldswasstudied．Theresultsshowthatthesoundpoweratthebladepassingfrequency(BPF)becomeslargeasthebladeoutletangleincreasesa

6、ndthebladeoutletangleshouldbeatsuitablerangetoensurealowernoiselevelatlowflowrates．Keywords：centrifugalpump；bladeoutletangle；largeeddysimulation；acoustic—vibro-coupling；noise离心泵噪声包括机械振动噪声与流体诱导噪下叶轮与隔舌间隙对噪声影响，结果表明噪声随该间声¨j。机械振动噪声主要源于机械设计、制造，此已通隙的增大而降低；袁寿其等通过实验研究离心泵过主动控制技术解决；而离心泵内部流体诱导噪声机内压力脉动与

7、流动噪声关系；刘厚林基于实验研理更复杂，涉及频率范围更广泛。水泵诱导噪声已成究不同叶片数、(不同叶轮出口宽度对离心泵流体诱导研究热点。噪声影响。伴随CFD技术的快速发展，CAA(计算气动目前国内外对流体诱导噪声研究主要集中于试验声学)技术不断完善。工程计算声学使用较广的混合及数值计算。Choi等采用热线风速仪及压力传感器方法为：CFD+Kirchhof方法、CFD+Lighthill声比拟方测量离心泵叶轮速度、压力脉动分量，发现叶轮出口存法。文献[9—14]基于CFD结合声类比方法研究泵在射流／尾迹现象