压缩机吸气消声器的声学和阻力特性研究

摘要：吸气消声器主要用于减弱制冷剂吸入压缩部分时产生的进气噪声。针对目前用于往复式压缩机吸气消声器消声频带窄，中高频消声效果不佳的特点，设计出一种多腔室组合的消声器，综合考虑消声器的声学性能和流体特性。在Pro/E中建模完成后，导入ANSYS ICEM CFD中划分网格,在声学仿真软件中分别对最初和新设计后的消声器进行声学仿真。比较两种消声器的传递损失，数值仿真结果显示，新设计的消声器低频消声效果有所降低，中高频消声效果良好，整体消声量提高。最后在 Fluent中仿真消声器的流体性能，以压力损失作为衡量流体性能的标准，得出在设计消声器时，不能为了提高声学性能设计过多的腔室。     

往复式压缩机吸气消声器的设计与优化

传统内插式吸气消声器腔室之间密封性差,影响消声器消声性能和阻力特性,为解决这一问题,设计一种新结构吸气消声器,通过初步实验对比,证明新吸气消声器腔室密封性好,且具有较好的声学性能和阻力特性,可使压缩机声功率级降低1.87 dB,制冷量提高7.4 W,性能系数提高0.016。为进一步提高新消声器的消声性能,利用声学分析软件LMS Virtual. Lab 进行声学仿真模拟,分析其引流管长度、引流管通流截面宽度、扩张孔位置和出口内插管长度等内部结构参数对传递损失的影响,优化内部结构参数。最终,压缩机声功率级降低2.51 dB,制冷量提高5.63W,性能系数提高0.015。     

往复式压缩机吸气消声器的设计与优化

传统内插式吸气消声器腔室之间密封性差，影响消声器消声性能和阻力特性，为解决这一问题，设计一种新结构吸气消声器，通过初步实验对比，证明新吸气消声器腔室密封性好，且具有较好的声学性能和阻力特性，可使压缩机声功率级降低1.87 dB，制冷量提高7.4 W，性能系数提高0.016。为进一步提高新消声器的消声性能，利用声学分析软件LMS Virtual. Lab 进行声学仿真模拟，分析其引流管长度、引流管通流截面宽度、扩张孔位置和出口内插管长度等内部结构参数对传递损失的影响，优化内部结构参数。最终，压缩机声功率级降低2.51 dB，制冷量提高5.63W，性能系数提高0.015。     

《扩张室式消声器声学特性的有限元分析》

应用有限元法分析进出口管同轴扩张室式消声器的声学性能,计算其传递损失并与一维平面波理论计算对比,分析一维平面波理论的适用范围。通过分析出口管偏置消声器,双出口管消声器和两腔消声器的声学性能表明：出口管位置和数量影响消声器中高频消声性能,而两腔消声器则能明显改善消声器中低频的消声效果。     

穿孔管阻性消声器声学特性的有限元分析

将有限元法应用于预测穿孔管阻性消声器的声学性能。直通穿孔管阻性消声器传递损失的有限元计算结果与实验测量结果吻合良好,表明了有限元法预测穿孔管阻性消声器声学性能的适用性和精度。进而有限元法被用于研究吸声材料的填充密度(流阻率)、吸声材料的厚度和穿孔率对穿孔管阻性消声器声学性能的影响,结果表明,增加吸声材料的填充密度,可以改善中高频消声性能,并使峰值频率向低频方向移动;增加吸声材料厚度,可以改善阻性消声器的中高频消声性能,而对低频声学性能影响较小;膨胀腔包覆吸声材料可以改善中高频消声效果,同时消除通过频率;增加穿孔率,可以提高穿孔管阻性消声器的高频消声性能,并使共振峰向高频方向偏移;吸声材料背后增加空气腔,可以在较宽的频率范围内获得较为平坦的消声曲线。     

压缩机吸气消声器腔室密封性对传声损失的影响分析

以某压缩机吸气消声器为研究对象进行研究。该消声器为四腔结构,含有两个共振腔,两个扩张腔。针对各腔之间存在泄漏问题进行仿真分析与实验验证,采用有限元声学软件分析其传声损失,并在半消音室中进行压缩机噪声测试。对比分析发现,两共振腔之间泄漏会导致共振腔失效,两扩张腔之间泄漏会导致扩张腔传声损失下降,扩张腔与共振腔之间泄漏会导致共振腔消声频率增大,扩张腔消声频率减小。如果两个泄漏的腔分别连接消声器进出口,则所有腔消声峰值都会消失,传声损失大幅下降。     

冰箱压缩机吸气消声器声学特性分析

采用在压缩机吸气端设置消声器的方法降低冰箱在运行过程中制冷压缩机所产生的噪声。采用Creo 3.0对压缩机吸气消声器进行三维建模,使用CATIA划分网格,运用LMS.Virtual.Lab对内腔无导流管的消声器进行声学传递损失计算。针对无导流管的消声器在压缩机主要噪声频段消声效果不稳定的特征,设计内腔方形导流管、内腔圆形导流管两种消声器,与无导流管消声器进行对比,发现导流管可以提高消声器的消声性能,而导流管的形状也影响消声器的消声性能,圆形导流管比方形导流管有更好的降噪效果。最后通过压缩机整体噪声测试实验,验证上述不同结构消声器在压缩机稳定工况时降噪的对比效果,得出圆形导流管消声器对于整机辐射噪声消声效果好的结论。     

冰箱压缩机消声器声学特性的数值分析

分析全封闭往复活塞冰箱压缩机的消声器消声性能。利用软件建立不同结构形状进气消声器的有限元模型,通过导入声学软件进行计算,获得一腔室,两腔室消声器和复杂形状消声器内部声场的声压分布及传递损失。分析结构参数对消声性能的影响。     

穿孔管阻性消声器消声性能计算及分析

一维解析法和三维子结构边界元法被用于计算和分析穿孔管阻性消声器的消声性能，以及考查消声器内非平面波对消声特性的影响。直通穿孔管阻性消声器传递损失的预测结果与实验测量结果比较表明：一维解析法只适合于消声器的低频声学性能计算，对于高频声学性能的精确预测需使用三维计算方法。边界元法进而被用于研究吸声材料的填充密度（流阻率）和几何参数对穿孔管阻性消声器消声性能的影响。增加吸声材料的填充密度、穿孔管的穿孔率和穿孔长度、以及吸声材料的厚度，均能有效地改善阻性消声器的中高频声学性能，而对消声器的低频消声效果影响较小。     

抗性消声器声学性能分析与结构优化

针对某抗性消声器消声量不足的问题,采用Virtual. Lab声学有限元AML自动匹配边界条件方法进行声学分析,得到消声器传递损失频域分布。利用数值分析方法模拟计算消声器内部流场,分析消声器消声效果和2次噪声产生原因。在控制一定压力损失的前提下,优化消声器内部结构,达到提高消声器消声性能的优化目标,为消声器声学性能和空气动力学性能研究提供一种可行的数值分析方法。     

排气消声器传递损失的实验测量与分析

介绍消声器传递损失的测量方法,包括声波分解法、两负载法、两声源法和脉冲法。在消声器声学性能试验台上采用两负载法测量无流和有流时简单膨胀腔和直通穿孔管消声器的传递损失。测量结果表明：穿孔率对穿孔管消声器低频消声性能影响较小,对中高频消声性能影响较大,增加穿孔率能够拓宽穿孔管消声器的有效消声频率范围;气流对直通穿孔管消声器的声学性能有一定影响,穿孔率越低影响越大,随着流速的增加,低频段传递损失变化不大,高频段的传递损失显著增加。     

双模态消声器低频消声特性分析及应用

低频阶次噪声占居排气噪声的主要成分,且对排气噪声声品质有着重要影响,双模态消声器对于排气低频噪声具有良好的控制效果,但目前还缺乏深入的消声特性分析及快捷的实际应用设计方法。建立最简双模态消声器结构,通过三维数值仿真,发现双模态消声器具有低频消声峰值,且随着阀体开度的增加,峰值频率向高频方向移动,并通过声压云图分析确定发挥低频消声作用的腔室。针对双模态消声器中的共振腔部分,通过一维/三维混合仿真方法,提取阀体结构的声学参量,建立基于集总参数的声学特性预测模型。仿真分析发现随阀体结构开度变化的阀体部分声质量抗,是影响消声峰值频率移动的关键。通过集总参数预测模型设计了匹配某款汽车的双模态消声器,并通过数值仿真及传递损失实验验证了设计参数的正确性。进行实车测试,结果表明匹配设计的双模态消声器降低了排气四阶噪声,验证了提出的正向匹配设计方法的有效性。     

空压机排气放空复合消声器设计与性能分析

为降低空压机的高压排气放空气流噪声,给出了节流降压板、片式消声通道及小孔喷注层的消声性能经验公式计算方法,设计了一款适用于排气放空气流的复合消声器。在Virtual. Lab中建立了复合消声器的声学有限元模型,开展了消声器的传递损失性能分析。仿真结果表明:声学有限元仿真与经验公式计算的传递损失结果较为接近;所设计的高压排气放空复合消声器在20 Hz~3 000 Hz宽频段内具有理想的消声效果,平均消声量可达57 dB。     

装载机消声器的消声性能的仿真计算与分析

采用三维声学有限元法研究消声器的进出气口轴向角度对消声器声学性能的影响规律。结果表明,在中低频段,轴向角度对消声器传递损失影响很大,当轴向角度为60度时,对传递损失的影响最为显著;改进后的消声器改善了原消声器的消声性能。由于消声器进出气口轴向角度对消声性能的影响,这为消声器的设计提供了借鉴。     

空调抗性消声器解析模型建立与关键参数修正

为提高空调抗性消声器解析设计选型的准确性,分别建立扩张室消声器、插入管消声器及连体消声器的解析模型,通过解析模型研究消声器结构参数对消声性能的影响,并利用声学分析软件对关键结构参数进行修正,确定修正方法。修正后消声频响曲线与仿真计算基本重合,修正后的消声频率误差控制在±2%以内,表明修正后的解析模型具有较高的准确度。     

基于脉动压力噪声源的压缩机吸气消声器设计

为了提高往复式压缩机吸气消声器的消声效果、降低压缩机噪声水平,本文提出采用基于脉动压力噪声源特征这一思路来设计压缩机吸气消声器。首先阐述了往复式压缩机压力脉动噪声源特征的分析理论和方法,同时结合传递矩阵法和声学有限元方法,对某型号压缩机吸气消声器的不足之处进行了分析。然后提出消声器改进方案,通过修改其内部结构来提高该消声器在压力脉动噪声源峰值频域内的传声损失,并用装机试验对消声器新方案进行验证。试验结果表明,该型号压缩机总噪声幅值平均降低1.4dB。     

部分穿孔管消声器声学性能有限元分析

穿孔管消声器因具有良好的声学性能和较低的压力损失而被运用于消除内燃机排气噪声。通过运用有限元法研究部分穿孔消声器穿孔率、插入长度、周向和轴向穿孔分布、扩张腔直径等设计参数对消声器消声性能的影响。得到如下结论:穿孔率增大、插入长度变短会引起低频共振峰向高频方向偏移;穿孔率增大、扩张腔直径减小都会引起有效消声频率范围的拓宽;穿孔的轴向、周向分布对消声器消声性能没有影响。     

采用不同工质时吸气消声器性能研究

以单连通直接吸气消声器为研究对象,采用Fluent软件和Sysnoise软件分别对工质为R600a和R134a时的流场和声场进行数值模拟,并对采用不同工质时的消声器流动特性和声学性能进行对比分析.结果表明,R600a的压力损失比R134a的低,R600a的最大消声量比R134a大,但消声频率的范围比R134a窄.研究成果可用于预测消声器的综合性能,为消声器的设计、选型及结构优化提供理论依据.     

某单缸柴油机排气消声器的结构优化分析

针对单缸柴油机排气消声器在中低频段消声效果不理想的问题,提出一种新的消声器结构优化方案。首先,利用Virtual. Lab和Fluent软件进行消声器声学优化以及流场优化。然后对两种消声器动力性能进行对比分析,并通过功率损失试验和插入损失试验对比分析优化前后的消声器。仿真结果表明,优化后的消声器在中低频段消声效果优于原消声器,且内部平均温度比原消声器有所降低。试验结果表明,在典型扭矩点和功率点噪声分别降低约4.0dB和3.6 dB,均降低明显。优化后的消声器在不同转速工况下插入损失提升效果均十分显著,但功率损失率仍在允许范围内,这证明了新消声器结构的可行性。     

往复式压缩机吸气消声器设计

分析某型号压缩机吸气消声器存在的不足,在测试压缩机吸气通道噪声源频谱的基础上提出消声器改进方案。该方案通过修改消声器内部结构来提高其在吸气噪声源峰值频率处的传声损失。采用声学有限元方法对改进前后消声器方案的传声损失进行仿真,仿真结果显示改进后的消声器在低频噪声源峰值频率处取得明显效果。最后,通过装机试验对新方案消声器的降噪效果进行验证,结果表明该型号压缩机低频噪声峰值明显降低,且总噪声幅值平均降低1.4 dB(A)。