车用离心通风机蜗壳气动分析及噪声预测

道路清扫车主要通过风机产生的负压和高速气流实现路面垃圾的收集处理。风机的能耗、稳定工作范围、工作噪声等性能参数直接决定扫路车的性能。因此,节能和环境友好型的车载风机是目前发展的方向,作为风机关键静止部件-蜗壳对风机整机性能有较大影响,本文采用CFD软件对蜗壳进行流场分析,采用某噪声软件进行噪声模拟,通过对蜗壳几何参数对比分析及对流场的噪声分析,研究在不降低甚至提高风机气动性能的前提下,降低风机气动噪声的方法。获得了蜗壳结构参数如蜗壳宽度和蜗舌位置及大小对性能和噪声的影响规律。     

小型高速低噪声离心风机的试验研究

运用声学传感器和频谱仪对一台小型高速低噪声离心风机进行试验研究,研究发现:风机进出口向外辐射的气动噪声为风机最主要的噪声类型,气动噪声主要是基频噪声,噪声源分别位于叶片进口处与蜗壳蜗舌处,风机进出口噪声被屏蔽后整机噪声降低约21%;风机蜗壳振动是由于风机内部非定常流动诱发蜗壳结构做振动响应,振源主要位于叶片进口处与蜗壳蜗舌处,振动频率与风机基频一致;在蜗壳中填充相等体积1.5 mm塑料球,2.3 mm塑料球,1.2 mm陶瓷球,3.0 mm陶瓷球用来降低蜗壳振动噪声,在设计工况点以3.0 mm陶瓷球效果最佳,整机噪声下降约2.8%。     

离心风机蜗壳内部流动研究

对自主开发的7-40风机进行了性能试验测量和全工况整机数值模拟,并对大中小三种流量下风机蜗壳的内部流场进行了全面的研究.通过对蜗壳内多个横截面的通流速度、静压和二次流分布的详细分析,探讨了三种流量下离心风机蜗壳内部二次旋涡流动的形成和发展、最大和最小主流速度的位置的变动,研究了蜗壳内通流速度方向的扩压等蜗壳空腔内部流动的变化规律,分析了蜗壳对叶轮流动的影响.     

空间站用离心风机降噪技术研究与验证

空间站需长期驻人,安静的环境对航天员的健康和安全尤为重要。因此有必要对离心风机的降噪技术开展研究。通过对离心风机气动噪声的产生及传播机理的研究,明确了离心风机的主要气动噪声源在蜗壳上。基于上述理论,针对空间站内某型号风机进行降噪设计,在其蜗壳内壁增加穿孔板和消音棉,并在进风口增加消声器,最终经过试验验证了风机噪声满足舱内稳态噪声医学要求。     

船用离心通风机降噪的试验研究（二）——吸声蜗壳对噪声的影响

在研制低噪声船用离心通风机过程中，对叶轮型式和蜗壳结构进行了试验研究。本文介绍了采用吸声蜗壳，改变蜗舌间隙、进风筒套口深度以及风机叶轮与蜗壳的合理匹配来降低风机噪声的方法，取得了良好的降噪效果。     

吸声蜗壳在离心风机降噪中的应用研究

在标准进气风管测试装置上,对某离心风机及在风机蜗壳周向板、前盖板、后盖板等部位分别加装吸声材料后,测试了不同结构形式下风机性能和噪声特性。试验结果表明:相比原风机,蜗壳周向板与后盖板同时加装吸声材料效果最好,设计工况下A声级能够降低7.2dB(A),在小流量工况下,吸声蜗壳的降噪效果变差;根据风机噪声频谱,穿孔板加玻璃棉吸声蜗壳的吸声性能中高频好于低频,风机基频噪声在设计点能够降低12.5dB(A);加装吸声材料后风机气动性能会略有下降,压力和效率都有不同程度的降低。     

蜗壳壁厚对离心风机振动噪声影响的数值研究

采用数值方法分析了蜗壳壁厚对离心风机在气动力激励下蜗壳受迫振动辐射噪声的影响.首先采用CFD方法模拟了风机内部的非定常流动,得到蜗壳壁面的非定常气动载荷分布;然后采用有限元方法计算蜗壳在非定常载荷作用下的受迫振动特性;最后采用边界元方法预测了蜗壳受迫振动激发的噪声声场及声功率.基于上述方法,比较分析了蜗壳壁厚对振动噪声辐射功率的影响.结果表明,并不是蜗壳的壁厚越大,其振动噪声越低,而是对应确定的激励频率,存在最佳的壁厚尺寸或各部分不同壁厚的尺寸组合.     

离心风机气动噪声研究方法的分析与建议

对目前离心风机气动噪声的研究方法进行了分析,总结出数值模拟及其计算方法还不完善.提出了离心风机蜗壳简化成一个具有硬边界的理想壳体模型的思路来研究风机气动噪声.     

船用离心风机流动诱发振动噪声数值研究

针对进出口连接有长管道的离心风机系统,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。基于风机振动噪声问题,给出了一种考虑振声耦合作用的流场-结构-声场单向耦合数值计算方法,并通过振动试验验证了此单向耦合数值计算方法的有效性,随后基于声辐射贡献量分析(PACA)方法定量的给出了噪声源位置。研究表明:振动噪声的基频分量占据主导地位,蜗壳表面声压主要由蜗壳表面振动速度或是振动加速度决定。噪声源分析表明,蜗壳侧板出口靠近蜗舌区域、蜗壳前、后板距离蜗舌180°附近区域是蜗壳基频振动噪声辐射的主要振动噪声源。     

蜗舌深度对离心风机气动性能和噪声影响研究

针对新风空调离心风机功率高、噪声大的问题,基于CFD仿真与试验研究了不同蜗舌深度对离心风机气动性能和噪声的影响,并着重对A10,A30,A40共3种方案蜗壳在25～60 m³/h流量范围内风机性能和噪声水平进行了分析。结果表明,蜗舌深度优化后,在额定流量45 m³/h工况下,仿真全压值提高5 Pa,全压效率提高17.28%,试验测试功率降低7.8 W,噪声降低1.7 dB;合理选择蜗舌深度能够改善蜗壳扩压段处流动,提高风机气动性能,同时降低风机噪声。研究结果可为离心风机设计提供指导。     

蜗壳对离心风机内部气动噪声影响的初步数值分析

本文初步建立了一个用于预测离心风机内部气动声场的理论模型,该模型将蜗壳简化为一个封闭的圆柱腔体,并推导了腔体内部声场的表达式。数值分析结果表明,该模型可以反映蜗壳对风机内部声场的影响,为进一步研究蜗壳对离心风机气动噪声由内向外传播的影响提供了基础。     

基于CFD和响应面的离心风机蜗壳的优化

离心风机作为清扫车气力系统的核心部件,对清扫效果、作业效率和噪声等车辆属性有着至关重要的作用。离心风机主要由蜗壳和叶轮构成,蜗壳主要对经过叶轮的气体进行扩压,蜗壳扩压能力的强弱直接影响风机全压的大小,进而影响清扫车气力系统的吸力等作业参数。为了研究不同蜗壳尺寸对某清扫车专用风机气动性能的影响,首先对风机蜗壳域的尺寸进行参数化处理,采用fluent流体分析软件结合DOE、响应面优化分析,以workbench为平台对离心风机整机进行数值计算,自动优化设计参数使风机气动性能在工作区域内达到最佳。结果表明,优化后风机静压提高7.3%,效率提高4.6%,叶轮流道内速度分布更加均匀,涡流区明显减少。     

前向多翼风机内部流场的可视化研究

采用丝线法对空调风机蜗壳及叶片流道内流场进行了可视化研究，并将观察结果与风机噪声测量结果进行了比较分析，表明噪声与蜗舌处的分叉流动有关，叶片吸力面出口脱流越严重，噪声越大；叶片入口处的脱流对噪声影响较小。     

蜗壳与叶轮相对位置对多翼离心风机性能的影响

为探索蜗壳与叶轮轴向相对位置对多翼离心风机气动性能的影响,在保持其它参数不变的情况下,分别对仅改变蜗壳前端面与叶轮前盘间距、仅改变蜗壳后端面与叶轮后盘间距的改造风机进行数值计算,然后选取2个阶段中性能较好的方案进行组合从而确定最佳的蜗壳与叶轮轴向相对位置。研究结果表明:当叶轮出口宽度和蜗壳总宽度的相对值为0.81时其气动性能最佳,与原风机相比,效率提高了2.34%,静压提高了3.61%,噪声下降0.75 dB。     

改变叶轮与蜗壳相对安装位置对双吸多翼风机性能影响的试验研究

以中央空调末端装置中广泛使用的双吸前向多翼离心风机为研究对象,设计了叶轮与蜗壳安装位置可调的试验装置,试验研究了改变叶轮与蜗壳安装位置对风机性能的影响,并进行了初步的分析。研究结果表明:对于本文研究的风机,叶轮中心与蜗壳几何中心相重合的位置不是最佳位置,两者合适的相对安装位置能使风机在设计转速下风量提高6.08%,总效率提高2.4%,噪声降低0.8dB(A)。     

多翼离心风机噪声分析的试验及数值研究

通过传声器搭建的压力脉动测试系统,测量了某多翼离心风机蜗壳壁面一周的压力脉动值及风机进口的噪声频谱,并结合FLUENT计算分析风机内部的流场,分析得出所研究多翼风机的噪声主要以涡流噪声为主,同时旋转噪声也是不容忽视的一部分,最后为该多翼风机提出了降噪的改进方案。     

改变蜗壳安装位置提高多翼离心风机性能的试验研究与数值分析

以中央空调中广泛使用的多翼离心风机为研究对象,在不改变现有加工工艺的情况下,保持叶轮和集流器同心,试验研究了改变蜗壳安装位置时的气动性能和噪声特性。试验结果表明:对于本文研究的风机,叶轮中心与蜗壳中心相重合的位置并不是最佳安装位置,适当改变蜗壳的安装位置可使风机性能得到改善。当叶轮偏距L为10mm,偏心角θ为150°时,相比于原风机,改变蜗壳安装位置的风机在变转速工况范围内,风量提高3.5%³.9%,效率提高1.2%3.9%,效率提高1.2%².8%,同时噪声下降1.62.8%,同时噪声下降1.6¹.8dB(A)。对改进前后风机内部流动的数值分析表明:改进风机也改善了叶轮叶道内的总体流动状况,减小叶道内的流动分离损失,增加了流通能力,因而使风机气动性能提高,噪声降低。     

多翼离心风机出口涡旋成因分析与抑制方法

为了研究多翼离心风机出口涡旋的成因与抑制方法,对中静压风机进行数值模拟与试验验证,分析其内部流场和噪声特性,并提出了抑制出口涡旋的整流片方法,试验结果验证了方法的可行性。研究表明,多翼离心风机蜗壳内的涡旋流动属于螺旋流动,是由于多翼离心风机内部结构存在大角度转变导致。蜗壳出口涡旋来源为叶轮出口气流大角度转变引起与蜗壳和叶轮间距内二次流引起。通过在蜗壳180°～270°截面间设置整流片达到了调节蜗壳内部气流分布,改善螺旋流动,减弱涡旋流动强度,降低多翼离心风机噪声的目的。经过等风量试验测试对比,验证了整流片的降噪效果,在不同静压工况下均有较好的降噪效果,30 Pa静压工况下为最大降噪幅度1.2 dB,100 Pa静压工况下为最小降噪幅度0.7 dB。研究结果可为多翼式离心风机的降噪提供依据。     

叶片打孔对离心风机噪声的影响分析

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响.首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响.研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中...     

空调器贯流风机的性能试验与优化

对影响空调器贯流风机性能的叶轮尺寸参数、蜗舌间隙和蜗壳间隙分别进行试验比较,得出了该空调器贯流风机较佳的结构参数值,从而改善了其气动和噪声性能.