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  • 进口调节阀噪音的计算
    发布日期:2016-6-5


    调节阀噪音计算前言:

          众所周知,由于噪声对人体的健康有害,因此,需要设法限制工业装置所产生的噪声的强度。1970年,美国《职业保护和健康条例》规定了工作场所的最大允许声级:每天工作八小时的地方,声级不允许超过90dB(A);每天工作六小时的地方;声级不允许超过92dB(A)等等。到目前为止,作为工业设计时的一个依据。要设法限制噪声,首先就要预先估计出可能产生的噪声之强度。调节阀是炼油、化工等工业装置中一个重要的噪声源。因此,在设计中选用调节阀时,应预先估算出它可能产生的噪声之强度,以便采取相应的措施。目前,我国对于调节阀噪声的研究工作只是刚刚开始,还没有标准的计算方法。 本文介绍西德机器制造业协会(VDMA)标准对调节阀噪声的估算,供大家参考。

    台臣调节阀噪音的预算

    可压缩流体噪音的预算可根据流体条件、管道规格、调节阀型式等参数来预算出距离调节阀出口1m,管道表面1m处所产生可压缩流体的噪音值。

    调节阀其计算方法如下所述:

    1)调节阀计算中所需的参数

    a、阀型式(HCNHCB等)

    b、公称通径×阀座直径(额定Cv值)

    c、流体名称

    d、计算条件下的流量(*注)

    e、计算条件下的入口、出口压力(*注)

    f、计算条件下的压差(*注)

    g、流体温度

    h、流体的比重或过热温度

    i出口管到道的口径及壁厚(t)(配管直径)

    注:计算条件有最大、正常、最小值等,应分别进行计算。

    2)调节阀噪音的预算公式

    SPL=SPL△P+SPLCV+SPLV+SPL(t2/D)

    SPL:调节阀噪音声压级(dBA

    SPL△P:调节阀两端压差引起的噪音声压级(dBA)(参考图1

    SPLCV:调节阀流量噪音声压修正值(参考图2

    SPLV:调节阀结构型式噪音声压级修正值(参考图34

    SPL(t2/D):配管噪音声压级修正值(参考图5、表1

    3)调节阀计算顺序

    a确定阀的型式

    b)根据流体条件计算Cv值,确定连接口径(确定额定Cv值)---------------------------①

    c)根据阀工作时流体条件计算Cv---------------------------------------------------②

    d)用①②计算出L=             ×100

    e)计算△P/P1△P:阀压差kgf/c㎡;P1:进口绝对压力kgf/c㎡)

    f)求出SPL△P----------------------------------------------------------------△P从图1

    求出SPLCV-----------------------------------------------------------------Cv值从图2

    求出SPLV------------------------------------------------------------△P/P1从图3或图4

    求出SPL(t2/D)------------------------------------配管直径、壁厚(或口径)从图5或表1

    g)对f项各值求和。

    注:阀体口径额定Cv并非选定的额定Cv值,而是连接口径下所具有的最大Cv值。

    调节阀噪音的预算

     1  调节阀两端压差所引起的基本噪音声压级  2  调节阀流量系数噪音声压级的修正值

     

    3  调节阀结构型式噪音声压级修正值(ANSI600以下

    4  调节阀结构型式噪音声压级修正值(ANSI9002500

    5  调节阀出口侧管道噪音声压级修正衰减值

    表1  出口侧管道的噪音衰减值SPL

    公称通径

    出口配管管壁厚号(Sch.No)

    XS

    XXS

    SGP

     

    20

    30

    40

    60

    80

    100

    120

    160

     

     

     

    25

     

     

    -2

     

    -7

     

     

    -13

     

     

    -1

    40

     

     

    0

     

    -5

     

     

    -12

    -6

    -17

    1

    50

     

     

    2

     

    -4

     

     

    -12

    -4

    -16

    2

    65

     

     

    -1

     

    -6

     

     

    -12

    -6

    -18

    2

    80

     

     

    -1

     

    -6

     

     

    -13

    -6

    -18

    4

    100

     

     

    0

     

    -6

     

    -10

    -14

    -6

    -18

    5

    125

     

     

    1

     

    -6

     

    -11

    -15

    -6

    -18

    7

    150

     

     

    1

     

    -7

     

    -11

    -15

    -7

    -18

    7

    200

    5

    3

    2

    -3

    -7

    -8

    -13

    -17

    -7

    -16

    7

    250

    7

    3

    1

    -5

    -8

    -11

    -11

    -19

    -5

     

    7

    300

    9

    4

    0

    -7

    -9

    -15

    -15

    -20

    -3

     

    7

    SGP:为标准气体管道。

    2 调节阀噪音预算的计算实例

    (1)调节阀 计算实例-1

    [流体条件]                                               [预算噪音]

     流体名称:空气                                             SPL△P=97dB﹒A(△P=8kg/cm2---- 图1)

     流体压力:进口压力P1=16 kgf/cm2(A)     SPLcv=2dB﹒A(Cv=200---------  图2)

                    出口压力P2=8 kgf/cm2(A)        SPLv=-5dB﹒A

                    阀压差△P=8 kgf/cm2                               (L=(200/300)*100=62-- 图3)

                    计算Cv值=200                                          (△P/P1=8/16=0.5)

    [调节阀技术参数]                                       SPL(t2/D)=-7dB﹒A(6B Sch.80----表1)

    阀型式:HCN 低噪音笼式调节阀

    阀通径:6B X 6B (CV=330)                       如果使用HCB压力平衡笼式调节阀:

    出口配管:6B Sch﹒80                                  SPLv=+7dB﹒A(△P/P1=0.5-------- 图1)

                                                                        ∴SPL=97+2+7-7=99 dB.A

    (2) 调节阀计算实例-2

    [流体条件]                                                   [预算噪音]

    流体名称:空气                                                 SPL△P=111dB﹒A(△P= 45fkg/cm2--- 图1)

    流体压力:进口压力P1=100 kgf/cm2(A)       SPLcv=2.5dB﹒A(Cv=220---------  图2)

                    出口压力P2=55 kgf/cm2(A)          SPLv= -7 dB﹒A

                    阀压差△P= 45 kgf/cm2                                 (L=(220/365)*100=60 -- 图3)

                    计算Cv值=220                                                (△P/P1=45/100 = 0.45          )

    [调节阀技术参数]                                           SPL(t2/D)= 17dB﹒A(6B Sch.160----表1)

    阀型式:VDN 高压低噪音笼式双座调节阀

    (ANSI1500)

    阀通径:8B X 8B (CV=365)                            ∴SPL=111+2。5-7-17=89。5 dB.A

    出口配管:6B Sch﹒160                                       如果使用HPC高压压力平衡笼式阀(ANSI1500)

                                                                              SPLv= +6 dB﹒A(△P/P1 = 0.45 ------ 图4)

                                                                             ∴SPL=111+2.5+6-17=102.5 dB.A

    非压缩流体调节阀的噪音预算:

    1  对非压缩流体的调节阀噪音值进行预算(因气蚀产生的噪音

    关于距离调节阀出口1m,管道表面1m处调节阀所产生非压缩流体的气蚀噪音值的计算公式如下所述。

    1)计算所需的参数:

    a、阀型式

    b调节阀的节流直径(额定Cv值)

    c、流体名称

    d、计算条件下的流量(*注)

    e、计算条件下的入口、出口压力(*注)

    f、计算条件下的压差(*注)

    g、流体进口侧的温度

    h、流体的比重

    i、进口侧温度下的饱和蒸汽压

    j、出口管道的口径及配管管道号

    注:计算条件有最大、正常、最小值等,应分别进行计算。

    (3) 噪音的预算公式

    SPL=SPL△P+SPLcv+SPLP1+SPLv+SPLt  其中

    SPL=调节阀噪音的预算值(dB﹒A

    SPL△P=根据调节阀前后压差所整理出来的值(参照图6)

    SPLcv =根据CV值所整理出来的值(参照图7)

    SPLP1 =根据阀进口侧压力所整理出来的值(参照图8)

    SPLv =根据调节阀的型式、流量特性及气蚀系数所产生的修正值。

    [HLS、HTS、HPS、VST(参照图10),(HCB、HPC、VDC参照图9)]SPLt =由于出口侧配管壁厚所产生的噪音衰减效果(参照表2)    

    图6        调节阀基准噪音声压级

                                                          图7  流量系数噪音声压级的修正值

    图8  调节阀进口侧压力噪音声压级的修正值

    (4) 计算顺序

    a) 确定调节阀的型式。 

    b) 根据流体参数计算出Cv值,确定出调节阀的口径。(确定出调节阀所定口径下的额定Cv值)

    c) 计算出各使用条件下的Cv值。

    d) 计算出气蚀系数   由K=△P/(P1-Pv)来计算。

    e) 计算出SPL△P ----------------- 用△P从图6

    计算出SPLcv ------------------ 用Cv从图7

    计算出SPLP1 ---------------------  用P1从图8

    计算出SPLv ------------------- HCB、HPC、VDC场合从图9,HLS、HTS、HPS、VST的场合从图10

    计算出SPLt ------------------- 用表2求得

    △P:调节阀压差   kgf/cm2

    P1:进口侧压力    kgf/cm2(A)

    Pv:进口侧温度下的饱和蒸汽压力   kg/cm2(A)

    f) 加出(e)项的计算值。

    2 预算噪音的计算实例

    [流体条件]                                                  [预算噪音]

    流体名称:水                                                   a)HCB的场合

    流体压力:进口压力P1=10 kgf/cm2(A)         SPL△P=59Db(△P=△P=4kgf/cm2 -----  图6)

                    出口压力P2=6  kgf/cm2(A)           SPLcv= 23dB(CV=211 -------------  图7)

                    阀压差 △P= 4kg/cm2                        SPLp1=-6 dB(P1=10 kgf/cm2(A)--- 图8)

                    流体温度:100OC                              SPLv = 3。5dB

                  (饱和蒸汽压:1kgf/cm2 abs)           (△P/(P1-P2)=4/(10-1)=0。45-------- 图9)

                   计算Cv值:211                                    SPLt=0 dB(6B Sch﹒40 ------------ 表2)                  

                                                                            ∴SPL=59+23-6+3.5+0=79.5 dB.A

    [调节阀其他技术参数]

    阀型式:HCB 压力平衡笼式调节阀                   b)HTS的场合

    阀口径:6B X 6B                                            SPLv = 7.5dB(△P/(P1-P2)=0.45 ---- 图10)

    阀特性:等百分比                                

    出口侧配管:6B Sch.40                                ∴SPL=59+23-6+7.5+0=83.5 dB.A


    (气蚀系数)

    图9  调节阀气蚀系数的噪音修正值(HCB、HPC、VDC场合)

    (气蚀系数)

    图10  调节阀气蚀系数的噪音修正值(HLS、HTS、HPS、VST场合)

    表2  出口配管的噪音衰减(dB)

    管道尺寸

    出口配管壁厚号

    (B)

     

    SCH40

    SCH80

    SCH150

    1

    0

    0

    -2

    1 1/2

    0

    0

    -2

    2

    0

    0

    -2

    2 1/2

    0

    0

    -2

    3

    0

    0

    -2

    4

    0

    -2。5

    -5

    6

    0

    -2.5

    -5

    8

    0

    -2.5

    -5

    10

    0

    -3

    -7

    12

    0

    -3

    -7

    14

    0

    -3

    -7

    16

    0

    -3

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