為研究后離心風(fēng)機(jī)葉輪的流場(chǎng)及噪聲問題，采用三維建模軟件ｕｇ對(duì)現(xiàn)有葉輪進(jìn)行逆向建模，提取出葉輪的幾何模型，離心風(fēng)機(jī)廠商，運(yùn)用ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ對(duì)葉輪模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后采用ｆｌｕｅｎｔ軟件模擬了葉輪三維粘性定常流動(dòng)特性，分析了葉輪內(nèi)部流動(dòng)情況，在此基礎(chǔ)上對(duì)葉輪模型進(jìn)行噪聲分析，得到流場(chǎng)模擬和噪聲分析結(jié)果，為葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
離心風(fēng)機(jī)作為干燥、通風(fēng)類家電產(chǎn)品的重要組成部件，其性能直接影響著家電產(chǎn)品的高低。隨著現(xiàn)代生活對(duì)節(jié)能、等要求日益提高，開發(fā)、低噪風(fēng)機(jī)成為必然趨勢(shì)。離心式通風(fēng)機(jī)的工作介質(zhì)為氣體，工作過程中會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲和氣固耦合噪聲，其中氣動(dòng)噪聲是主要噪聲，威海離心風(fēng)機(jī)，約占到總噪聲的４５％左右。風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲主要由離散噪聲旋轉(zhuǎn)噪聲和湍流噪聲組成。高速高壓離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲較高，低速低壓風(fēng)機(jī)以湍流噪聲為主。且基頻噪聲和寬頻噪聲在風(fēng)機(jī)中不同程度的存在。目前對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)降噪研究還處于試驗(yàn)為主的研究階段，但試驗(yàn)研究成本較大、周期較長(zhǎng)，這對(duì)離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)非常不利。此外，中壓離心風(fēng)機(jī)，影響離心式通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲的因素眾多，設(shè)計(jì)所得結(jié)果的降噪機(jī)理難以被系統(tǒng)揭示。數(shù)值模擬方法能夠提供風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)信息和噪聲分布情況，有利于準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)離心式通風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生機(jī)理和降噪原理，為進(jìn)一步推廣降噪設(shè)計(jì)的方法提供依據(jù)。所以，對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬的研究是非常---的。
離心風(fēng)機(jī)與4 種消聲方式風(fēng)機(jī)的a 聲級(jí)對(duì)比。從圖中可以看出，每一種方式都有著---的降噪效果，其中c 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)降噪效果好，在額定工況點(diǎn)附近總a聲級(jí)能降低約7 db( a) ; b 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)降噪效果也比較理想，優(yōu)于a 和d 型改進(jìn)風(fēng)機(jī); a 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)的消聲效果差。出現(xiàn)上述情況的原因應(yīng)該是電機(jī)噪聲通過蝸殼會(huì)被放大，而沒有被吸聲材料有效吸收。但后蓋板加裝消聲材料，恰好吸收了電機(jī)的部分噪聲，因此后蓋板加裝吸聲材料降低風(fēng)機(jī)噪聲明顯。
本文對(duì)吸聲蝸殼對(duì)風(fēng)機(jī)降噪效果進(jìn)行了研究，分別對(duì)單獨(dú)蝸板、后蓋板、蝸板與后蓋板、蝸板與前蓋板加裝消聲材料的4 種方式進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)量，在離心風(fēng)機(jī)全工況范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)噪聲都有不同程度的降低，其中蝸板加后蓋板組合的降噪效果好。由于穿孔板摩擦損失較大，氣體流動(dòng)阻力增加，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)壓力和效率都有不同程度的降低。通過試驗(yàn)證明相對(duì)于周向蝸板加裝消聲材料，風(fēng)機(jī)后蓋板加裝消聲材料消聲效果明顯，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便風(fēng)機(jī)壓力損失小。也證明了消聲蝸殼有---的降噪效果，并且離心風(fēng)機(jī)蝸殼尺寸雖然有一定的增大，但相對(duì)于消聲器等其他降噪方法優(yōu)勢(shì)還是很明顯的。對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝條件有---并且對(duì)噪聲有一定要求的離心風(fēng)機(jī)，吸聲蝸殼是較好的選擇。
原離心風(fēng)機(jī)和a 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)在點(diǎn)的噪聲頻譜圖。根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)，風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲基頻為760 hz，由頻譜圖可看出在500 ～ 800
hz 之間的低頻噪聲并沒有降低，而1 250－2 000 hz 之間吸聲材料的降噪效果---，噪聲下降明顯。主要原因就是選用的吸聲材料超細(xì)玻璃棉在高頻率下，吸聲系數(shù)較大，因此多孔吸聲材料其吸聲效果是高頻優(yōu)于低頻的。消聲蝸殼為b 組合形式時(shí)與原風(fēng)機(jī)的出口a聲級(jí)隨流量變化的對(duì)比圖。與原風(fēng)機(jī)相比，在額定工況點(diǎn)a 聲級(jí)降低約7 db( a) ，在大流量工況，a 聲級(jí)降低約5．0db( a) ，在小流量工況下，a 聲級(jí)降低約2．4 db( a) 。
在125～ 500hz 頻段之間，風(fēng)機(jī)a 聲級(jí)有所增大，原因是后蓋板加上消聲材料后，葉輪軸向安裝長(zhǎng)度加長(zhǎng)引起低頻電機(jī)振動(dòng)，噪聲增加。在中高頻段后蓋板加消聲材料的降噪效果---，這種方式對(duì)于氣動(dòng)噪聲及高頻振動(dòng)等起到---的吸收作用，尤其是離心風(fēng)機(jī)包括電機(jī)的高頻振動(dòng)噪聲過濾程度明顯。消聲蝸殼為c 組合形式時(shí)與原風(fēng)機(jī)的出口a聲級(jí)隨流量變化的對(duì)比圖。與原風(fēng)機(jī)相比，9-19離心風(fēng)機(jī)，在額定工況點(diǎn)總a 聲級(jí)降低約7．2 db( a) ，在大流量工況，a 聲級(jí)降低約5．5 db( a) ，在小流量工況，a 聲級(jí)降低約3．5 db( a) 。是消聲蝸殼為d 組合形式時(shí)與原風(fēng)機(jī)的出口a聲級(jí)隨流量變化的對(duì)比圖。與原風(fēng)機(jī)相比，在額定工況點(diǎn)，a 聲級(jí)降低約5．14 db( a) ，離心風(fēng)機(jī)在大流量工況，總a 聲級(jí)降低約5．0 db( a) ，在小流量工況，a 聲級(jí)降低約2．0 db( a) 。降噪效果稍微好于a 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)，但不明顯。可見前蓋板加裝消聲材料降噪效果并不好，主要原因由于進(jìn)口處有集流器，導(dǎo)致安裝消聲材料的面積相對(duì)于后蓋板小很多，吸聲效果不明顯。
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