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調(diào)壓閥噪聲預(yù)算
*,由于噪聲對人體的健康有害,因此, 需要設(shè)法限制工業(yè)裝置所產(chǎn)生的噪聲的強(qiáng)度。1970 年,美國《職業(yè)保護(hù)和健康條例》規(guī)定了工作場所的zui大允許聲級。每天工作8h的地方,聲級不允許超過90dB (A)。每天工作6h的地方,聲級不允許超過92dB (A)等。到目前為止,作為工業(yè)設(shè)計時的一個依據(jù)。
要設(shè)法限制噪聲,首先就要預(yù)先估計出可能產(chǎn)生的噪聲的強(qiáng)度。調(diào)節(jié)閥是煉油、化工等工業(yè)裝置中一個重要的噪聲源。因此,在設(shè)計中選用調(diào)節(jié)閥時,應(yīng)預(yù)先估算出它可能產(chǎn)生的噪聲的強(qiáng)度,以便采取相應(yīng)的措施。目前,我國對于調(diào)節(jié)閥噪聲的研究工作只是 剛剛開始,還沒有標(biāo)準(zhǔn)的計算方法。
(1)噪聲計算中的名詞術(shù)語
①有效聲壓是聲場中一^點上的瞬時聲壓在一k個周期內(nèi)的均方根值,故又稱為均方根聲壓,簡稱聲壓,單位是;xdB (A)(即微巴)。
②一個聲壓級(SPL) —個聲音的聲壓級,等于這個聲音的聲壓和基準(zhǔn)聲壓之比的常用對數(shù)值再乘 以20,即
SPL=20lgp//?0 (15-18)
式中 P 有效聲壓,;xbar;
Po——基準(zhǔn)聲壓,在聽覺量度或空氣中聲級量度中,取 po=2X10-4pbar;
SPL一聲壓級,dB。
③聲級是指位于聲場中的某一點上,在整個可以聽得見的頻率范圍內(nèi)和在一個時間間隔內(nèi),頻率加權(quán)的聲壓級。聲級是用來衡量噪聲大小的一個基 本量。
A聲級是以聲級計的A網(wǎng)絡(luò)測得的$壓級,單位是dB (A),稱為分貝A-加權(quán)。
此計算方法是基于已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的試驗方案的試驗結(jié)果。在這個標(biāo)準(zhǔn)化的試驗方案里,調(diào)節(jié)閥裝在各向同性、均勻聲場內(nèi)的直管道中,管道的耐壓等級為 PN40o聲級計放在調(diào)節(jié)閥出口法蘭的平面內(nèi),距管道外壁lm處。計算的結(jié)果,即為該情況下的聲級。
(2)噪聲估算公式
①適用于液體調(diào)節(jié)閥噪聲的估算公式當(dāng)介質(zhì)為液體,在調(diào)節(jié)閥前后的差壓(Ap = pi—外)增大到某一數(shù)值的時候,便會由于出現(xiàn)閃蒸、空化現(xiàn)象, 而使噪聲的聲級急劇上升。開始出現(xiàn)空化的點即稱為臨界點,它所對應(yīng)的差壓即稱為臨界差壓。以此為 界,可以把工作狀態(tài)分成臨界差壓和亞臨界兩種,二者的噪聲估算公式也不同。
a.無空化的情況(XF<ZY)。
式中XF——液體的壓力比,XF = Ap/(勿一pV) =
(pi ~p2W(pl — pV、;
Ap 調(diào)節(jié)閥前后的壓差,bar;
p\ 閥前絕壓,bar;
p2 閥后絕壓,bar;
Pv——液體的蒸氣壓(水的蒸汽壓見圖 • 15-4),bar (a);
ZY——調(diào)節(jié)閥開度為Y時的Z值(圖15-5),
它是用來說明是否發(fā)生空化的一個
參數(shù);
Z由調(diào)節(jié)閥型號決定的閥門參數(shù),其數(shù)值由閥門制造廠用圖線或表格的形式提供;
Y—一閥的開度,Y=KV/KVS;
Kv——閥的流通能力;
Kvs——閥的開度為100% (即zui大流量)時的 Kv值,m3/h;
La——噪聲的聲級,dB (A); p一一液體的密度(水的密度見圖15-6),
kg/m3 ;
ALf——由調(diào)節(jié)閥型號和閥的開度Y=0. 75時
的壓力比XF決定的校正量,dB
(A)0
當(dāng)(>i _/>v)時無空化現(xiàn)象發(fā)生,當(dāng) Ap>ZY(p\ — pv)時有空化現(xiàn)象發(fā)生,當(dāng)= (Pi-Pv)時開始產(chǎn)生空化現(xiàn)象,此差壓稱為臨界差 壓,記為A夕K。
各種調(diào)節(jié)閥的Z值并不相同。旋轉(zhuǎn)球閥Z= 0.1?0.2,蝶閥Z=0. 15?0.25,標(biāo)準(zhǔn)單座閥或雙座 閥Z=0.3?0.5,低噪聲閥Z=0. 6?0.9。
ALF反映了調(diào)節(jié)閥的聲學(xué)特性,標(biāo)準(zhǔn)單座閥或雙座閥的ALF = 0時,低噪聲調(diào)節(jié)閥的ALF曲線由制造廠提供(圖15-7)。
對應(yīng)于zui大聲級的差壓比記為XFM,當(dāng) 1.0時,有式中—閥前流體的溫度,K;
P~*體的密度(氣體取標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度,水蒸氣取產(chǎn)0. 8kg/m3),kg/m3 ;
ALg——由調(diào)節(jié)閥型號和閥的開度Y=0. 75時的壓力比X=(灼一負(fù))/勿決定的校正量,dB (A)。
標(biāo)準(zhǔn)單座閥和雙座閥的ALg小到可以忽略不計, 低噪聲調(diào)節(jié)閥ALg曲線由制造廠提供(圖15-8)。
管徑DN/mm | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 | |
管壁厚度 S /mm | 2.6 | 0 | 0 |
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| ------- |
2.9 | —0. 5 | —0. 5 | 0 | ------- | ------- | - | - |
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3.2 | -1.0 | -1.0 | —0, 5 | 0 | ------- |
| ------- |
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3.6 | —1. 5 | 一 1. 5 | -1.0 | —0. 5 | 0 |
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| ------- |
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| ------- | |
4.0 | —2. 0 | -2.0 | -1.5 | -1.0 | —0. 5 | ------- |
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| ------- |
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4.5 | 一2. 5 | —2. 5 | -2.0 | 一1. 5 | -1.0 | 0 |
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5.6 | —3. 5 | -3.0 | -3.0 | -2.0 | -2.0 | -1.0 | 0.5 | 1.0 | - |
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6.3 | -4.0 | —3. 5 | —3. 5 | —2. 5 | —2. 5 | —1. 5 | 0 | 0.5 | 1.0 | - |
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7. 1 | - | -4.0 | -4.0 | -3.0 | -3.0 | -2.0 | 一0. 5 | 0 | 0.5 | 2.0 | - | |
8.0 | - | —4. 5 | —4. 5 | —3. 5 | _3. 5 | —2. 5 | -1.0 | —()• 5 | 0 | 1.5 | 2.5 | |
10 | - | —5. 0 | 一5. 5 | -4.0 | —4. 5 | 一3. 5 | -2.0 | -1.0 | -1.0 | 0-5 | 1.5 | |
11 | - |
| - | —5. 0 | —5. 0 | -4.0 | —2. 5 | -2.0 | —1. 5 | 0 | 1.0 | |
12.5 | - | - |
| -5.5 | 一5. 5 | —4. 5 | -3.0 | —2. 5 | -2.0 | —0. 5 | 0.5 | |
14.2 |
| - |
| _ 6. 0 | —6. 0 | 一5. 0 | -3.5 | -3.0 | —2. 5 | -1.0 | 0 | |
16 |
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| -6.5 | -5.5 | -4.0 | -3.5 | -3.0 | -2.0 | —0. 5 | |
20 |
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| -6.0 | -5.0 | -4.5 | -4.0 | -3.0 | -1.5 | |
25 |
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| -7.5 | -6.0 | -5.5 | -5.0 | -3.5 | -2.5 | |
30 | --- | --- |
| --- | --- | --- | -7.0 | -6. 5 | -6.0 | —4. 5 | —3. 5 |
在式(15-19),式(15~20)和式(15~22)中,實際上包含著一個壓力額定值為屢0的管道平均衰減量, 如果實際使用的管道之壓力額定值不是PN40,那么在計算噪聲的聲級時,在式(15~19)、式(15~20)和式 (15-22)中就應(yīng)再加上校正量ARm—項進(jìn)行修正。
ARM = 10lg(S4o/S) (15-23)
式中ARm——與管壁厚度S有關(guān)的校正量,dB (A); S40——PiV40的管壁厚度,mm;
S一實際使用的管壁厚度,mm。
某成批生產(chǎn)的鋼管,其值如表15-8所示。 ③估算方法的使用范圍及結(jié)果的度
a. 該估算方法只考慮了在封閉管道系統(tǒng)中的流體動力學(xué)噪聲,而并不包括調(diào)節(jié)閥內(nèi)部可動部件產(chǎn)生的響聲,以及在固體材料中傳播的聲音,或由于某種原因反射和共振造成的聲音放大效應(yīng)。
b. 當(dāng)測試條件與標(biāo)準(zhǔn)化試驗方案有差別時,則應(yīng)按DIN 458635 BLatt 1進(jìn)行修正。
c. 調(diào)節(jié)閥出口處以及管道中的流速不應(yīng)超過下
列極限值:液體ct^lOm/s (w為流速);氣體和蒸汽 Ct^O. 3o;s (CVs 為聲速)。
d. 1<KV<6000,0.01CX 或 XF<1.0 (X 為氣體或蒸汽的壓力比),LA>20dB (A)。
e. 聲級的計算結(jié)果存在一^ 10dB (A)的偏差帶。
(3)聲級的圖解法
①適用于液體調(diào)節(jié)閥噪聲的圖解法液體調(diào)節(jié)閥噪聲的聲級La可以表示為幾項之和:
LA=LAIF+LA2F+LA3 +ALF (15-24)式中Laif 液體調(diào)節(jié)閥由決定的聲級(可由圖15-9查出),dB (A);
LAZF——液體調(diào)節(jié)閥由XF及ZY決定的聲級(可由圖15-10查出),dB (A);
Las——液體調(diào)節(jié)閥由p決定的聲級(可由圖15-11 查出),dB (A)。
②適用于氣體和蒸汽調(diào)節(jié)閥噪聲的圖解法氣體和蒸汽調(diào)節(jié)閥噪聲的聲級La亦可以表示為幾項之和:
LA=LAIG+LA2G+LA4 + ALG (15-25)式中LA1G——氣體和蒸汽調(diào)節(jié)閥由勿決定的聲級(可由圖15-12查出),dB (A);
LAZG——氣體和蒸汽調(diào)節(jié)閥由X決定的聲級(可由圖15-13查出),dB (A);
La4 氣體和蒸汽調(diào)節(jié)閥由|0N決定的聲級(可由圖15-14查出),dB (A)。
來源:上海自動化儀表銷售網(wǎng)(www.40017.net)
來源:http://www.40017.net/info/jishu_c95f0e06cb375b25.html