水管路消聲裝置結構設計與性能分析.pdf

1、安裝消聲裝置是控制水管路中噪聲傳播的有效手段。有限元法是當前對消聲裝置聲學性能進行分析時應用最為廣泛的一種方法。有限元法是一種頻域方法，其優(yōu)勢在于分析快速、操作便捷；但難以考慮有流條件下介質粘性和消聲裝置內部復雜流動對消聲裝置聲學性能的影響。時域方法則在時域內對聲波的傳播過程進行求解，能夠補充有限元法的不足。本文主要應用時域脈沖法對水消聲裝置的聲學性能進行計算和分析。
　　通過直管模型探究了有流條件下，時域脈沖法網格尺寸和時間步長

2、的選取準則，給出了合適的網格尺寸和時間步長。以直通穿孔管消聲器為例，比較在無流條件下時域脈沖法和有限元法預測結果，驗證時域脈沖法計算水消聲器傳遞損失的可行性。結合時域方法能夠考慮介質粘性和復雜流動對消聲器性能影響的優(yōu)點，基于時域脈沖法研究了直通型、橫流型和部分堵塞的直通型穿孔管消聲器消聲性能受流速、穿孔直徑和穿孔率影響。發(fā)現穿孔管消聲器的聲學性能隨著流速增大而有所提升，尤其反映在中高頻范圍內；而穿孔率相同時，穿孔直徑對于穿孔管消聲器聲學

3、性能的影響較??；穿孔率本身對穿孔管消聲器聲學性能影響較大，尤其是橫流穿孔管消聲器和部分堵塞的直通穿孔管消聲器，其聲學性能對穿孔率變化十分敏感。又在此基礎上設計了一款套筒型直通穿孔管消聲器，通過合理布置套筒上穿孔位置消除了第一階通過頻率，并利用了流速增加穿孔處聲阻從而提高中高頻消聲效果。通過對所模擬的多種穿孔管消聲器在不同工況下進出口面的壓力損失進行比較，提出對水介質穿孔管消聲器結構進行設計時，應以直通型穿孔管結構為主，而應盡量避免橫流型

4、穿孔管結構，才能保證較好的流體動力學性能。
　　然后，應用時域脈沖法對共振型消聲器受水介質流動的影響進行了分析，結果表明，水的流動導致共振型消聲器共振頻率下對應的傳遞損失峰值降低，但對共振頻率本身影響很小。設計了兩款可調頻的共振型消聲器，應用有限元法對其調頻特性進行了分析，發(fā)現兩款共振器共振頻率與調頻圓柱位移均呈三次曲線關系。
　　最后，基于時域脈沖法，對直通穿孔管消聲器和共振型消聲器的聲學性能受水管路中高聲壓幅值條件和高背