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离心泵是水管路系统中一个重要的动力部件,而离心泵压力脉动引起的流动诱导噪声是水管路系统流噪声的重要组成部分。通过降低离心泵出口端的流动诱导噪声来达到对水管路系统噪声的控制。本文利用实验测量了离心泵出口端的压力脉动和流噪声,分析了离心泵内部压力脉动特性,利用扩张式水消声器控制离心泵出口管路里传播的流噪声,对绿色健康生活和军事国防具有一定的意义。本文的主要研究工作和成果有: 1.阐述了离心泵流动诱导噪声是由内部水流的非定常流动造成的,并简要介绍了其流噪声控制的国内外现状。 2.对不同工况下离心泵出口压力脉动和流动噪声进行试验测量,测量结果表明,叶片通过频率及其二次倍频处的噪声峰值最为明显,同时还发现空化时高频处的噪声峰值升高。 3.阐述了声传播基础理论和消声理论,用数值模拟的方法计算了不同结构的扩张式水消声器的声学性能,其结果表明: (1)随着扩张比的增加,其传递损失也相应的增加;随着扩张腔长度的增加,其传递损失的周期变短;扩张式水消声器存在一个上下截止频率和周期性的通过频率。 (2)串联扩张腔和双出口管的水消声器在低频段噪声范围内取得了较差的消声效果,其中串联扩张腔的水消声器在中高频处的声学特性得到了大幅度提高;同时出口管偏置对水消声器在消声性能上没有影响。 (3)内插管水消声器相比于简单扩张式水消声器在声学特性上得到了较大的改善;随着内插管的厚度的增加,其消声峰值略微减小,对应的峰值频率略微的增大。 4.对不同结构的扩张式水消声器进行了流动特性的分析,结果表明:扩张式水消声器的压力损失随着扩张比的增加而增加,随着扩张腔长度的增加而增加;其中由扩张比引起的局部阻力损失是引起压力损失的主要原因。改变扩张腔截面形状和使出口管偏置对水消声器压力损失的影响均不明显。在水消声器扩张室两端插入内插管其压力损失得到明显提高。 5.对研究的内插管水消声器进行了生产加工,并对比分析了水消声器的传递损失和压力损失的试验测量值与模拟值,验证了数值模拟的准确性。