直接测量离心泵噪声的难点无法分离不同噪声源对总噪声的贡献量,特别是流动动力学噪声与机械结构的噪声,也不能评估声共振与声反射等现象的影响。因此在测试离心泵内部流动噪声时,常在在离心泵与闸阀与离心泵之间安装隔声罐以消除阀的噪声,常用的测试方法有双传感器传递函数法,四端网络法等,文献对这两种方法有较详细的概括。而在测试机械结构的噪声时,Mongeau等人1995年提出了以空气为工作介质并拆卸掉蜗壳的方法,以消除声共振与反射的影响并确认了离心泵结构的噪声。
3.离心泵噪声研究展望
经过近年来的努力,对离心泵噪声产生机理的研究已经取得了一定进展,但还没有一个系统的、快速的方法能够准确预测离心泵噪声与优化离心泵结构。要达成这个目的,笔者认为还存在以下问题需要解决。
(1)单个漩涡运动发声模型的建立。现在已经可以通过CFD直接数值求解N-S方程来得到以漩涡形式描述的完整的流场,若能够建立单个漩涡诱发流体动力学噪声的模型以及单个漩涡与任意移动固体边界耦合诱发噪声的模型,则不用考虑湍流、边界层、流体分离与水锤等复杂流动现象,而可以通过该模型得到离心泵准确的噪声。在单个漩涡模型的建立中,把三维漩涡分解成为两维的漩涡将是一种有效的方法。
(2)离心泵系统全局噪声的研究。离心泵的进出口管道、各种阀影响离心泵产生噪声是显而易见的,已作研究均是研究离心泵本身产生的噪声,而对管道、阀诱发的噪声以及其对总噪声级的贡献量还未研究。同时,由非对称转子转动诱发的离心泵噪声也还未得到充分的研究。因此,建立离心泵系统全局的模型对噪声进行研究能够更完整和准确地确定各部件产生的噪声。
(3)快速数值计算方法的建立。数值求解离心泵内部流场时,特别是求解非定常三维流动问题,往往需要几周的时间,而后还需要把所得大量数据输入到声场计算工具中,耗时巨大,所需空间也很大。因此,建立快速算法将加快离心泵噪声研究的进展。已经有研究尝试在每一计算时间步内同时计算流场又计算声场的做法来加快计算速度。
(4)汽蚀诱发噪声的研究。汽蚀可能发生在任何情况,即使是离心泵在满足汽蚀余量的要求之下工作时,局部地区也有可能发生汽蚀现象,因此,对局部汽蚀发生区域的定位、建立汽蚀本身以及与结构耦合诱发噪声的模型仍是流体动力学声的研究方向。
(5)水锤现象诱发噪声的研究。阀门的开关在离心泵系统中是常见的情况,由水锤引起的冲击噪声也是离心泵噪声的组成部分,对它的研究能够更准确的预测离心泵系统的噪声。
(6)直接测量离心泵噪声的试验方法的改进。在闸阀与离心泵之间安装隔声罐的做法虽然可以消除阀门对测量离心泵噪声的影响,但在确定各个部件或流体对总噪声级的贡献量的测试中,如何消除其他部件或流体的影响仍然是一个需要解决的方面。
(7)主动控制离心泵系统噪声方法的研究。优化离心泵的结构优化虽然能够明显的降低噪声,但也有可能满足不了工业的需求,而主动控制的方法则可以根据需求设计系统,从而满足需要。文献就提出了去掉截流阀,通过控制电机转速的方法控制流量以减小噪声的方法。文献中也提出了在离心泵中在汽蚀之前就置入少量气体以控制汽蚀,从而抑制噪声的方法。
总之,需要完全解决离心泵诱发噪声的问题还需要从多方面进行努力。



