傾斜蝸舌對(duì)多翼離心風(fēng)機(jī)流場(chǎng)及噪聲的影響

理論分析了聲波在空氣-鋼板界面上的傳播過(guò)程.結(jié)果表明:聲波在蝸殼壁面上的入射角不小于3.23°時(shí)發(fā)生全反射;在入射角小于3.23°時(shí)雖然存在聲波的透射,但當(dāng)蝸殼厚度不小于3mm時(shí),聲波經(jīng)a聲級(jí)計(jì)權(quán)后的隔聲量大于40db,證明了將蝸殼作為聲學(xué)硬邊界條件處理的合理性.采用薄殼體邊界元方法計(jì)算分析了將蝸殼作為聲學(xué)硬邊界對(duì)聲波傳播的影響,結(jié)果表明:蝸殼對(duì)低頻聲波傳播的影響不明顯,風(fēng)機(jī)低頻聲源可以近似為緊湊聲源,但隨著頻率的增大,聲波受到蝸殼散射的影響逐步明顯,蝸殼曲面上的漫反射使得風(fēng)機(jī)內(nèi)部分布聲源激發(fā)的聲場(chǎng)趨近均勻化.

針對(duì)多翼離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲的主要噪聲源提出降噪方案。首先,對(duì)于多翼離心風(fēng)機(jī)渦流噪聲的降噪,主要通過(guò)優(yōu)化葉輪、蝸殼的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)和在葉輪出口加裝旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓器等方式進(jìn)行。其次,對(duì)于多翼離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲的降噪,主要通過(guò)改變蝸舌形式進(jìn)行。最后對(duì)優(yōu)化進(jìn)出口安裝角的葉輪和在葉輪出口加裝旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓器這兩種降噪措施進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)與原型相比達(dá)到顯著的降噪效果。

針對(duì)目前不同型號(hào)的多翼離心風(fēng)機(jī)采用降噪方法的不確定性,提出了一種基于非定常流場(chǎng)的多翼離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲分析方法,不需要直接求解聲場(chǎng)卻能為多翼離心風(fēng)機(jī)降噪提供有用信息。對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部非定常流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)合時(shí)域和頻域方法對(duì)流場(chǎng)內(nèi)靜壓脈動(dòng)的強(qiáng)度和頻率進(jìn)行分析,根據(jù)聲學(xué)基本理論,判定主要?dú)鈩?dòng)噪聲源的位置及噪聲類(lèi)型。用該方法對(duì)某多翼離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行計(jì)算,實(shí)驗(yàn)與理論分析的結(jié)果吻合良好。

多翼離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)-多翼式離心風(fēng)機(jī)

數(shù)值模擬了t9-19no.4a離心風(fēng)機(jī)蝸殼在非定常氣動(dòng)力作用下的蝸殼響應(yīng)振動(dòng)及其噪聲。首先給出該風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)及噪聲的測(cè)量結(jié)果,得出基頻噪聲是主要噪聲類(lèi)型。然后使用cfd軟件ansyscfx對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)做了整場(chǎng)瞬態(tài)數(shù)值模擬。流體壓力脈動(dòng)作用于蝸殼產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的力,激勵(lì)其振動(dòng),實(shí)現(xiàn)流體到結(jié)構(gòu)的單向耦合。接著運(yùn)用ansysmultiphysics模塊對(duì)風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,最后應(yīng)用lmssysnoise模擬了蝸殼振動(dòng)向外輻射的噪聲。

采用cfd軟件對(duì)空調(diào)器多翼離心風(fēng)機(jī)風(fēng)道內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,根據(jù)模擬結(jié)果提出改進(jìn)方案,并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn),得出適當(dāng)增大蝸殼出風(fēng)口長(zhǎng)度和減小風(fēng)輪與蝸殼的底部間隙,可降低噪聲2.3db的結(jié)論。

本文初步建立了一個(gè)用于預(yù)測(cè)離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣動(dòng)聲場(chǎng)的理論模型,該模型將蝸殼簡(jiǎn)化為一個(gè)封閉的圓柱腔體,并推導(dǎo)了腔體內(nèi)部聲場(chǎng)的表達(dá)式。數(shù)值分析結(jié)果表明,該模型可以反映蝸殼對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部聲場(chǎng)的影響,為進(jìn)一步研究蝸殼對(duì)離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲由內(nèi)向外傳播的影響提供了基礎(chǔ)。

通過(guò)試驗(yàn)對(duì)離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)舌噪聲機(jī)理及不同風(fēng)舌間隙對(duì)離心風(fēng)機(jī)噪聲的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,并在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用兩目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化原理確定了不同風(fēng)機(jī)蝸舌距離對(duì)風(fēng)機(jī)噪聲的影響規(guī)律。結(jié)果表明,選擇適當(dāng)風(fēng)舌間隙是降低風(fēng)機(jī)噪聲,提高風(fēng)機(jī)效率的重要手段之一。

針對(duì)中央空調(diào)中廣泛使用的多翼離心風(fēng)機(jī),設(shè)計(jì)了一種新結(jié)構(gòu)的橢圓形進(jìn)口集流器,實(shí)驗(yàn)研究了這種集流器對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響.研究結(jié)果表明:適當(dāng)增加集流器出口面積有利于改進(jìn)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能,但同時(shí)噪聲有所提高;相比傳統(tǒng)集流器,具有合理參數(shù)及安裝位置的橢圓形集流器能夠更好地提高風(fēng)機(jī)的綜合性能.當(dāng)橢圓形集流器的偏心角θ為0°、偏距比ε1和ε2均為0.067時(shí),風(fēng)機(jī)在變轉(zhuǎn)速工況范圍內(nèi)的風(fēng)量增加了8.8%～12.8%,總效率提高了1.7%～4.6%,噪聲降低了0.4～0.6db;當(dāng)θ為30°、ε1和ε2均為0.067時(shí),風(fēng)機(jī)風(fēng)量增加了2.5%～6.0%,總效率提高了0.6%～1.4%,噪聲降低1.2～1.5db.實(shí)驗(yàn)結(jié)果為改進(jìn)前向多翼離心風(fēng)機(jī)的性能提供了一條可以繼續(xù)探索的途徑,也可為完善該類(lèi)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法提供參考.

由于離心風(fēng)機(jī)蝸殼形狀和大小的限制,蝸殼內(nèi)流場(chǎng)存在大量的旋渦和二次流,而這正是造成離心風(fēng)機(jī)效率低、噪聲高的主要原因。應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的商用軟件numeca,對(duì)某型離心風(fēng)機(jī)在不同工況下的流場(chǎng)做了整機(jī)三維數(shù)值模擬,并通過(guò)對(duì)加裝防渦圈前后流場(chǎng)的對(duì)比,分析了防渦圈對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的影響,探索了防渦圈改善離心風(fēng)機(jī)性能的機(jī)理。研究結(jié)果表明:防渦圈對(duì)于破碎大尺度旋渦和降低旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度以及改善離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)具有很好的效果。

采用拉丁方設(shè)計(jì)方法,針對(duì)影響多翼離心風(fēng)機(jī)全壓的幾個(gè)主要特征參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得出了各參數(shù)影響程度的主次關(guān)系

多翼離心風(fēng)機(jī)降噪優(yōu)化研究——本文對(duì)某型號(hào)多翼離心風(fēng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)前盤(pán)附近蝸舌下方存在的回流區(qū)域是影響噪聲的重要因素，針對(duì)該區(qū)域，采用改變蝸舌弧度及蝸舌縱向偏移量的優(yōu)化方法，達(dá)到降噪的目標(biāo)。

分析離心通風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理,介紹幾種降噪措施。

提出了一種不直接求解聲場(chǎng)卻能為離心風(fēng)機(jī)降噪提供有用信息的分析方法.首先,利用有限容積法對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部的非定常流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算.然后,采用時(shí)域和頻域分析方法對(duì)流場(chǎng)內(nèi)靜壓脈動(dòng)的強(qiáng)度和頻率進(jìn)行分析.最后,根據(jù)聲學(xué)基本理論,判定風(fēng)機(jī)內(nèi)部主要?dú)鈩?dòng)噪聲源的位置及噪聲類(lèi)型.應(yīng)用該方法對(duì)某離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了計(jì)算,并將分析計(jì)算結(jié)果與該風(fēng)機(jī)的噪聲測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,證明該方法能夠有效地判斷氣動(dòng)噪聲源的位置和噪聲類(lèi)型.

針對(duì)某電廠300mw機(jī)組冷一次雙吸離心風(fēng)機(jī)在調(diào)試期間出現(xiàn)配套電機(jī)電流特性異常的問(wèn)題,從風(fēng)機(jī)預(yù)旋機(jī)理出發(fā),分析了由于將入口調(diào)節(jié)擋板旋向裝反造成的電機(jī)電流特性異常情況。將風(fēng)機(jī)擋板旋向調(diào)整為與風(fēng)機(jī)葉輪旋向一致后,電機(jī)特性恢復(fù)了正常。

采用逐步回歸法對(duì)大量的多翼離心風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,針對(duì)家用空調(diào)行業(yè)中以噪聲為其最重要的考核標(biāo)準(zhǔn),得出了噪聲與葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)及風(fēng)機(jī)性能參數(shù)間的近似關(guān)系式,并以噪聲為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。

針對(duì)影響空調(diào)器性能的多翼離心風(fēng)機(jī)的蝸殼型線進(jìn)行了試驗(yàn)和分析,試驗(yàn)得出了適合于空調(diào)器且能獲得較優(yōu)性能的蝸殼型線。該項(xiàng)研究將有助于提高空調(diào)器的整體性能并為今后的研究奠定基礎(chǔ)

利用fluent軟件對(duì)常規(guī)直蝸舌多翼離心風(fēng)機(jī)與傾斜蝸舌多翼離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行流場(chǎng)和噪聲的數(shù)值模擬研究。研究結(jié)果表明:傾斜蝸舌對(duì)多翼離心風(fēng)機(jī)速度場(chǎng)的影響主要集中在蝸舌區(qū)域,對(duì)其它區(qū)域影響較小。傾斜蝸舌減小蝸舌區(qū)域的速度,同時(shí)改變蝸舌表面的流體速度矢量,減小蝸舌區(qū)域的局部旋流。在相同轉(zhuǎn)速下,多翼離心式風(fēng)機(jī)采用傾斜蝸舌結(jié)構(gòu)雖然流量降低5.67%,但是葉輪的功率降低9.13%,噪聲也降低12.2db,降低能耗和噪聲效果都比較顯著。

本文用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了離心式風(fēng)機(jī)聲學(xué)共振腔蝸舌穿孔板隨著厚度的增加，基頻聲壓級(jí)下降的幅值逐漸減小。當(dāng)穿孔板厚度大于２ｍｍ時(shí)，聲學(xué)共振腔蝸舌不起降低噪聲作用，當(dāng)穿孔板厚度小于２ｍｍ時(shí)，流量系數(shù)ｑ和壓力系數(shù)ｐ比原機(jī)無(wú)聲學(xué)共振腔式蝸舌時(shí)平均下降約４．４％和３．８７％，對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)力性能影響不明顯?！?/p>

本文對(duì)小型高速前彎型離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了研究。在改變六種轉(zhuǎn)速下,測(cè)定了各轉(zhuǎn)速下的噪聲和性能,并提出了離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和噪聲的關(guān)系式,還討論了轉(zhuǎn)速對(duì)其他參數(shù)的影響,以及這些參數(shù)和噪聲的關(guān)系。

論述了雙聲學(xué)共振腔體蝸舌降低離心式風(fēng)機(jī)噪聲的新方法，進(jìn)一步提出了雙聲學(xué)共振腔體蝸舌的解析模型。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)采用雙聲學(xué)共振腔體蝸舌時(shí)，可降低基頻噪聲２５２ｄｂ（ａ）。降低一次諧波噪聲１６３ｄｂ（ａ），總聲壓級(jí)下降９７ｄｂ（ａ），比單聲學(xué)共振腔體蝸舌總聲壓級(jí)多下降３４ｄｂ（ａ），風(fēng)機(jī)氣動(dòng)力性能基本不受影響。

蝸殼舌部與出氣管對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)特性的影響