渦輪流量計(jì)對(duì)管道中流動(dòng)噪聲的影響
為確認(rèn)渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲的頻譜曲線,設(shè)法移去圖1中的渦輪流量計(jì),此時(shí)測(cè)量得到的頻譜只是離心泵流動(dòng)噪聲的頻譜。
圖2是在保持管道中流量不變的情況下,有、無(wú)渦輪流量計(jì)對(duì)管道中水聲信號(hào)頻譜的影響,實(shí)線和虛線分別對(duì)應(yīng)有、無(wú)渦輪流量計(jì)兩種情況。可以看出渦輪流量計(jì)的存在使管道中流動(dòng)噪聲的頻譜圖中增加了100Hz、600Hz和900Hz處的線譜,因此渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲主要是由300Hz及其倍頻線譜組成。渦輪流量計(jì)的使用使得管道內(nèi)總聲壓級(jí)由169dB上升至173dB。由此可見(jiàn),渦輪流量計(jì)顯著改變了管內(nèi)流動(dòng)噪聲的頻譜特性和聲壓級(jí)的高低。
渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲的特性
調(diào)節(jié)管道流體的流量,測(cè)量渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲如何隨流量變化。流量調(diào)節(jié)的方法有兩種:一是改變閘閥1的開(kāi)度;二是改變泵軸的轉(zhuǎn)速。前者只是流量發(fā)生改變,離心泵線譜噪聲的頻率不會(huì)發(fā)生變化,譜值的改變也不顯著,而渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲離散線譜的頻率和譜值卻可能發(fā)生很大變化,這樣就能在所測(cè)水聲信號(hào)頻譜中確定由于渦輪流量計(jì)所導(dǎo)致的流動(dòng)噪聲。而后者在改變流量的同時(shí),會(huì)使得離心泵流動(dòng)噪聲和渦輪流量計(jì)的線譜噪聲都發(fā)生變化,導(dǎo)致無(wú)法在流動(dòng)噪聲頻譜中區(qū)分兩者的線譜。因此,本研究采用第1種方法,保持離心泵葉輪轉(zhuǎn)速不變,調(diào)節(jié)圖1中閘閥1的開(kāi)度,使管道中的流量發(fā)生變化,在圖1中測(cè)量位置記錄水聲信號(hào),對(duì)不同流量下水聲信號(hào)的頻譜進(jìn)行分析比較。圖3是不同流量情況下,測(cè)量位置測(cè)得水聲信號(hào)的頻譜,圖3中向下箭頭所對(duì)應(yīng)的線譜頻率在管道流量改變過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生改變,只是線譜峰值發(fā)生了微小改變,由于離心泵的葉輪轉(zhuǎn)速在流量改變過(guò)程中保持不變,這些線譜應(yīng)該對(duì)應(yīng)著離心泵的流動(dòng)噪聲。
圖3中方框內(nèi)線譜則隨流量改變發(fā)生了明顯變化,這是因?yàn)榱髁扛淖儗?dǎo)致渦輪流量計(jì)的渦輪轉(zhuǎn)速發(fā)生了變化。圖3中3個(gè)方框內(nèi)的線譜分別對(duì)應(yīng)渦輪流量計(jì)所產(chǎn)生流動(dòng)噪聲的基頻及其倍頻,以300Hz、600Hz及900Hz左右為頻率中心。
選擇300Hz頻率對(duì)應(yīng)的方框,研究方框內(nèi)各線譜頻率與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從圖3可看出,流量改變與300Hz附近線譜頻率變化基本成正比關(guān)系,由于渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲的線譜頻率與式(1)中的電脈沖頻率成正比,流量與頻率之間的關(guān)系對(duì)應(yīng)式(1)的描述。
從圖3可以得出渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲的頻譜特性,隨流量的增大,線譜頻率向高頻移動(dòng),且峰值逐漸增加,這與式(1)和式(2)所描述的渦輪流量計(jì)流動(dòng)噪聲線譜的頻率及聲壓級(jí)與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系基本一致,流量增大,渦輪轉(zhuǎn)速提高,流動(dòng)噪聲頻率升高,聲壓級(jí)增高. |
