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降低流噪声的方法

管流噪声和振动基本上可以有下类因素中的一个或几个产生:

与充分形成的湍流管流有关的随机波动之内部壁压场;
局部的流动扰动所引起的随机波动的内部壁压场;(有诸如阀门、弯管、街头及其他管子附件所产生)
湍流管流形成的内部声压场;
流动扰动形成的内部声压场;
管子附件传播的机械振动;

其中2、4、5是占主导地位的。
充分发展的湍流管流造成的壁压场在各个方向上统计是均匀的,而扰动形成的壁压场则不是均匀的,之后在距离扰动远很远的地方才可能是统计均匀的。
当声波在管内的限定空间传播时,波的传播及可能平行于管壁也可能与管壁成某个倾斜角。前一类型就是我们所熟知的平面波的传播,后一类型则称之为高阶声模态或横向模态波传播。对于平面波,在给定的管子横截面上声压是不变的。对于高阶声模态,声压在给定的横截面上不是常量,而是管横截面上距离和角位置的函数。
管流噪声和振动的主要来源是

重合;
依赖于斯特劳哈数的涡脱落现象;
不依赖于斯特劳哈数的空腔共鸣;
边界层湍流;
传播的平面波;
在不连续处的流动分离和增强的湍流;
机械激励

重合:: 只内部传播的声波模态与管壁挠曲共振模态之间波长(波数)和频率的匹配。
管流噪声和振动级由下列因素控制

扰动的几何条件;
气体的流速;
管壁的厚度;

对(I)的参数依从关系没有明显的数学关系式,预测的结果是定性的且必须从试验的数据库得到。一般来说管子附件造成的内部波动的壁压谱,以90度斜截弯管和直观流动的影响为上限和下限。而在临近流动扰动的区域,内部壁压波动实际上非常剧烈并且周向不均匀。
对于弯管、T型接头、阀门等下游的直流管路,重合通常是噪声和振动的主导源。低频噪声(即低于第一高阶声模态截至频率的噪声)是由平面波、或者是由与斯特劳哈数有关的涡脱落现现象,或者是由与斯特劳哈数无关的空腔共鸣引起的。边界层湍流通常不是主要的噪声和振动问题。在比邻管子附件的区域,噪声和振动的主要源是流动分离和增强的湍流或机械激励。
任何实际或者排故都应从努力识别与各种可能的机制有关的频率着手。如果设备是现成的,则噪声和振动谱的采集将极大的简化噪声源的认别程序。
首先,需要确定对于给定管径、壁厚和流速的各种高阶声模态的截至频率。只需确定最初的几个高阶声模态的截至频率就够了,在高频区,识别他们非常困难,因为他们倾向于汇合到一处。各种截至频率可以从一些简化方程或者图表中得到。相应的重合频率可以利用方程计算。对于钢管其重合频率非常接近于他们本身的截止频率。设计者还需要确保管壁厚度参数不应是易于产生最大重合的情况。
与斯特劳哈数有关的涡脱落现象和与斯特劳哈数无关的空腔共鸣可以依据管子附件的类型由方程来识别。
边界层湍流和传播的平面波产生宽带壁压谱,壁压谱本身又产生宽频带的管壁振动响应。由这些机制产生的响应级通常比重合响应或者涡脱落和/或空腔共鸣引起的响应要低。因为这些激励类型的宽带性质,通常不能把他们与任何突出的谱峰值联系起来,但当存在某一频率平面波激励(如来自泵的脉冲)时是例外的。
在不连续出的流动分离和增强的湍流、以及任何关联的机械激励产生的噪声和振动很难进行量化,噪声和振动谱通常随着管子附件的类型而具有独特性。关于控制阀门(球阀、浮球阀、蝶阀)的经验预测方案可以从生产厂家得到。所有这些预测方案都是阀门跨越压比的函数。在控制阀中起主导作用的噪声产生机制是流动分离及在流动元件下游激波/增强的湍流之间的交互作用。局部的激波噪声是由与激波(由压比引起)与增强的湍流(由分离引起)之间的相互作用而生成。在远离阀门的地方,传播的高阶声模态是占主导地位的噪声源。

笔电噪声

最近很少听到我的笔记本电脑HP-compaq6520s电源敲钟了,甚至都忘记了这么一回事情。不过今天打开电脑的时候,又听到了熟悉的当当当,才突然意识到,自从前一段时间升级了BIOS后,似乎左侧风扇工作的更勤奋了,一刻不停的呼呼呼吹风,让我把注意力都放在了更烦心的风扇噪声上,而电源噪声就这样被风扇噪声掩盖掉了。
对HP的笔电,失望极了。以后都不会买他家的货。