调节阀噪声产生原因简析

调节阀产生噪声的类型有三种：机械振荡噪声、液体动力噪声和气体动力噪声。

1.机械振荡噪声

机械振荡噪声是流体在阀体内部的不规则冲击和压力波动引起调节阀内的可动部件机械振动而发出的噪声。例如，阀芯与阀座之间的撞击、阀杆导向块与导向面的横向运动，其振动频率一般小于1500Hz。噪声的幅值与碰撞的能量、振动体的质量有关。

当引起调节阀内件在其固有频率（约3000～7000Hz）下谐振时，不仅产生很大机械噪声，还会造成很大的机械应力，使设备振动而疲劳损坏。

机械噪声中有一种由于相互作用的两个表面发生相对运动造成摩擦的干摩擦声，由于运动表面的微小凸起体会相互嵌入并发生分子的凝聚，造成表面的黏附，导致表面发热和磨损。干摩擦声是一种高频噪声，与它的表面运动速度、表面粗糙度、润滑情况有关。

机械噪声目前没有预估的方法。通常，这类噪声直接用仪表在现场测定，可通过阀芯、阀座和其他运动零件的结构设计，减少可动零件的质量来减小机械噪声。

2.液体动力噪声

液体动力噪声是流体流经调节阀时由紊流、空化和闪蒸等作用产生的噪声。液体流经调节阀时，产生节流作用，如图7-19所示。由于在节流孔处流通面积缩小，流速升高，压力下降，容易发生阻塞流现象，产生闪蒸和空化，气泡的爆裂产生的噪声称为液体动力噪声。它是由于节流断面处流体的突然膨胀造成流体不稳定流动。它不仅产生噪声，还会对阀芯和阀座等阀内件造成严重的冲刷和空化，使调节阀损坏，其噪声频率约为15～10000Hz。

图7-19 各种节流形式(www.xing528.com)

这类噪声的特点是随着气蚀开始，这类噪声会随气泡的增加而增强。当调节阀两端的压差达到完全汽蚀的压差时，噪声反而减小。因此，降低这类噪声的方法是使调节阀两端的压降小于开始空化的压降。不同类型调节阀开始空化的阀压降不同，因此也可选用空化压降高的调节阀类型来防止这类噪声的发生。

在选择调节阀时，为避免产生液体动力噪声，关键在于找到开始产生空化作用时的调节阀压降Δp_c，确保调节阀的压降小于Δp_c。为此，引入一个起使空化系数K_c的概念

K_c的数值由试验得到，它也可以根据液体的压力恢复系数F_L来确定。图7-20所示为F_L和K_c的关系。

3.气体动力噪声

大多数调节阀噪声是气体动力噪声。当气体或蒸汽流过控制阀的节流孔时，气体的流速达到或超过声速，形成冲击波、喷射流和旋涡流。这些杂乱的气体流动的能量在节流孔下游转换为热能，并产生气体动力噪声。这类噪声的特点是一旦产生就会沿管道向下游传播。此外，喷射流的冲击力与流速平方成正比。因此，降低流速可大大减小喷射流的冲击力，并减小这类噪声。

降低气体动力噪声的措施可采用限制气体或蒸汽的流速，如液体的流速低于6m/s、气体的流速低于200m/s、饱和蒸汽流速低于50m/s、过热蒸汽流速低于80m/s，还可采用降噪器、降噪调节阀等。

图7-20 F_L和K_c的关系图