一种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定方法，用于在复杂工况下对高参数减压阀进行声源定位。所述方法首先利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型，其次通过基本控制方程或大涡模拟湍流模型方程求解无孔板高参数减压阀和有孔板高参数减压阀的流场分布，然后再分析两个模型的流场分布，得到两个模型湍流强度和马赫数沿流线方向的变化趋势，并利用稳态流场计算获得两个模型对称面上的声功率级分布图和噪声源位置，并利用在高参数减压阀出口下游处布置声压监测点确定噪声指向性，得到两个模型的噪声指向性分布图。本发明专利技术能够准确有效的找到噪声源，为针对性地降低噪声提供可靠依据。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及到声学及定位
，特别涉及。【
技术介绍
】减温减压装置是过程工业中调节蒸汽压力和温度的重要装置，对满足用户用汽要求、实现余热余压回收利用、保护系统与设备安全有重要意义。高参数减压阀是减温减压装置中的核心元件。随着国家重点工程的建设和发展，国内的传统高参数减压阀已不能满足高参数(高温高压)、大流量变化范围、大减压比等复杂工况下的压力调节、减震降噪等性能要求，而目前对高参数减压阀的减压机理、内部流动特性、噪声发生机理以及结构优化的研究和自主设计较少，导致目前高参数减压阀几乎被国外产品垄断。高参数减压阀内气体湍流程度剧烈，噪声大，对操作人员健康和设备的正常运行有严重影响。目前，多孔板主要用于降低管道及阀内流动噪声，其结构简单，有一定降噪效果，现有技术中尚未有对高参数减压阀内噪声源进行定位及噪声指向性分布的方法。基于此，本专利技术主要应用于一种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定。作为检测声源位置的第一现有技术，2009年8月19日中国专利技术专利CN101512374A公布了一种检测声源位置的检测装置，其特征是具有分析单元和抽取单元，所述分析单元对从离开配置的多个麦克风分别输入的含有噪声的混合声进行频率分析，输出频率信号；所述抽取单元，其生成多个包含在混合声中的抽取声的声源候补位置，按照声源候补位置对对应于两个麦克风的频率信号的时间轴进行调整以使从该声源候补位置到两个麦克风的混合声的时间差为零，求出表示时间轴调整后的对应于两个麦克风的频率信号中两个麦克风间的频率信号的差异程度的差分距离在阈值以下的频率信号，根据所求出的频率信号中对应于两个麦克风的频率信号彼此的一致程度，从声源候补位置中抽取抽取声的声源位置。作为检测噪声源位置的第二现有技术，20 1 3年6月2 6日中国专利技术专利CN103176163A在现有的单个水听器测量舰船辐射噪声的平台上，根据测量时舰船与测量水听器之间相对运动产生的多普勒效应，利用高阶模糊函数方法，得到多普勒信号的瞬时相位和时变幅度，然后使用加权非线性最小二乘法估计出多普勒信号的参数，结合参考声源，实现了舰船低频线谱噪声源的定位。但是，检测声源位置的第一现有技术主要涉及车载用的声源位置检测装置，第二现有技术主要涉及信号处理和水声测量等领域，这两项技术均与高参数减压阀领域差别较大。现有的噪声定位技术不多，特别涉及到高参数减压阀内的噪声源定位技术更为稀少。【
技术实现思路
】本专利技术针对现有高参数减压阀内气体湍流程度剧烈、噪声大的问题，提出了，能够准确有效的找到噪声源，为针对性地降低噪声提供可靠依据。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案:—种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定方法，包括如下步骤:(1)利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型；(2)通过基本控制方程或大涡模拟湍流模型方程分别求解无孔板高参数减压阀和有孔板高参数减压阀的流场分布；(3)通过稳态流场计算，分别分析两个模型的流场分布，对比分析两个模型湍流强度和马赫数沿流线的变化趋势，得到两个模型对称面上声功率级分布图；(4)进行稳态分析，定位出两个模型的噪声源位置；(5)在高参数减压阀出口下游处布置声压监测点以确定噪声指向性；(6)通过各监测点声压数据得到总声压级，得到两个模型的噪声指向性分布图。作为优选，所述步骤(1)中利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型，适用于复杂工况下的高参数减压阀。作为优选，通过对可压缩流动数值模型的计算，观察高参数减压阀内流体的压力、速度分布和流量值;根据边界条件，求解连续性方程、动量方程、能量方程、湍流动能方程和理想可压缩气体方程控制方程，得到高参数减压阀内可压缩流动。作为优选，所述步骤(3)中分别分析两个模型的流场分布，得出无孔板高参数减压阀和有孔板高参数减压阀沿不同截面的速度分布规律。作为优选，所述步骤(3)中通过气动噪声的宽频噪声数值模型分析方法，分别获得两个模型在对称面上声功率级分布规律。作为优选，所述步骤(5)中以高参数减压阀出口下游1?3m处为圆心，半径为1?1.5m和2?5m的圆上，分别均匀布置10?20个监测点，每隔1?2m布置5?10个监测点，利用以上监测点的结果，确定高参数减压阀的噪声指向性。本专利技术的有益效果:1、本专利技术所述的适用于高参数减压阀的声源位置及噪声指向性的确定方法，属于本领域内的创新方法。2、本专利技术所述的适用于高参数减压阀的声源位置及噪声指向性的确定方法，是利用流体力学软件进行声源定位及指向性分析，一方面具有较高的计算效率;另一方面极大的节约了成本，并且具有较高的准确性。本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。【【附图说明】】图1是本专利技术的步骤流程图；图2是本专利技术的截面示意图；图3是本专利技术的监测点位置示意图；图4是本专利技术的噪声指向性分布一图；图5是本专利技术的噪声指向性分布二图。图中:1-入口腔、2-阀体、3-阀芯、4-阀芯后腔、5-多孔板、6_出口腔、7-蒸汽。【【具体实施方式】】参阅图1?图5，本专利技术，包括以下步骤:(1)利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型；(2)通过基本控制方程或大涡模拟湍流模型方程分别求解无孔板高参数减压阀和有孔板高参数减压阀的流场分布；(3)通过稳态流场计算，分别分析两个模型的流场分布，对比分析两个模型湍流强度和马赫数沿流线的变化趋势，得到两个模型对称面上声功率级分布图；(4)进行稳态分析，定位出两个模型的噪声源位置；(5)在高参数减压阀出口下游处布置声压监测点以确定噪声指向性；(6)通过各监测点声压数据得到总声压级，得到两个模型的噪声指向性分布图。具体的，所述步骤(1)中利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型，适用于复杂工况下的高参数减压阀。具体的，通过对可压缩流动数值模型的计算，观察高参数减压阀内流体的压力、速度分布和流量值;根据边界条件，求解连续性方程、动量方程、能量方程、湍流动能方程和理想可压缩气体方程控制方程，得到高参数减压阀内可压缩流动。具体的，所述步骤(3)中分别分析两个模型的流场分布，得出无孔板高参数减压阀和有孔板高参数减压阀沿不同截面的速度分布规律。具体的，所述步骤(3)中通过气动噪声的宽频噪声数值模型分析方法，分别获得两个模型在对称面上声功率级分布规律。具体的，所述步骤(5)中以高参数减压阀出口下游1?3m处为圆心，半径为1?1.5m和2?5m的圆上，分别均匀布置10?20个监测点，每隔1?2m布置5?10个监测点，利用以上监测点的结果，确定高参数减压阀的噪声指向性。本专利技术工作过程:，所涉及高参数减压阀截面示意图如图2所示。其主要包括角式锻焊阀体2，锥面阀芯3以及多孔板5。多孔板5为小孔均匀分布的圆形孔板。所述方法利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型:基于流体力学分析软件对高参数减压阀流动进行数值建模和模拟，观察高参数减压阀内流体的压力、速度等分布和流量值。本专利技术所涉及高参数减压阀内部结构复杂当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高参数减压阀噪声源位置及噪声指向性的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用流体力学软件建立高参数减压阀可压缩流动数值模型；(2)通过基本控制方程或大涡模拟湍流模型方程分别求解无孔板高参数减压阀和有孔板高参数减压阀的流场分布；(3)通过稳态流场计算，分别分析两个模型的流场分布，对比分析两个模型湍流强度和马赫数沿流线的变化趋势，得到两个模型对称面上声功率级分布图；(4)进行稳态分析，定位出两个模型的噪声源位置；(5)在高参数减压阀出口下游处布置声压监测点以确定噪声指向性；(6)通过各监测点声压数据得到总声压级，得到两个模型的噪声指向性分布图。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金志江，陈富强，钱锦远，沈小丽，刘步展，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33