本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力工程、機(jī)械、化工、造紙、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域，以及其它使用離心泵的場(chǎng)合，尤其是一種用于離心泵流動(dòng)噪聲的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
：(1)隨著生產(chǎn)和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，噪聲逐漸成為新的環(huán)境污染，而治理噪聲污染的工程投資約占環(huán)保投資的15％-20％，所以控制噪聲成為發(fā)展趨勢(shì)。(2)離心泵是廣泛應(yīng)用于工業(yè)與日常生活中的通用機(jī)械，由于它復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，形狀各異的進(jìn)、出水口，多樣的流動(dòng)工質(zhì)以及多變的工況，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中常伴有寬頻噪聲，隨著對(duì)環(huán)境要求的日益提高，離心泵的降噪問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。(3)離心泵流動(dòng)噪聲的存在，不僅帶來(lái)了噪聲污染，惡化了工作環(huán)境，而且對(duì)離心泵的性能同樣有著較大影響，不利于離心泵工作在高效區(qū)。為了達(dá)到節(jié)能的效果，工業(yè)應(yīng)用中，離心泵常常采用變頻調(diào)節(jié)，即要求離心泵在不同轉(zhuǎn)速下工作。轉(zhuǎn)速的變化，導(dǎo)致流量改變，因此流動(dòng)噪聲也隨之發(fā)生變化。(4)目前，對(duì)不同的離心泵而言，其流動(dòng)噪聲與運(yùn)行工況之間的關(guān)系并沒(méi)有明確的界定。因此，不利于精確監(jiān)控泵內(nèi)噪聲的變化規(guī)律，更不利于離心泵內(nèi)噪聲控制技術(shù)的研究。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種離心泵流動(dòng)噪聲的測(cè)量方法，該方法通過(guò)在離心泵四周布置若干測(cè)點(diǎn)，進(jìn)出口布置水聽(tīng)器，實(shí)現(xiàn)不同工況下離心泵流動(dòng)噪聲的實(shí)時(shí)監(jiān)控和測(cè)量，獲得流動(dòng)噪聲的分布規(guī)律，為下一步離心泵噪聲控制技術(shù)的研究奠定基礎(chǔ)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的具體方案如下：一種離心泵流動(dòng)噪聲的測(cè)量方法，該測(cè)量方法通用性強(qiáng)，適用于不同級(jí)別和型號(hào)的離心泵，噪聲測(cè)量過(guò)程中只需改變周向測(cè)點(diǎn)位置，無(wú)需改變測(cè)量系統(tǒng)與測(cè)量方法，具體的測(cè)量步驟如下：(1)搭建測(cè)量系統(tǒng)；在隔音室內(nèi)安裝有離心泵臺(tái)架，在離心泵臺(tái)架上設(shè)有待測(cè)試的離心泵，將離心泵通過(guò)一個(gè)連軸器與設(shè)置在隔音室外的電動(dòng)機(jī)相連，將電動(dòng)機(jī)與變頻器相連；離心泵的出口通過(guò)出口管道與隔音水箱相連，入口通過(guò)入口管道與隔音水箱相連，在出口管道上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和電磁流量計(jì)，在入口管道上設(shè)置排污閥和止回閥；所述的出口管道的出口和入口管道的入口上均設(shè)置壓力傳感器；沿離心泵四周的圓周方向上設(shè)置多個(gè)噪音采集裝置，將噪音采集裝置與噪聲分析儀相連，將噪聲分析儀與計(jì)算機(jī)相連；(2)打開(kāi)噪聲分析儀和計(jì)算機(jī)，開(kāi)啟噪聲分析軟件，并調(diào)試完成；(3)打開(kāi)止回閥，打開(kāi)電磁流量計(jì)，以備實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)流量；(4)調(diào)整變頻器在額定工況下的頻率，該頻率下對(duì)應(yīng)離心泵額定轉(zhuǎn)速；(5)開(kāi)啟離心泵，然后打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥直至閥門(mén)全開(kāi)；(6)系統(tǒng)穩(wěn)定后，通過(guò)電磁流量計(jì)記錄系統(tǒng)流量；通過(guò)壓力傳感器采集進(jìn)出口壓力測(cè)點(diǎn)所獲取的壓力數(shù)據(jù)，并傳輸至計(jì)算機(jī)；(7)通過(guò)噪聲分析儀記錄進(jìn)出口處由水聽(tīng)器采集的噪聲數(shù)據(jù)，并傳輸至計(jì)算機(jī)；(8)通過(guò)噪聲分析儀記錄周向噪音采集裝置的噪聲數(shù)據(jù)，并傳輸至計(jì)算機(jī)。進(jìn)一步的，在所述的離心泵的周向共設(shè)有16個(gè)噪音采集裝置，獲得16組數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，第一個(gè)噪音采集裝置位于離心泵的出口處，其余的15個(gè)噪音采集裝置按照順時(shí)針順序排列一圈。進(jìn)一步的，所述壓力傳感器獲取的壓力數(shù)據(jù)的主要作用是校核額定工況下，離心泵內(nèi)的計(jì)算揚(yáng)程與說(shuō)明書(shū)中提供的揚(yáng)程之間的誤差。進(jìn)一步的，離心泵內(nèi)的計(jì)算揚(yáng)程通過(guò)下式得到：其中，v2為泵出口流速，v1為泵進(jìn)口流速，p2為泵出口壓力，p1為泵的進(jìn)口壓力，ρ為介質(zhì)的密度。進(jìn)一步的，在所述的隔音水箱內(nèi)設(shè)有電加熱器，在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和離心泵的流量條件下，通過(guò)調(diào)整電加熱器的功率，改變水溫，實(shí)現(xiàn)不同水溫下進(jìn)出口流動(dòng)噪聲和周向流動(dòng)輻射噪聲的測(cè)量。進(jìn)一步的，在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的條件下，改變流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，重復(fù)步驟(6)-(8)，可實(shí)現(xiàn)不同流量下進(jìn)出口流動(dòng)噪聲和周向流動(dòng)輻射噪聲的測(cè)量。進(jìn)一步的，為了評(píng)價(jià)離心泵周向某個(gè)測(cè)點(diǎn)的流動(dòng)輻射噪聲強(qiáng)弱，將其各特征頻率處聲壓級(jí)進(jìn)行疊加，得到其總聲壓級(jí)TSPL，TSPL值通過(guò)以下公式確定：其中，SPLi為某個(gè)頻率下的噪聲值，n為選取的頻率數(shù)量；根據(jù)公式(2)可依次獲得16個(gè)測(cè)點(diǎn)的總聲壓級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)離心泵周向流動(dòng)輻射噪聲的測(cè)量，并可實(shí)時(shí)監(jiān)控不同工況下的周向流動(dòng)輻射噪聲。進(jìn)一步的，在口管道的出口和入口管道的入口上均設(shè)有水聽(tīng)器。進(jìn)一步的，通過(guò)所述水聽(tīng)器獲取的噪聲值，可實(shí)現(xiàn)離心泵進(jìn)出口流動(dòng)噪聲的測(cè)量，并可實(shí)時(shí)監(jiān)控不同工況下的進(jìn)出口流動(dòng)噪聲。進(jìn)一步的，在隔音水箱內(nèi)的介質(zhì)可以是水，也可以是其他的介質(zhì)，例如：油、酒精等其它液體。本發(fā)明的有益效果如下：該方法可實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行工況下的噪聲監(jiān)控，在不改變整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的情況下，也可更換不同型號(hào)的離心泵。通過(guò)該平臺(tái)可精確監(jiān)控離心泵在不同運(yùn)行工況下的流動(dòng)噪聲，為下一步離心泵流動(dòng)噪聲控制技術(shù)的研究奠定基礎(chǔ)。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是測(cè)量平臺(tái)系統(tǒng)圖；圖2是離心泵周向測(cè)點(diǎn)布置圖；圖3是隔音室局部截面圖；圖4是某測(cè)點(diǎn)的噪聲數(shù)據(jù)例圖；圖5是用于固定噪聲采集裝置的支架；圖中：1離心泵；2壓力傳感器；3隔音室；4流量調(diào)節(jié)閥；5電磁流量計(jì)；6隔音水箱；7水位計(jì)；8水箱臺(tái)架；9排污閥；10止回閥；11離心泵臺(tái)架；12周向測(cè)點(diǎn)位置；13噪聲分析儀；14計(jì)算機(jī)；15電控箱；16變頻器和電動(dòng)機(jī)；17聯(lián)軸器；18水聽(tīng)器測(cè)點(diǎn)；19電加熱器；20隔音墻；21吸音棉，22噪聲采集裝置；23簡(jiǎn)易支架立桿；24簡(jiǎn)易支架底座。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。術(shù)語(yǔ)解釋部分：本發(fā)明中的“隔音水箱”里面的水是一個(gè)范范的名詞，并不是指里面試驗(yàn)的液體一定是水，可以是也可以是其他的介質(zhì)，例如：油、酒精等其它液體；這個(gè)測(cè)量方法可以適應(yīng)于其他介質(zhì)。如圖1所示，該測(cè)量平臺(tái)包括離心泵、變頻器、定速電動(dòng)機(jī)、隔音室、隔音水箱、進(jìn)出口管道、電磁流量計(jì)、噪聲分析儀、水聽(tīng)器測(cè)點(diǎn)、壓力傳感器、計(jì)算機(jī)、電控箱、相關(guān)臺(tái)架及閥門(mén)組成。在所述的隔音室3內(nèi)安裝有離心泵臺(tái)架11，在所述的離心泵臺(tái)架11上設(shè)有待測(cè)試的離心泵1，所述的離心泵1通過(guò)一個(gè)連軸器17與設(shè)置在隔音室3外的電動(dòng)機(jī)相連，所述的電動(dòng)機(jī)的速度有變頻器進(jìn)行控制；離心泵1的出口通過(guò)出口管道與隔音水箱6相連，入口通過(guò)入口管道與隔音水箱6相連，在所述的出口管道上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥4和電磁流量計(jì)5，在所述的入口管道上設(shè)有排污閥9和止回閥10；沿離心泵1四周的圓周方向上設(shè)有多個(gè)噪音采集裝置，所述的噪音采集裝置與噪聲分析儀13相連，所述的噪聲分析儀13與計(jì)算機(jī)14相連。通過(guò)該測(cè)量平臺(tái)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同工況下離心泵流動(dòng)噪聲的大小。具體的結(jié)構(gòu)分析如下：(1)變工況運(yùn)行包括以下三個(gè)方面：變頻器和定速電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器17與離心泵1相連，可通過(guò)電控箱15的控制面板改變變頻器的頻率，從而改變離心泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)該測(cè)試平臺(tái)中離心泵的變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。介質(zhì)的流動(dòng)方向如圖1中箭頭所示。在離心泵1某個(gè)轉(zhuǎn)速下，通過(guò)改變出口的流量調(diào)節(jié)閥4而改變系統(tǒng)的流量，具體流量值可通過(guò)電磁流量計(jì)5確定，從而實(shí)現(xiàn)該測(cè)量平臺(tái)中離心泵的變流量運(yùn)行。隔音水箱6中設(shè)有電加熱系統(tǒng)，可改變系統(tǒng)水溫，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的變水溫運(yùn)行，這里所述的電加熱系統(tǒng)可以采用設(shè)置在隔音水箱內(nèi)的電加熱器19。(2)整個(gè)測(cè)量平臺(tái)分四大部分：隔音室、隔音水箱、測(cè)量終端及管路系統(tǒng)。如圖3所示，隔音室3由隔音墻20和外敷在隔音墻20外面的吸音棉21組合而成，離心泵1、周向測(cè)點(diǎn)12(1#-16#測(cè)點(diǎn))、部分進(jìn)出口管道以及離心泵部分臺(tái)架放置于隔音室內(nèi)。測(cè)量終端(包括計(jì)算機(jī)14、噪聲分析儀13、壓力傳感器終端2等)布置在遠(yuǎn)離隔音室的位置，保證外部環(huán)境噪聲與離心泵流動(dòng)噪聲隔離，減小測(cè)量誤差。變頻器和定速電動(dòng)機(jī)16放置于隔音室3外部，主軸穿過(guò)隔音室3的位置進(jìn)行了特殊隔音處理，同時(shí)將電動(dòng)機(jī)和變頻器16增設(shè)消音罩，外敷吸音棉，減小電動(dòng)機(jī)噪聲向隔音室3內(nèi)的傳遞，減小測(cè)量誤差。排污閥8屬非能動(dòng)閥門(mén)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的雜質(zhì)及污垢，可通過(guò)排污閥自動(dòng)過(guò)濾至閥體底部，通過(guò)定期清理閥體底部污垢，保證了系統(tǒng)中介質(zhì)的潔凈度。在停泵之后，關(guān)閉止回閥10，有效保證了吸入管路中介質(zhì)的回流，有利于離心泵的下一次安全啟動(dòng)。隔音水箱6是普通的鋼結(jié)構(gòu)，焊接而成。內(nèi)表面經(jīng)過(guò)特殊處理，從而實(shí)現(xiàn)防腐防銹；外表面敷設(shè)一層吸音棉，減小回水噪聲對(duì)測(cè)試環(huán)境的影響。隔音水箱一側(cè)布置水位計(jì)7，可觀察水箱水位變化。周向測(cè)點(diǎn)沿著泵四周方向設(shè)置16個(gè)，沿著圓周方向均勻排布，分別為1#，2#......8#......15#和16#，位于距離泵中心1m的位置，依靠固定噪聲采集裝置的支架(圖5)確定測(cè)點(diǎn)位置，該支架上噪聲采集裝置22高度可調(diào)。其中，1#測(cè)點(diǎn)位于出口處，順時(shí)針順序依次為2#，3#......16#(如圖2所示)。噪聲分析儀13可實(shí)時(shí)采集周向16個(gè)測(cè)點(diǎn)獲取的噪聲聲壓級(jí)數(shù)據(jù)，并將獲取的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)14，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的噪聲分析軟件完成聲壓級(jí)分析，實(shí)時(shí)繪制噪聲變化曲線(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)不同工況下流動(dòng)噪聲的測(cè)量。進(jìn)出口布置的壓力傳感器2可實(shí)時(shí)測(cè)量不同工況下離心泵進(jìn)出口的靜壓變化，為離心泵的性能分析提供實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)。該測(cè)試平臺(tái)設(shè)有水聽(tīng)器18，安裝于離心泵進(jìn)出口管道上，可測(cè)量不同工況下離心泵進(jìn)出口的流動(dòng)噪聲。水箱臺(tái)架8將水箱置于一定高度，可保證水箱水位高于離心泵進(jìn)口，保證了離心泵的安全運(yùn)行。噪音采集裝置的安裝可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)易安裝架進(jìn)行安裝，包括一個(gè)簡(jiǎn)易支架立桿23和簡(jiǎn)易支架底座24，簡(jiǎn)易支架立桿23上安裝噪聲采集裝置22。利用上述裝置進(jìn)行試驗(yàn)，在某個(gè)運(yùn)行工況下，通過(guò)該測(cè)試平臺(tái)輸出的某個(gè)測(cè)點(diǎn)的噪聲變化圖如圖4所示，圖中橫坐標(biāo)為噪聲的頻率(Hz)，縱坐標(biāo)為噪聲值(dB)?？梢?jiàn)，通過(guò)該測(cè)試平臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該測(cè)點(diǎn)處不同頻率的噪聲值。利用上述系統(tǒng)進(jìn)行離心泵流動(dòng)噪聲的測(cè)量方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)打開(kāi)測(cè)量終端，即噪聲分析儀13和計(jì)算機(jī)14，開(kāi)啟噪聲分析軟件，并調(diào)試完成。(2)打開(kāi)止回閥10，打開(kāi)電磁流量計(jì)5，以備實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)流量。(3)開(kāi)啟電控柜15總開(kāi)關(guān)，通過(guò)電控柜按鈕，調(diào)整變頻器16在額定工況下的頻率，該頻率下對(duì)應(yīng)離心泵額定轉(zhuǎn)速。(4)開(kāi)啟離心泵1，然后打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥4直至閥門(mén)全開(kāi)。(5)系統(tǒng)穩(wěn)定后，通過(guò)電磁流量計(jì)5記錄系統(tǒng)流量。并采集進(jìn)出口壓力測(cè)點(diǎn)2所獲取的壓力數(shù)據(jù)，并傳輸至計(jì)算機(jī)14。進(jìn)出口壓力測(cè)點(diǎn)獲取的壓力數(shù)據(jù)的主要作用：校核額定工況下，離心泵內(nèi)的計(jì)算揚(yáng)程與說(shuō)明書(shū)中提供的揚(yáng)程之間的誤差。計(jì)算揚(yáng)程通過(guò)下式得到：其中，v2為泵出口流速(等于流量與出口截面積之比)，v1為泵進(jìn)口流速(等于流量與進(jìn)口截面積之比)，p2為泵出口壓力(取值來(lái)自測(cè)試系統(tǒng)的壓力測(cè)點(diǎn))，p1為泵的進(jìn)口壓力(取值來(lái)自測(cè)試系統(tǒng)的壓力測(cè)點(diǎn))。ρ為水的密度，因水溫的不同而不同。(6)通過(guò)噪聲分析儀13記錄進(jìn)出口處由水聽(tīng)器18采集的噪聲數(shù)據(jù)，并傳輸至計(jì)算機(jī)14；(7)通過(guò)噪聲分析儀13記錄周向測(cè)點(diǎn)(圖1中12所示)噪聲數(shù)據(jù)，并傳輸至計(jì)算機(jī)14，周向共16個(gè)測(cè)點(diǎn)，獲得16組數(shù)據(jù)。(8)改變變頻器頻率，則改變了水泵轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速工況下，進(jìn)出口流動(dòng)噪聲和周向流動(dòng)輻射噪聲的測(cè)量。(9)確定某個(gè)轉(zhuǎn)速，改變流量調(diào)節(jié)閥4的開(kāi)度，重復(fù)上述5-7步，可實(shí)現(xiàn)不同流量下進(jìn)出口流動(dòng)噪聲和周向流動(dòng)輻射噪聲的測(cè)量。(10)確定某個(gè)轉(zhuǎn)速和流量，通過(guò)調(diào)整電加熱器的功率，改變水溫，可實(shí)現(xiàn)不同水溫下進(jìn)出口流動(dòng)噪聲和周向流動(dòng)輻射噪聲的測(cè)量。某工況下，周向某個(gè)測(cè)點(diǎn)的流動(dòng)輻射噪聲如圖3所示。圖3中示例性的列出了60-4000Hz下的流動(dòng)輻射噪聲。為了評(píng)價(jià)離心泵周向某個(gè)測(cè)點(diǎn)的流動(dòng)輻射噪聲強(qiáng)弱，需要將其各特征頻率處聲壓級(jí)進(jìn)行疊加，得到其總聲壓級(jí)(TotalSoundPressureLevel，TSPL)，可采用如下公式計(jì)算得到TSPL值。其中，SPLi為某個(gè)頻率下的噪聲值，n為選取的頻率數(shù)量，表1中選取了8個(gè)不同頻率下1#-7#測(cè)點(diǎn)的噪聲值(SPLi)。根據(jù)公式(2)可依次獲得16個(gè)測(cè)點(diǎn)的總聲壓級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)離心泵周向流動(dòng)輻射噪聲的測(cè)量，并可實(shí)時(shí)監(jiān)控不同工況下的周向流動(dòng)輻射噪聲。通過(guò)進(jìn)出口水聽(tīng)器獲取的噪聲值，可實(shí)現(xiàn)離心泵進(jìn)出口流動(dòng)噪聲的測(cè)量，并可實(shí)時(shí)監(jiān)控不同工況下的進(jìn)出口流動(dòng)噪聲，表2所示為某工況下出口水聽(tīng)器監(jiān)測(cè)到的不同頻率下的噪聲值。表1：某工況下1#-7#測(cè)點(diǎn)噪聲值表2：某工況下出口水聽(tīng)器監(jiān)測(cè)到的不同頻率的噪聲值頻率Hz1002504005008001250200040005000噪聲dB32.243.841.139.142.438.233.720.919.6上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3