不同葉片包角離心泵空化振動(dòng)和噪聲特性分析

【摘要】離心泵在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用，而離心泵的空化一直是其性能研究最為關(guān)鍵與核心的問(wèn)題。通常情況下，空化會(huì)造成離心泵性能的下降、振動(dòng)與噪聲及過(guò)流部件破壞等問(wèn)題。其中振動(dòng)與噪聲除了會(huì)造成勞動(dòng)條件惡化、縮短運(yùn)行壽命外，還會(huì)對(duì)人體身心健康產(chǎn)生影響，在國(guó)防設(shè)備（隱蔽性極高的類型如潛艇）應(yīng)用中則更為不利。為了探究離心泵空化振動(dòng)和噪聲的特性，本文針對(duì)不同葉片包角離心泵空化的振動(dòng)與噪聲進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示葉片包角的變化會(huì)對(duì)空化振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生影響，并且變化特性十分復(fù)雜。

【關(guān)鍵詞】葉片包角；不同類型；離心泵；空化；振動(dòng)；噪聲

離心泵主要是利用葉輪旋轉(zhuǎn)而使水產(chǎn)生離心力來(lái)完成工作的，其中水泵在啟動(dòng)之前，應(yīng)先使泵殼與吸水管充水，之后啟動(dòng)電機(jī)后，方能促使泵軸帶動(dòng)水與葉輪做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)水在離心力作用下，被甩向葉輪外緣，并經(jīng)過(guò)蝸形泵殼流道流進(jìn)水泵壓水管路，這就是離心泵的工作原理。近幾年，離心泵空化引發(fā)的振動(dòng)與噪聲成為了研究的重要課題，比如一些學(xué)者通過(guò)研究解釋聲學(xué)信號(hào)與空化之間的聯(lián)系，認(rèn)為輻射噪聲與振動(dòng)間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系；部分學(xué)者通過(guò)建立離心泵空化誘導(dǎo)振動(dòng)噪聲試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行了模型泵各個(gè)測(cè)點(diǎn)與空化程度之間振動(dòng)強(qiáng)度與聲壓級(jí)的聯(lián)系的研究。此外，葉片包角屬于離心泵最為重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，本文針對(duì)這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了研究，采用不同葉片包角離心泵進(jìn)行試驗(yàn)，探究空化振動(dòng)與噪聲特性，希望對(duì)離心泵空化相關(guān)研究有所借鑒。

1、測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介

為了探究不同葉片包角離心泵空化振動(dòng)與噪聲特性，故而采取試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試研究，試驗(yàn)在閉式試驗(yàn)臺(tái)上完成，采用的測(cè)試系統(tǒng)組成包括穩(wěn)壓罐、汽蝕筒、閥門(mén)、進(jìn)出水管路、電動(dòng)機(jī)、模型泵、真空泵、電動(dòng)機(jī)、水聽(tīng)器、壓力變送器、泵產(chǎn)品測(cè)試系統(tǒng)、高頻傳感器及虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。本次試驗(yàn)中

2、測(cè)點(diǎn)位置設(shè)定

經(jīng)過(guò)多次測(cè)量對(duì)比后，本次試驗(yàn)將四個(gè)加速度傳感器安裝在泵體、進(jìn)出口法蘭三個(gè)相互垂直方向與泵腳上，其中泵腳測(cè)點(diǎn)屬于整體振動(dòng)信號(hào)參考的基礎(chǔ)，而四個(gè)加速度傳感器具體的位置與標(biāo)號(hào)可見(jiàn)圖1所示。

3、不同葉片包角離心泵空化振動(dòng)與噪聲特性分析

3.1不同葉片包角與空化性能間的聯(lián)系

如圖2所示，指的是在不同葉片包角模型泵下的空化性能曲線示意圖。從中可以看出，在葉片包角增大的情況下，揚(yáng)程卻呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，同時(shí)模型泵必需空化余量的變化則十分復(fù)雜，分析原因可能在于包角增大后促使葉輪中液體流動(dòng)更為均勻，而包角增大卻使得水力的損失相應(yīng)增大。為此，葉片包角在120°與125°時(shí)，所得的揚(yáng)程十分相近；而葉片包角為115°時(shí)，則空化性能達(dá)到最優(yōu)，屬于本次四個(gè)不同葉片包角的最優(yōu)值。

3.2不同葉片包角模型泵空化的振動(dòng)特性分析

用T表示振動(dòng)信號(hào)均方根值，計(jì)算過(guò)程中則將T表征振動(dòng)平均能量，其具體的計(jì)算公式如下：

4、結(jié)語(yǔ)

隨著離心泵的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，

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