热压泵噪音降低机理的研究

[摘 要] 分析了热压泵产生噪音的原因，并结合声学原理提出了改造方法。使用此法降低噪音效果显著。

[关键词] 热压泵 消声器 噪音

Study of Mechanism of Noise The Thermo-compressor Reduced

[Abstract]The sound and reason of thermocompressor were analysed.According to the sonic theory，the transformation method was put forward to reduce its sound.

[Key words] Thermocompressor Sound deadening box Sound

中图分类号：TD823.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0250-01

1 蒸发系统热压泵的应用

热压泵（亦即蒸汽喷射泵）多用于精馏和蒸发装置，它的工作原理为：是以高压引射蒸汽在0.8～1.3 MPa的压力下，通过喷射装置使其产生低压，然后将系统中的汁汽吸入，再经过压缩，作为新能源使用，从而达到节约能源的目的。多效蒸发系统使用此装置或压缩一效汁汽或压缩二效汁汽给一效作为热源。不带热压泵和带热压泵蒸发系统蒸发1kg水需要的蒸汽，后者比前者省16%～50%。但热压泵在工作过程中会产生较大的噪声，对生产环境带来不利影响，直接危害操作工人的健康。

2 热压泵噪音产生的原因

热压泵是由喷射装置和泵体组成，其喷射装备为拉法尔喷嘴，其结构如图1所示。气流通过拉伐尔喷嘴时为绝能流动，根据以微分形式表达的柏氏方程并经整理后有：

高压引射蒸汽以速度c=25～30m/s的亚音速进入拉伐尔喷嘴，式中dF/F音速a，此时，dc/c0，则c/a>0，说明气体速度达到超音速。因此，拉伐尔喷嘴是使气流由亚音速c变为超音速的装置。此超声速的声频是由多种频率组成，因此，会产生很大的噪音。

3 现有热压泵的结构

国内热压泵和进口设备热压泵使用的消声办法为阻性消声器，即在泵体的外壳上将吸声材料固定在里面。这样，当声波进入消声器时，一部分声波能被吸声材料吸收，起到消声作用。但由于从拉伐尔喷嘴射出的超音速气流既有高频波，又有中、低频波，而这种消声方法只对高频波有一定的消声作用，对中、低、频波消声效果较差。因此，在热压泵工作时，将产生90～95dB的噪音。

4 消声器的新结构

对于热压泵，要降低噪音，必须采用新结构的消声方法，所消除的声波频率范围应较宽。目前使用的消声器种类很多，而使用于热压泵的只有抗式扩张室式消声器，将其形状根据热压泵泵体结构进一步变形，就能得到用于热压泵的复合式扩张室式消声器。

4.1 扩张室式消声器的改进

原扩张室式消声器结构简单，其消声特点是气流通过时，周期性地漏过了某些频率的声波，如图2a所示。如果在扩张室中插入管段，其峰值频率与L室没有插入管的特征的奇数次通过频率相一致，意味着偶数频率同时被消除，如图2b所示。插入管段，消除了奇数频率声波，如图2c所示。同时插入、则偶数和奇数频率声波同时被消除如图2d所示。这样，所漏出的声波就只有低频声波，此声波即为气流以亚音速的速度在管中流动时产生的噪音，此噪音是消除不掉的。

4.2 插入管的结构

在扩张室式结构中，由于二段均有插入管，气流流出时造成突然扩大，而进入时为突然缩小，因此会形成很大的局部阻力损失。为避免这种损失，可把和连接成一根管，组成了复合式扩张室式消声器。由于连接成一根管后改变了原来由、组成的消声器作用原理，因此需要将中间连接管作成穿孔式管。这对于气流来说，相当于通过一个穿孔板壁面，而不影响其消声效果。

4.3 结论

按此法进行改进型设计的消声器较好的利用了不同频率的声波在各室的反射，产生阻抗失谐，其声波明显得到衰减。笔者为某乳品厂设计的热压泵，如图3所示。经过7年运转，不论混合汽背压，还是混合汽量均 达到设计要求。经现场实际测量，其噪音为78～87dB，大大低于国内、国外同类备的设噪音值。

参考文献

[1] 李耀中、 李东升.噪声控制技术（第2版） .北京：化学工业出版社

[2] 张早校、冯 宵、郁永章.制冷与热泵. 北京：化学工业出版社，2000

[3] 方丹群、张斌、孙家麟、卢伟健.噪声控制工程学. 北京：科学出版社，2013

[4] 茅以惠、余国和.吸收式与蒸汽喷射式制冷机.北京：机械工业出版社，1985