亥姆赫兹共鸣器衰减压缩机气流脉动的数值模拟与实验研究

提出在往复压缩机阀腔处安装亥姆赫兹共鸣器,来消减阀腔及管路中气流脉动的措施,并应用平面波动理论及转移矩阵方法,数值模拟了亥姆赫兹共鸣器的衰减特性,对安装亥姆赫兹共鸣器前后的脉动进行了比较。设计了实验装置,在实验室两级压缩的橇装往复压缩机一级排气管路上对数值模拟结果进行了验证。研究结果表明:亥姆赫兹共鸣器能够有效衰减阀腔及管路内的脉动压力,可将阀腔内的脉动压力衰减40.1%,且下游管路内脉动压力也可得到有效衰减,最高衰减幅度达33.3%。研究还发现亥姆赫兹共鸣器的脉动衰减作用具有很强的频率选择特性,且安装于主管路的不同共鸣器共振频率互不干扰,在阀腔安装2个共鸣器能够同时有效衰减2、4倍频的压力脉动,而对其它频率脉动不产生影响。     

压缩机排气脉动与气流流动实验研究

脉动喷注噪声是一类重要的噪声源,往复式压缩机和旋转机械的排气噪声均属于脉动喷注噪声。该文通过设计实验,采集实验数据对比分析了高压气体流动、气流噪声与压缩机排气脉动的机理和区别,得出压缩机排气脉动的规律和气流流动的特性,为压缩机减震降噪提供实验依据。从压缩机排气口气流脉动沿管路衰减,衰减规律为3 d B/m。压缩机激发频率存在一个最大的脉动激发频率,随着压缩机的转速升高,气流脉动先增大后减小。压缩机产生的脉动大于高压气体流动产生的脉动值,在高压气体排放流动时,随着压比增大,气流流动脉动与流体噪声逐渐接近,最小值为0.47 d B。     

螺杆制冷压缩机气流脉动诱发气动噪声机理研究

随着机械加工和装配精度的提升,螺杆制冷压缩机的机械噪声得到有效控制,相反气流脉动诱发的气动噪声已经成为压缩机的主要噪声源。为有效改善螺杆制冷压缩机气流脉动诱发的气动噪声,研究了螺杆制冷压缩机气流脉动诱发气动噪声的产生机理,首次提出了一种气流脉动衰减装置从排气源头上抑制气流脉动,其次设计并试制了气流脉动衰减装置;再次实验测得了螺杆制冷压缩机的排气孔口处气流脉动和排气侧噪声;最后根据实验测量数据分析了气流脉动衰减装置的降噪效果。研究结果表明:相同工况下,压缩机气流脉动随着排气量增加而增大;不同工况下,压缩机气流脉动随着过压缩程度的恶化而增大,压缩机气动噪声值随着气流脉动幅值的增加而上升。应用排气气流脉动衰减装置后,压缩机排气噪声总值降低5.3dB (A),基频噪声值降低6.0dB (A),2倍频和3倍频噪声值分别降低4.3dB (A)和4.0dB (A),有效解决螺杆制冷压缩机气流脉动诱发的噪声问题。     

亥姆霍兹共振腔不同连接方式的传递损失与特性分析

为了研究亥姆霍兹共振腔不同连接方式的共振频率和传递损失,运用Virtual.Lab Acoustics软件建立单个和两个亥姆霍兹共振腔的有限元模型。仿真计算在串联或并联情况下两个亥姆霍兹共振腔当腔体体积相同和体积不同时的传递损失,并进行吸声特性分析。研究发现,两个体积相同的亥姆霍兹共振腔并联时共振频率略微增大,吸声性能则显著提高;当两个体积不同的亥姆霍兹共振腔并联时共振频率为各自腔体共振频率,互不影响;当两个亥姆霍兹共振腔串联时,振动规律符合二自由度弹簧-质量振动系统的振动规律。把亥姆霍兹共振腔并联关系推广到穿孔板,建立穿孔板孔和背腔的有限元模型和实体模型并进行实体模型的阻抗管试验,对穿孔板仿真结果与实验结果进行对比,验证了仿真模型的正确性。     

SC6350C后桥异响噪声控制研究

针对SC6350C汽车在40km/h滑行时后桥产生的异响噪声,利用频谱分析技术分析了构成异响噪声的主要频率成分。在此基础上基于薄膜阻尼理论和亥姆霍兹共振原理,分别设计了薄膜阻尼消声结构和亥姆霍兹穿孔板吸声结构。台架实验和整车道路实验均表明,两种结构对降低后桥异响均有显著效果,车内异响噪声亦得以基本消除,且亥姆霍兹穿孔板吸声结构的效果略优于薄膜阻尼消声结构。     

半封闭螺杆制冷压缩机排气噪声模拟与试验研究

针对某R22半封闭螺杆制冷压缩机,通过动网格的划分建立充分考虑轴向排气孔口面积变化的排气流场模型,利用Fluent软件进行流场的动态数值模拟;将模拟得到的流场结果作为LMS的边界条件,模拟得到了双螺杆压缩机排气噪声频谱图;通过试验测量结果对模拟结果进行了验证;并进一步分析压缩机排气流道优化设计对气流脉动和噪声的影响。研究结果表明：模拟与试验的压力脉动最大值的误差在5%以内,噪声频谱的变化趋势基本一致;压缩机排气过程气流脉动主要集中在排气孔口处,并在排气腔内有明显衰减;光顺排气腔流道和增设周向排气导流槽,可有效减少排气过程的压力脉动;模拟和试验结果都表明：以模拟结果为依据的排气腔流道优化有效地降低了压缩机噪声,说明本文所述研究方法可指导半封闭双螺杆制冷压缩机的优化设计。     

基于Maxwell的磁场发生装置设计及分析

为了实现混有钕铁硼粉末的水凝胶磁化,设计了一种基于亥姆霍兹线圈的新式磁场发生装置.利用Maxwell软件3D模块绘制出磁场系统的三维模型,采用Magnetostatic静磁场求解器分析了增设的辅助线圈距离变化对场强的影响,得到了磁场发生装置的优化结构;再对比磁场发生装置和亥姆霍兹线圈的中心磁场强度和磁感线分布密度,验证...     

基于尺度自适应模拟的汽车天窗风振噪声特性分析

采用尺度自适应湍流模型对一个简易天窗进行数值模拟,通过与试验结果对比,验证数值计算方法的准确性。针对某轿车天窗风振噪声问题,进行不同来流速度条件下的数值模拟,模拟结果表明,轿车天窗风振噪声是声反馈和亥姆霍兹共振两种机制共同作用的结果。在发生亥姆霍兹共振时,通过对一个周期内天窗开口处涡运动对乘员耳旁处压力的影响分析,揭示天窗产生风振的压力特性。深入地研究剪切层失稳特性,对于最强的风振噪声,流向上和横向上速度的方均根值最大,表明亥姆霍兹共振加剧了剪切层里的扰动,产生的风振能量最高。在乘员舱发生亥姆霍兹共振的风速条件下,随着乘员人数的增加,风振噪声的峰值声压级有所降低,与之相关的频率变化很小。     

临床应用方形与圆形亥姆霍兹线圈对比研究

为了实现胶囊机器人临床应用,需要设计一种大尺寸的三轴亥姆霍兹线圈,根据圆形和方形亥姆霍兹线圈的结构与物理特性,建立满足人体容纳空间的三轴亥姆霍兹线圈电磁模型,分析了空间磁场的均匀度。以总视在功率为目标函数,通过序列二次规划法对方形和圆形线圈结构参量进行优化和对比,研究结果表明:在中心磁感应强度、内部有效容纳空间和通入交流电流相同时,方形线圈总视在功率最低、均匀度更高,易于装配,总体性能更好。     

共振型液压消声器的研究

本文讨论亥姆霍兹式和多孔同心式共振型液压消声器的设计准则,及其在液压系统中最佳安装位置的确定方法,以及系统工作参数对液压消声器衰减特性的影响。     

往复压缩机气阀压力脉动及噪声试验分析

为研究压缩机阀隙气流马赫数对吸、排气过程压力脉动及压缩机噪声的影响，通过改变气阀阀隙几何通流面积的方式控制阀隙通道的气体流速和马赫数，采集不同阀隙马赫数下的吸、排气腔和气缸压缩腔内压力波动信号以及缸头侧噪声声压信号，分别对阀片开启时的阀隙压力脉动强度以及压缩机噪声时频信号进行分析。试验发现吸气过程阀隙压力脉动仅发生在阀片开启瞬间，且瞬时压力脉动强度远远大于排气过程；阀隙吸气马赫数对500～2500 Hz范围内的压缩机噪声均有一定影响，排气马赫数主要对2000 Hz的压缩机噪声有一定影响，吸排气阀隙马赫数的改变对试验压缩机噪声影响最大相差2.03 dB(A)。降低阀隙马赫数对改善压缩机吸排气过程压力脉动及压缩机噪声具有重要意义。     

往复压缩机管道气流脉动分析及控制

管路振动是往复压缩机应用时的重要安全隐患,主要阐述了往复压缩机管道气流脉动引起管路振动的原因;基于平面波动理论,对某一往复压缩机的排气管路进行气流脉动计算与分析,并根据API618中气流脉动的相关要求进行校核,采用增设孔板的方法来消减压力脉动幅值,通过在排气缓冲器出口安装合适的孔板,最终将管道压力脉动幅值控制在标准规定的范围内。     

基于平面波理论的压缩机气流压力脉动分析与试验研究

以平面波理论为基础,给定符合往复式压缩机气缸启闭规律的边界条件,建立压缩机管路系统气流压力脉动计算模型。搭建压缩机管路气流压力脉动试验测试平台,测量得到实际气流压力脉动值,并与计算结果进行对比,误差仅在10%左右,验证了计算模型的正确性。针对实际工程案例,应用气流压力脉动计算模型,分析讨论了压缩机排气缓冲罐直径、排气口到缓冲罐连接管长度两因素,对管道内气流压力脉动大小的影响规律。结果表明,缓冲罐容积是引起气流压力脉动的主要因素,缓冲罐的容积越大气流压力脉动幅值越小;排气口到缓冲罐连接管道越长,气流压力脉动越剧烈。     

离心式压缩机压力脉动产生原因与作用机理

大型石化压缩机组中,机组易产生气流激振作用下的破坏失效.为了分析大型压缩机的振动故障,对某压缩机试验台进行了现场测试.通过对压缩机内压力脉动产生的原因静子与转子间相互作用进行分析,同时通过试验测试及测点信号的时域分析和频域分析结果证实,压缩机内部的压力脉动总是存在的,其特征频率为压缩机叶片通过频率及其谐频,且设计参数对压力脉动的影响很大.所得试验数据和分析结果对大型压缩机机组与管道系统的设计、监测与运行管理具有指导意义.     

新型气流脉动衰减器的性能研究及其在往复压缩机中的应用

压力脉动是造成压缩机管路振动的最主要的原因。强烈的管路振动给压缩机安全运行带来巨大安全隐患。本文提出一种新型气流脉动衰减器,其结构为一端为盲板的多孔管。在一台排气压力为0.2~0.5 MPa(表压)的空压机上进行了该衰减器的气流脉动衰减性能,以及对管路振动的消振效果的实验研究。结果表明:安装衰减器后管道内的压力不均匀度降幅为23%,管道振动的位移幅值能减小50%以上。应用该气流脉动衰减器成功解决了某石化厂3000 k W新氢压缩机入气管道的振动问题,而且衰减器的安装完全不改变原有压缩机管路,施工周期短,可靠性高,不影响压缩机运行参数。     

涡旋式汽车空调压缩机怠速异响分析与控制

针对某车厂抱怨怠速开空调时车内"嗒嗒音"问题,通过噪声频谱及滤波分析可知,"嗒嗒音"频率成分集中在400~730 Hz左右,经台架试验分析为涡旋式压缩机的排气脉动引起。借助扩张式消声器理论模型,对压缩机气流通道进行改进,改进前后排气脉动由18.5 kPa降低至9.0 kPa左右,对改进状态的压缩机装车验证,结果表明400~730 Hz的频段噪声降低近6dB (A)左右,车内主观评价"嗒嗒音"得到明显改善,得到了客户认可。此抱怨问题的解决为涡旋式汽车空调压缩机的设计提供了思路,可将其应用与同类产品的研发当中。     

一种复合式广谱液压脉动衰减器的设计与分析

为了降低液压泵出口的压力脉动,设计了一种复合式广谱液压脉动衰减器。该衰减器由1个扩张室、2个容积室、2个限流管和8个质量室构成。通过对复合式广谱液压脉动衰减器的参数进行合理配置,可实现对多个频率段的脉动进行衰减。采用插入损失来评价复合式广谱液压脉动衰减器的衰减效果,利用MATLAB软件对其衰减效果进行仿真,并分析了脉动衰减器主要结构参数与衰减效果的关系。结果显示,该液压脉动衰减器在20～1000 Hz的脉动频率范围内具有良好的衰减效果。复合式广谱液压脉动衰减器结构紧凑,衰减频率带变宽,衰减效果好,符合设计要求。     

某型号双螺杆压缩机排气孔口结构改进设计

针对双螺杆压缩机排气孔口压力冲击波动较大,诱发气动噪声问题,基于双螺杆压缩机设计基本原理,根据工程实践经验对排气孔口进行改进设计,将排气孔口改进设计为矩形槽形状,其目的是降低气流流速,增大排气口气流缓冲容积,从而消除封闭状态。通过仿真模拟与试验结果对比发现：改进前后排气孔口压力值保持不变,压力脉动不均匀度减小11.6%;改进后速度降低7.43 m/s,速度波动幅值降低1.49,速度波动量明显降低。研究表明双螺杆压缩机排气孔口结构改进设计具有一定的合理性,研究结果可为双螺杆压缩机整机性能的优化设计提供一定的理论参考。     

C8051F340在亥姆霍兹磁场测量中的应用

亥姆霍兹线圈产生的磁场具有广泛的物理应用。利用霍尔传感器件,自带USB2.0以及10位快速A/D的高性能单片机C8051F340,研制了单芯片（SOC）高速磁场数据测量装置,编写了磁场数据采集处理程序,设计了中心距可调的亥姆霍兹线圈,并用所研制的仪器进行了轴向磁场分布测量。结果表明,该实验装置测量精度高,实时性好,实验手段先进,可扩展为多个设计性物理实验。     

离散电流对精密线圈磁场影响的研究

研究了通常用电流片模型来近似计算线圈磁场时被忽略的由于导线电流的离散而引起的附加磁场的变化规律,指出此种附加磁场会随着离开导线距离的增加而迅速衰减.此结论可用于指导精度要求较高的线圈磁场系统的设计,如用于质子回旋磁比γp′测量的高精度亥姆霍兹线圈的设计和用于普朗克常数h测量的焦耳天平系统中的精密互感线圈的设计等.