这是一篇技术文章,讲述的是《调节阀噪音的计算》。如果您还有什么技术上的疑问可以咨询台臣技术人员,需要采购调节阀请联系台臣企业销售人员。

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调节阀噪音的计算

发布时间:2016-05-30
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。 本文先容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(HCN、HCB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3、4)
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值---------------------------------------------------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----------------------------------------------------------------用△P从图1
求出SPLCV-----------------------------------------------------------------用Cv值从图2
求出SPLV------------------------------------------------------------用△P/P1从图3或图4
求出SPL(t2/D)------------------------------------用配管直径、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:
调节阀噪音的计算
调节阀结构型式噪音声压级修正值(ANSI900~2500)
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)计算中所需的参数:
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)    
调节阀噪音的计算
图6        调节阀基准噪音声压级调节阀噪音的计算
                                                      图7  流量系数噪音声压级的修正值
调节阀噪音的计算
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
调节阀噪音的计算
(气蚀系数)
图9  调节阀气蚀系数的噪音修正值(HCB、HPC、VDC场合)


调节阀噪音的计算

(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

-7

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