壓縮機(jī)防喘振閥門的噪音和選型淺談

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1、壓縮機(jī)防喘振閥門的噪音和選型淺談壓縮機(jī)防喘振閥門的噪音和選型淺談壓縮機(jī)在現(xiàn)代的各行各業(yè)中都扮演著重要的角色，它把低壓氣體轉(zhuǎn)換成高壓氣體，為各種相關(guān)的設(shè)備提供動力，在采礦、冶金、化工、醫(yī)療、食品等行業(yè)中，壓縮機(jī)是必不可少的關(guān)鍵設(shè)備?！　?壓縮機(jī)的喘振及其危害　　當(dāng)壓縮機(jī)的流量減少時(shí)，隨著旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生，壓縮機(jī)的氣體流量和排氣壓力周期性的低頻率、大幅度的波動，引起機(jī)器的強(qiáng)烈振動，這種現(xiàn)象就是壓縮機(jī)的喘振[1]。當(dāng)壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振時(shí)，極易出現(xiàn)流體倒流的現(xiàn)象，為了避免出現(xiàn)喘振的工況，一般是把防喘振閥打開，使流體回流到壓縮機(jī)入口，讓壓縮機(jī)的最小工作

2、流量始終大于喘振的最小極限流量。當(dāng)壓縮機(jī)的流量出現(xiàn)大的波動，都會導(dǎo)致壓縮機(jī)的性能會出現(xiàn)很大的變化，喘振就是導(dǎo)致出現(xiàn)這種工況的罪魁禍?zhǔn)字?。大量回流流體在通過防喘振閥門時(shí)，導(dǎo)致防喘振閥出現(xiàn)噪音，尤其是在大壓差的透平壓縮機(jī)組上面防喘振閥門的噪音會更大。導(dǎo)致防喘振閥門產(chǎn)生噪音的主要是噴射噪音、渦流噪音、激波噪音，下面將闡述閥門的這三種噪音以及產(chǎn)生的原因?！　?.1噴射噪音當(dāng)氣流從管口高速噴射出來與周圍靜止的氣流發(fā)生強(qiáng)烈的混合而發(fā)生的噪音[2]，在壓縮機(jī)組中，當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生喘振的時(shí)候，需要大量的氣體回流來降低喘振的發(fā)生機(jī)率，防喘振閥快速開啟，由于

3、閥門下游的壓力比較小，在閥芯的節(jié)流口噴射出的氣流與下游靜止的流體碰撞的時(shí)候，這時(shí)的流體的流速會達(dá)到最大，會把大量的氣體卷進(jìn)去，從而形成一股喘流很大的噴射噪音。閥內(nèi)件在受到噴射流體的沖擊后，由于套筒和閥芯、閥桿和導(dǎo)向套的間隙，閥內(nèi)件會發(fā)生剛性的碰撞，噴射噪音和金屬的振動噪音的疊加，噪音會更加厲害。如圖1所示：高速的氣體噴射到閥內(nèi)件表面，導(dǎo)致閥內(nèi)件隨著氣體的壓力波動而產(chǎn)生振動?！　?.2渦流噪音當(dāng)氣體流經(jīng)障礙物時(shí)，由于氣體分子粘滯摩擦力的影響，具有一定速度的氣流與障礙物背后相對靜止的氣流相互運(yùn)動作用下，在障礙物的下游形成帶有渦流的氣流，這些

4、渦流不斷形成又不斷脫落，每一個渦流的中心的壓強(qiáng)低于周圍流體的壓強(qiáng)，每當(dāng)一個渦旋脫落時(shí)，喘動氣流會出現(xiàn)，氣體壓強(qiáng)跳變[2]，這些喘動的氣流通過障礙物的傳遞，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，就會出現(xiàn)喘流噪音。如圖2[3]所示。在閥門中也會出現(xiàn)這一現(xiàn)象，當(dāng)高壓氣體進(jìn)入閥體內(nèi)部，尤其是經(jīng)過閥芯和套筒的節(jié)流孔時(shí)，套筒內(nèi)部的氣壓低于套筒外部的壓強(qiáng)，氣體在套筒內(nèi)部形成渦旋，喘動氣流就會出現(xiàn)本文由.L=■　　噪音SL=10Lg■SLg　　式中：M流體流速（馬赫數(shù)）;SL流體噪音（分貝）;Q流體流量（標(biāo)準(zhǔn)米2/小時(shí)）;G流體比重;T絕對溫度（K）;P2閥后壓力（巴絕壓

5、）;d閥門出口直徑（mm）;D下游管道直徑（mm）;t管道壁厚（mm）;SLg氣體特性系數(shù)?！　?降壓降噪閥門類型　　2.1閥內(nèi)件打孔的低噪音閥門閥內(nèi)件打孔的低噪音閥門，把籠式閥套筒上面的窗口改為小孔。當(dāng)氣體通過具有適當(dāng)間隔的小孔時(shí)，能獲得較小的噴射體積，降低機(jī)械能和聲能之間的轉(zhuǎn)換效率，有效的降低噪音。其次，較小的渦流產(chǎn)生的聲波，具有較高的頻率，而閥體對高頻率聲波的衰減作用較強(qiáng)，從而減小氣體的噪音。為了獲得好的降噪效果，閥門的套筒可以做成三層組合式的，每一層套筒可以降低10分貝左右的噪音，利用閥芯和套筒的小孔將流體的動能在閥芯部件內(nèi)部相

6、互抵消，降低流體的流速，從而減小流體對閥內(nèi)部件的沖擊，降低閥門的噪音，它比普通的單座閥能降低15分貝左右的噪音，比籠式閥門降低10分貝左右噪音，但多層組合式的套筒的流通能力不會太大，如圖3[4]、4所示的三級降噪器?！　?.2多級節(jié)流式閥門（圖5）它的閥芯是一種多級節(jié)流的閥芯，每一級閥芯都有導(dǎo)向，閥門穩(wěn)定，閥門不會發(fā)生震動，流體通過曲折的通道，會產(chǎn)生很大的摩擦和壓力損失，流體逐級降壓，流體方向不斷改變，產(chǎn)生很大的速度頭損失，增加流阻，控制流速，從而防止阻塞流的發(fā)生，閥內(nèi)件采用高壓自密封結(jié)構(gòu)，壓差越大，密封性越好。閥芯的節(jié)流面和密封面分開

7、，減小流體對閥芯面的沖刷磨損，從而降低噪音。閥芯表面有大缺口，流體中有微小的顆粒也不會堵塞，閥芯不會卡死?！　?.3迷宮式低噪音閥門迷宮式套筒是由很多個沖壓的芯片疊加在一起，經(jīng)過釬焊而成的，芯片的結(jié)構(gòu)如圖6所示，圖7的套筒是由很多個節(jié)流小件組成的，芯片的表面有很多彎曲的溝槽，彎曲的溝槽增加了流體的阻尼，當(dāng)流體經(jīng)過一系列狹窄的槽或者節(jié)流小孔時(shí)，曲折的90度的轉(zhuǎn)角，截面積的逐漸增大，提供了膨脹的面積，增加了流體的摩擦損失，通過許多的槽和圓柱體小孔分級進(jìn)行壓力衰減，把流體的流速降下來，使流體的壓降始終保持在臨界壓降之上，起到了多級降壓的效果，

8、流體的出口均勻的分布在套筒的內(nèi)壁周圍，使壓降平均分布在套筒的周圍，有效的控制了流體的流速，從而降低了噪音?！　　觥　∩鲜鋈N類型的閥門是當(dāng)前閥門行業(yè)中常見的降壓降噪類型的閥門，但并不是全部，通常為了使閥門的