摘 要：目前大多数船舶动力系统是借助离心泵来实现的，一旦离心泵工作过程中出现严重的振动现象，船舶的正常航行将受到影响。基于此，本文以船用离心泵为研究主体，首先分析船用离心泵出现振动噪声的原因，针对这些原因提出设计改进，并对改进后的离心泵进行数值模拟，以期降低离心泵的噪声。
　　关键词：船用离心泵；减振；降噪；数值模拟
　　中图分类号：U664.58 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0214-01
　　引 言
　　本文主要从船用离心泵的设计改进入手，通过改变泵壳结构的手段来解决船用离心泵的振动问题，并通过数值模拟来验证改进后的减振降噪效果。
　　1 船用离心泵振动噪音成因
　　在船用离心泵运行的过程中，离心泵内部的旋转部件和静止部件的相互作用易造成转轮振动，影响机组安全运行。实际调查发现，导致船用离心泵出现振动噪音的因素如下：①设计不合理引起的振动噪音。由于船用离心泵结构复杂且是非对称结构，故一旦设计不合理，机组内部流体会流动紊乱，从而导致机组内部压力分布不均匀，产生的压力脉动易造成泵体出现非正常振动，因此要防止设计原因造成的机组振动噪声。②制造工艺不良造成的振动噪音。船用离心泵内部结构复杂，对于制造工艺的精度要求较高。例如若泵体的叶轮不光滑，极易造成泵体旋转部件的质量分布不均匀，从而产生振动噪音。③机组安装的不合理导致泵体产生振动噪音。机组在进行安装的过程中，对基准面的选取要求极为严格，若选取出现误差，就会导致泵轴和管道的安装错误，这极易导致机组的振动噪音。
　　2 船用离心泵减振措施及模拟
　　为探讨如何有效降低船用离心泵振动噪音，笔者选取某一船用离心泵进行试验模拟，该离心泵为单壳体泵，泵和电机的连接方式为刚性连接，相关参数为：流量Q=350m3/h，扬程H=38m，转数n=2950r/min，噪声≤85dB。
　　2.1 设计改进
　　本次的设计改进方案包括：将泵壳单体变为双壳体，并提升泵壳的强度；将泵和电机间的连接方式由刚性连接改进为弹性连接；增加泵配件的精度（将水泵叶轮、转子部件及电机转子平衡精度等级由G6.3级提高到G2.5级）；对泵脚板处的加强筋方位进行改进，并增加钢筋的根数，同时泵进口位置增加加强筋；将机组的电机支座由原始的焊接件变为铸件；对机组轴承布置位置进行调整，使轴承自身承受轴向力。
　　2.2 试验数值模拟
　　首先，对设计改进前后泵的流场模拟进行分析，通过分析模拟图，可发现改进后的泵体径向压力大幅度减小，整个泵体的振动幅度相比原设计明显减小。
　　表1给出焊接底座及改进后的铸造底座模态前十阶频率。其中，泵的转动轴频为50Hz，蹦的叶频为300Hz。从表1中我们可以得知，铸造电机支座的固有频率远远高于焊接底座，尤其是第一、二、三阶固有频率是水泵叶频的3～4.8倍，明显优于焊接底座，故可以得出电机机组支座采用铸造的方式远优于焊接底座，可以大幅度减小机组振动噪声。
　　从表2中我们能够得出，经过设计改进后的泵体不管是基脚振动级、机身振动烈度还是空气噪声指标都是小于规范要求值的，说明此次泵体的设计改进效果明显，能够减小泵体的振动噪声。
　　3 结 论
　　本文在对船用离心泵振动噪音成因进行分析的基础上，以某一离心泵为研究主体，提出运用设计改进的方式来解决泵体的振动噪声，并借助数值模拟对改进前后泵体内总压分布图以及底板模态进行分析，通过数值模拟可知，改进后泵体的各振动噪声小于规范值，因此值得在实际泵体设计中推广应用。
　　參考文献
　　[1]王新海，杜喆华，穆 岩，陈 剑.船用离心泵减振改进数值模拟分析研究[J].船舶工程，2011（S2）：125～129.
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　　收稿日期：2018-11-16