基于声波除灰的单排管阵列声场特性分析

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1、第35卷第5期毕北电歹J大学学报Voi．35．No．52008年9月JoumalofNorthChinaElectricPowerUniversitySep．，2008基于声波除灰的单排管阵列声场特性分析安连锁，刘铭媛，姜根山，杨文泽(华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定071003)摘要：基于边界元法，以单排管阵列为模型，运用ANSYS软件建立边界元模型，用振动一噪声分析软件SYSNOISE模拟计算了在不同位置的点声源激励作用下，管壁表面声场分布特性及指向性；通过计算场点，得出管阵列周围和远场的声场分布特性图。计算结论对于声波除灰技术的发展及应用均

2、具有实际意义。关键词：声波除灰；ANSYS；管阵列；SYSNOISE；声场特性中图分类号：0424文献标识码：A文章编号：1007—2691(2008)05—0041—05Analysisofsoundfieldcharacteristics0farowtubebasedonthesonicsootcleaningANLian—SUO，LIUMing—yuan，JIANGC-en—shan，YANGWen—ze(SchoolofEnergyandPowerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baod

3、ing071003，China)Abstract：Basedontheboundaryelementmethod，usingasinglerowofthetubeasamodel，theboundaryelementmode1WaSestablishedbyANSYSsoftware，apointindifferentlocationsofthesoundsourceincentives，thesoundfielddistributionanddirectiona1onthetubesurfaceweresimulatedbyvibration—nois

4、eanalysissoftwareSYSNOISE：Soundfielddistributioncharacteristicsaroundthetubesandfar-fieldwereobtainedbycalculatingfieldpoint．There—suitsaremeaningfulinpracticetoboththedevelopmentandapplicationofsonicscotcleaning．Keywords：sonicsootcleaning；ANSYS；tuberow；SYSNOISE；soundfieldcharact

5、eristic0引言1SYSNOISE的边界元理论基础燃煤锅炉在运行过程中，经常会出现受热面在振动一噪声分析软件SYSNOISE中，使用积灰结焦现象，而且使排烟温度升高，锅炉热效边界元法(BEM，BoundaryElementMethod)来率降低，严重危及锅炉的安全和经济运行¨J。因求解内部声场和外部辐射声场[，如：此，对锅炉各受热面进行定期吹灰具有重要的意(1)结构的声辐射：确定结构表面或声场中义。声波除灰技术具有节能等传统吹灰方式不可任何一点的频率响应；比拟的优点迅速发展起来。但是，由于没有可靠(2)声音的散射：研究位于声场中的刚体和的理论做指导_

6、2J，对锅炉内部声场的基本理论研弹性体与声波的相互作用；究不够，不能确定声波除灰器位于不同安装位置(3)计算声音传递系数和穿过墙壁、管道、时在炉内各处产生的声场特性，导致声波除灰技消音器等的损失；术的应用带有一定的盲目性，无法彻底清除管束(4)预测耦合模态等。的积灰和结焦，吹灰效果不明显，不能发挥声波在SYSNOISE中，边界元法分为直接边界元除灰的优势3j。所以，进行声波除灰时，对锅炉法(BEMDirect)和间接边界元法(BEMIndi—内部声场的进一步研究就成为迫切需要解决的问rect)。考虑到模型中在边界元的外部有流体介题质，需要分析外声场，因此

7、采用BEMDirectEx—terior模型。收稿日期：2008—06—02直接边界元法实际上就是求解下面的系统方华北电力大学学报2008在程：即每一波长长度至少包含有6个单元，故单元长A()P=B(,99)度取0．02m。所建管阵列边界元模型如图1所式中：P为流体模型表面上的节点压力；口为流示，共划分单元5866个。通过ANSYS的CD-体模型表面法线方向上节点速度；A为影响矩WRITE命令，输出SYSNoISE能读取的边界元阵；B为影响矩阵。模型文件，导入到SYSNOISE中建立边界元模型流体模型表面上的声压、速度和声强等值在并进行计算j。求解系统方

8、程时可以直接得到，要得到声场中任◎意一点处的声压，还需要计算下面的表达式[5：@