考虑轴承波纹度的燃料电池车用旋涡风机振动特性分析

通过分析滚动轴承结构特点,利用施加滚子轮廓线方法建立考虑轴承波纹度滚动轴承的多体动力学模型;将风机壳体及转轴进行柔性化,建立旋涡风机刚柔耦合的多体动力学模型;分析旋涡风机振动激励源与风机及轴承不同结构参数下振动特性。结果表明,轴承游隙存在会引起转频2倍频成分振动,且随游隙增加2倍频处振幅逐渐增加;波纹度存在,会产生对应波纹度阶次的高频成分振动,实际工况下高频成分会激发壳体模态引起壳体共振,影响燃料电池汽车的乘坐舒适性。     

燃料电池车用离心风机噪声特性试验分析

基于消声室内台架试验,对某企业研发的燃料电池汽车空辅系统内的离心风机进行了噪声特性分析。通过初步预测离心风机噪声并设计试验方案,测量不同稳态和瞬态工况下离心风机的振动和噪声信号。离心风机的噪声主要表现为由风机叶轮、散热风扇等产生的阶次噪声以及由进气湍流、电磁激励等产生的宽频噪声两类,经过对采集的信号进行频谱分析以及阶次分析,明确了其主要的噪声成分是离心风机的进气噪声、风机叶轮和散热风扇的气动噪声。     

多翼离心风机气动噪声计算与降噪设计研究

以船用空调通风系统中多翼离心式风机为对象,建立风机内部流体三维建模,采用CFD软件进行稳态与非稳态计算。将得到的风机内部流场结果导入LMS Virtual. Lab声学软件中进行噪声预估,同时与实验结果对比,验证风机气动噪声计算的准确性。根据分析得知,风机气动噪声主要噪声源位于叶轮处并且与其内部流场分布和自身结构密切相关。对于已经投入生产的风机,很难对其主要结构包括蜗壳、叶轮、叶片尺寸等进行改造,只能对其局部结构进行二次设计以实现降噪的目的。探索采用叶片穿孔设计,通过设置合理穿孔参数,在不改变其性能条件下,减少叶片周围涡流脱落进而使得叶片表面压力脉动降低,达到降低风机气动噪声的目的。     

叶片厚度对旋涡风机叶片噪声的影响分析

利用三维CFD模型对旋涡风机内部流场进行模拟分析,获得叶片表面的压力脉动信息,以叶片表面压力流场作为气动声源,通过求解FW-H方程,计算了叶片产生的远场气动噪声;并以叶片表面的压力脉动信号作为激励源,计算了叶片振动产生的噪声。计算结果表明叶片厚度在1 mm到4 mm的范围,其气动噪声基本保持不变,结构噪声随叶片厚度减小而大幅增加,进一步分析得出叶片产生的噪声以气动噪声为主,结构噪声基本可以忽略。     

壁挂式空调器室内机气动噪声分析与改善

基于壁挂式空调器室内机噪声产生机制和频谱图,采用声源定位法分析发现,回风口面板侧和底座侧噪声总值相等,尖峰差值相差2 dB(A)以上,回风口底座侧音质较差,确定壁挂式空调器旋转噪声源位置;通过峰值频率对比分析发现,叶片4倍频、28倍频、32倍频、36倍频存在明显尖峰值规律,通过不同改善方式评估,最终采用调整风机叶片分布角解决方案,实现尖峰差值由12 dB(A)提升到15.7 dB(A),音质改善明显,有效解决旋转噪声问题,为后续空调器室内机产品开发提供旋转噪声问题解决基本思路和方法。     

燃料电池车用漩涡风机壳体辐射噪声数值预测

数值模拟燃料电池车用旋涡风机壳体的结构振动辐射噪声。首先给出燃料电池车上旋涡风机运行时振动噪声测量结果,然后使用Fluent模拟风机内部三维非定常流场,将作用在壳体表面的非定常力加载到壳体模型,使用Nastran对壳体进行动力响应计算,实现气体到结构的单向耦合。接着使用Virtual. Lab模拟风机壳体振动向外辐射的噪声,将试验测量和数值计算结果进行对比,表明此方法能够较为准确地模拟壳体的振动辐射噪声。最后采用这一方法研究散热片及结构阻尼对风机振动辐射噪声的影响。结果表明：无散热片以及增大结构阻尼系数可以降低漩涡风机壳体辐射噪声。     

轴流风机旋转叶片的气动噪声分析

针对某型轴流风机引起的气动噪声问题,建立该型轴流风机的三维模型,利用Lighthill声类比理论、FW-H声波波动方程和Fluent数值模拟,分析该轴流风机旋转叶片引起的气动噪声的噪声特性。数值模拟结果表明,旋转叶片上的静态压力主要集中在旋转方向前方的叶面上;而脉动压力则在叶片的两个面上均有分布,分布区域主要集中在叶片的外缘,这是由于叶片外缘脱落的旋涡引起的剧烈的气流震荡所导致。叶片上的气动噪声功率主要分布在叶片的外缘,其分布规律与脉动压力的分布规律有差异,表明旋转叶片的气动噪声并不完全由脉动压力产生。旋转叶片所诱发的气动噪声随着叶片转速和风机直径的增大而增大。     

风机非稳态噪声信号分析

基于小波包变换理论,提出一种在能量比-频带二维坐标空间内分析非稳态信号频率特性的方法,并与常用频谱分析方法结果做了对比,说明该方法的正确性和可行性。接着以燃料电池汽车的风机噪声信号为例,选取一个低频正弦干扰信号作为其他各种周期信号的代表,证明该方法可以识别出非稳态信号中掺杂的周期信号。最后重点分析风机噪声信号,成功把信号中低频振动噪声与高频气动噪声进行分离,分别提取时域信息,分析并提出进一步降噪的措施。     

混合动力低地板车冷却风机降噪试验研究

混合动力低地板车采用氢燃料电池为清洁能源,冷却风机是确保其正常工作的关键部件之一。冷却风机噪声作为混合动力低地板车静置乃至低速运行时的主导声源,其减振降噪是混合动力低地板车噪声控制的关键所在。为探寻其低噪声设计方法或高效降噪措施方案,基于试验测试研究,系统研究和对比分析冷却风机在不同运行工况(转速、风机数量、栅格影响)和减振降噪控制措施(不同降噪处理方案)下的辐射噪声响应特性。结果表明:冷却风机噪声呈现为显著的纯音加宽中频频谱特性,纯音成分由旋转基频在内的前3阶旋转频率主导,宽中频噪声由风机气动和箱体振动声辐射噪声组合而成;随着风机转速增加,旋转基频和A计权总声压级线性增长。在保证冷却效果的前提下,尽量降低风机转速是控制其噪声响应的有效手段。风机数量减半,辐射噪声仅下降2 d B(A),说明箱体振动声辐射对总辐射噪声影响显著;栅格对辐射噪声影响很小,去掉栅格,辐射噪声仅降低0.4 d B(A);最佳的降噪方案为在底板、侧板和边板粘贴降噪和吸声材料,可降低噪声2.6 d B(A)。相关测试分析结果对冷却风机噪声和车外噪声控制具有一定的参考价值。     

离心鼓风机噪声的实验研究(上)

风机叶片在通过频率时的离散音和它的谐音是由于风机壳体与扩压管所形成的蜗舌,受到叶轮上叶片出口气流撞击所产生的.而宽频带噪声主要是由于叶片槽道中的非定常气流所形成,由于叶片尾缘的脱落以及管道紊流与机壳的相互作用也可能产生这种噪声.有关降低宽频带噪声级方法的报导,迄今尚不多见.     

灰尘对风机盘管机组噪声的影响及改进分析

风机盘管机组作为集中式空调系统末端在工程中应用非常广泛,目前从市场反馈来看,风机盘管机组电机轴承噪声问题比较突出。本文以某型号风机盘管机组电机轴承为例,通过结构分析、试验验证等,提出一种新的风机盘管机组电机轴承选择方案,该方案能够提高轴承对现场灰尘的防护能力,降低风机盘管机组产生噪声的可能性,提升风机盘管机组可靠性和客户体验。     

交流风机噪声的分析及结构优化

针对某中央空调风管机组采用的交流风机的异常噪声,进行初步噪声频谱特性分析和噪声音质评估;基于交流异步电机激励力特性和交流风机动力学特性,结合交流风机升速过程的噪声时频分析,深入分析了交流风机嗡嗡声的产生机制;并进行减小电机转子不平衡量改善动偏心运用,试验表明所采用的改善措施能够有效的消除该交流风机嗡嗡声。     

吸油烟机气动噪声的数值模拟

基于混合CAA(Computational Aeroacoustics)方法,对某型号吸油烟机的气动噪声进行了数值模拟研究.首先,利用CFD软件Fluent对吸油烟机的非稳态流场进行计算,得到吸油烟机非稳态流场的压力和速度分布.然后,利用Lighthill声类比方法和Curle方程,采用声学软件Actran计算得到吸油烟机的声场.最后,分析了吸油烟机内声源频域结果和声场的声压级云图,得到了吸油烟机噪声传播指向特性.研究结果表明,吸油烟机噪声主要为中低频噪声,且以离散噪声为主.在叶片通过频率下,吸油烟机噪声具有明显的指向性特征,噪声主要由吸油烟机内离心风机主次进风口向外部传播.     

叶片旋转噪声激励下旋涡风机壳体声辐射计算理论及分析

基于旋涡风机内螺旋形流动,采用面元法和螺旋桨尾流面建模法建立叶片表面气动载荷理论计算模型。根据FW-H方程所得的叶片旋转噪声结果对旋涡风机壳体进行简化,基于Fluegge薄壳理论和拉格朗日能量法建立了旋涡风机壳体动力学模型,并结合边界元法建立了壳体远场声辐射的理论计算模型。理论计算的壳体声辐射指向性表明,壳体声辐射主要是在风机的周向位置,与试验结果一致。且较商业软件仿真,采用该文理论方法的计算时间大幅减少。最后利用理论计算模型,探讨了叶片数、叶片厚度、叶片宽度和叶片弯角对叶片旋转噪声激励下壳体声辐射的影响规律:叶片数的增加使得声压级逐渐减小;叶片厚度的改变对平均声压级几乎没有影响;随着叶片宽度的增加,声压级先减小再增大;声压级随前向叶片弯角的增大而增大,随后向弯角的增加而减小。     

汽车空调系统的噪声测试及分析

通过研究汽车空调系统的噪声产生机制并进行相关测试,综合分析噪声的频谱特性及分布规律。测试结果表明,空调系统表现为宽频噪声,风机旋转产生的结构振动阶次明显,空调风道对噪声贡献集中在300 Hz以下,拆掉进风壳体后,问题频段内(600～800 Hz)的声压峰值消失。此外,针对风机的蜗舌形状提出噪声控制措施和行之有效的降噪方案,为空调系统的降噪设计提供参考。     

船用离心风机壳体振动噪声优化研究

当风机进出口连接长管道时,其外部辐射噪声主要是内部非定常流动诱发蜗壳振动产生的振动噪声。风机壳体的振动噪声是典型的流固干涉噪声,通常基于非定常流场获得振动激励源。为了控制此类噪声,通过振动噪声数值计算方法,并结合试验设计方法(Design of Experiment, DOE),给出了一种以壳体各板块厚度(前板TF,侧板TS,后板TB)为设计变量、以壳体振动辐射声功率为目标函数的单目标优化方法。研究表明,当保持壳体质量不变时,优化后,壳体表面辐射声功率均有不同程度降低,壳体表面基频辐射声功率降幅最大,达到6.23 dB。     

风机盘管机组降噪方法研究

通过对风机盘管机组内部或外部采取降噪措施,对整机噪声及其送风噪声进行试验研究,结果表明,所采取的降噪措施可有效降低风机盘管机组的噪声。     

小型高速离心风机气动噪声数值模拟方法研究

针对载人航天飞行任务中环控生保系统对于空间噪声控制的要求,以某型号小型高速离心风机为研究对象,分析气动噪声产生机理,构建三维模型,运用ANSYS Fluent 软件,采用RNGκ-ε 模型、DES模型、LES模型进行瞬态数值仿真计算。对离心风机进行噪声试验研究,根据离心风机在轨实际工况,得到不同含氧率下的气动噪声分布情况。研究结果表明：气动噪声的噪声源主要位于风机蜗壳及蜗舌处。LES模型与试验结果吻合最好。工作在纯氧下的离心风机比空气下噪声高约1.81 %。文中所得结果可以用于载人航天上行风机设备的噪声仿真及地面试验,为小型高速离心风机降噪设计提供参考依据。     

旋涡风机算法研究

利用CFD方法,对加装离心叶片的旋涡风机的加压效果进行计算,对单个旋涡叶片在不同环境压力下的加压效果进行比较,并利用叶片出口的速度三角形估算出气体进出叶片的次数,通过单次进出叶片的压升,从而得到旋涡风机整体升压。结果表明：叶片的加压能力随叶片距离风机入口的转角增大而增大,但叶片出口处速度的圆周分量也随之增大,从而使进出次数减少。而通过与实际风机实验数据的比较,证明利用速度三角形估算风机压升的方法是具有实际意义并且是可行的。     

消声器的选择与使用

消声器是一种允许气流通过同时又能降低噪声的设备。它主要用于安装在风机、空气压缩机、柴油机等气动力设备的进、排气管路上,降低这些设备所产生的气动力噪声。工业企业噪声卫生标准和城市区域环境噪声标准的公布和实行,消声器被越来越多的工矿企业所采用。 目前,国内研制和批量生产的各种系列消声器,大部分为阻性和阻抗复合消声器,本文主要就这类消声器的选择与应用问题进行阐述。