船用立式离心泵流噪声特性分析

为了降低舰船在航行时的噪声,对船用立式离心泵内部流动噪声的特性进行研究。基于计算流体动力学(CFD)数值仿真方法计算某型立式离心泵的非定常流场,分析其在不同位置处的脉动压力特性,并通过试验验证流场计算结果的准确性。提取在3种工况下通过非定常流场计算得到的叶片旋转偶极子和蜗壳固定偶极子声源信息,在LMS Virtual lab中进行内部流动噪声计算,并分析其流动噪声特性。研究结果表明:叶轮出口不均匀的射流-尾迹结构和叶轮与隔舌的动静干涉作用是立式离心泵叶轮部位和蜗壳部位产生脉动压力的主要诱因;内场噪声与脉动压力直接相关,噪声频率特性与脉动压力频率特性一致,主要峰值频率集中在叶频和倍频处;固定偶极子声源和旋转偶极子声源均对立式离心泵内场流动噪声有很大贡献,与旋转偶极子声源相比,固定偶极子声源对进出口噪声的影响更大。研究成果可供船用立式离心泵减振降噪和低噪声设计参考。

船用立式离心泵内部流场特性及模态影响因素分析

以某型船用立式离心泵为研究对象,基于ANSYS CFX软件计算离心泵内部流场的压力脉动,搭建试验台架,进行外特性试验,验证流场计算结果的可靠性并分析离心泵的压力脉动特性。在此基础上,基于ANSYS Workbench软件计算离心泵系统在弹性和刚性安装状态下的模态;考虑作用在泵体上的流体压力、泵自身的重力和叶轮旋转产生的离心力所造成的预应力,继而分析离心泵在不同工况下的模态。结果表明:非定常流场计算得到的性能参数与试验结果更为接近,定常流场计算得到的性能参数与试验结果偏差较大;不同工况下,离心泵压力脉动的峰值频率均以轴频和叶频的倍频为主;弹性安装会降低离心泵系统的固有频率,预应力作用对离心泵系统的固有频率影响不大。研究成果可为船用立式离心泵的减振降噪提供参考。