轴流风机叶片紊流噪声模型及其特性研究

根据风机叶片紊流噪声的特点，运用片条理论、非线性气动力理论，分析了作用在叶片上的力，推导了叶元体与气流相互作用诱发叶元体尾缘涡脱落引起的紊流噪声模型。对此噪声的频域特性及各影响因素进行定性分析，得到与各因素相对应的紊流噪声预测值。结合风机旋转噪声模型的预测值，实现风机噪声值的预测，实验验证了模型的正确性。     

基于气动噪声的风电机组叶片开裂缺陷检测初步研究

风电机组叶片作为风力发电机的关键部件之一,直接影响着风力发电机的效率、寿命和性能。针对传统风机叶片开裂缺陷检测方法无法实现风机叶片的非接触、实时检测等不足,对基于风电机组的气动噪声实现风机叶片的开裂缺陷检测进行了可行性分析,利用某风场的两台机组的气动噪声数据进行了实测验证。实测结果表明,通过检测风机工作时产生的气动噪声变化可以定性判断叶片的损伤,无需机组停运,具有非接触、可连续检测等优点,为风机叶片的健康检测提供了可行性参考。     

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...     

叶片型线对离心风机性能影响的研究

首先对某采用双圆弧叶片的高效离心风机进行实验和数值对比,并在叶轮前盘形状、轮盖和叶片进出口安装角都相同的情况下,分析了采用双圆弧叶片和等减速叶型的模型风机的性能变化。结果表明,使用双圆弧长短叶片风机模型的稳定工况范围更宽、全压更高,等减速模型则在设计流量和小流量下效率更高、流动损失更小。     

雷达天线系统离心风机气动噪声研究

基于FW-H方程,对离心风机进行气动声学理论分析,结合噪声测试方法,对某雷达天线系统进行噪声试验研究分析.测试数据表明,噪声和振动加速度频谱图分布较为接近,噪声振动能量峰值频率均为离心风机叶片基频的倍频,即雷达天线系统噪声主要来源于离心风机的气动噪声.通过改变均热板上翅片与风机叶片边缘的间距和调节风机转速,对单个离心风...     

基于Fluent的多翼式离心风机性能分析

使用Fluent软件对不同工况下的多翼式离心风机进行三维数值模拟,研究风机的典型几何参数对其流噪声和风量的影响规律;采用Coupled耦合算法结合MUSCL离散格式、定常RANS方程组求解风机内流场;采用FW-H声学模型结合大涡模拟计算风机流噪声。结果表明:变工况计算结果与试验值吻合,风机的蜗舌半径、叶片数、叶片进口安放角对风机的风量和流噪声均有一定的影响。本文的研究成果可以为多翼式离心风机的优化设计提供参考。     

基于噪声信号分析的轴流风机故障诊断

噪声是风机运行过程产生的一种信号,包含了风机结构振动的信息特征,据此提出通过分析风机噪声信号来实现风机不停机故障诊断的方法.结合风机噪声信号模型,对轴流风机轴系不对中、转子不平衡、基座松动、叶片损坏4种典型故障的Fourier频谱特征做出了理论分析预测.通过现场检测试验,采集了电机的转速信号与风机的噪声信号,分析了风机噪声的时域波形,初步诊断该风机存在故障.再分析了轴流风机噪声信号的Fourier频谱,提取出相关故障特征频率,发现频谱中n倍高次谐波比较明显,并且其中2n倍高次谐波占主导地位,因此判断该风机故障种类为轴系不对中.经过重新校正与检修,该风机恢复正常运转.试验及分析结果成功验证了基于噪声信号诊断轴流风机故障理论方法的可行性,对于工业领域通过噪声信号来诊断风机故障具有一定的指导作用.     

主通风机高效低噪叶片的设计

通过分析叶片形状对风机噪声的影响,引入了弯掠叶片的概念,并设计出周向前弯、前掠和弯掠组合3种型式的高效低噪叶片.     

超低比转数离心鼓风机4种叶片形状性能试验对比

针对某一工业用超低比转数离心鼓风机,选取直叶片、后弯叶片、前弯叶片和径向变厚度前弯叶片(VTB)4种叶片作为试验叶片,通过性能试验得到了4种不同形状的叶片对该风机性能的影响。再进一步采用可视化流动试验来观察其叶轮内部空气的流动状况,分析产生性能差异的原因。通过对使用这4种形状叶片的风机的性能试验以及可视化流动研究,为超低比转数离心鼓风机的叶片优化设计提供有益的参考。     

扫路机专用风机内部气固两相流场仿真分析

针对扫路机专用风机的磨损问题,采用RNG k-ε湍流模型结合欧拉-拉格朗日方法的颗粒轨道模型,对某型号扫路机专用风机内部气固两相流场进行了数值仿真研究。首先分析了扫路机专用风机叶片吸力面上的分离流动情况及颗粒在叶轮内的流动规律;然后结合颗粒运动轨迹,探究风机叶片的主要磨损位置、磨损形状及蜗壳的磨损情况,获得了专用风机内部气固两相流磨损机理及磨损规律。结果表明:在分离流动的作用下,固体颗粒偏向叶片压力面运动,导致叶片压力面磨损;压力面的磨损呈条带状分布,叶片磨损最严重区域位于叶片与后盘接触区的1/4处;蜗壳表面存在周期性磨损区。     

An optimal design for axial-flow fan blade: theoretical and experimental studies

The technique of inverse design problem (IDP) for optimizing the three-dimensional shape of an axial-flow fan blade based on the desired airflow rate is presented in this work. The desired volume flow rate of air can be obtained from the airflow rate of the existing axialflow fan by multiplying it with a constant which is greater than unity. The geometry of the redesigned fan blade is generated using numerous design variables, which enables the shape of the fan blade to be constructed completely; thus the technique of parameter estimation for the inverse design problem can be used in this study. Results show that with the redesigned optimal fan blade, the airflow rate of fan can be increased, thereby improving the performance of the axial-flow fan. Finally, to verify the validity of this work, the prototypes of the original and optimal axial-flow fan blades are fabricated and fan performance tests are conducted with these blades on the basis of the AMCA-210-99 standard. The algorithm used in the present study can be applied to the blade design problem in any propulsion and power systems.     

动车组牵引变压器冷却风机气动噪声特性的试验和仿真分析

为研究动车组牵引变压器冷却风机的气动噪声特性,针对某型冷却风机进行气动噪声试验,得到在不同测点处的声压级和频谱特性。同时,针对该型风机建立仿真模型,模型中考虑电动机、支架等实际结构,结合计算流体力学方法和Lighthill声学比拟理论,对冷却风机的非定常流动特性和远场声场进行数值仿真,与试验数据进行对比。结果表明,通过大涡模拟得到的冷却风机噪声主要阶次与试验具有较好的一致性;在基于风机侧面评价点声压功率谱密度所估算声功率贡献量中,宽频带噪声占比为74.76%,是后续减振降噪的重点;阶次噪声占比为25.24%,结合仿真分析发现,阶次的主要来源为进风口动叶轮和出风口动叶轮处气流脉动压力所形成的偶极子声源,其中进风口第33阶次和出风口第10阶次最为重要。所得分析结果可为该型风机的气动性能和气动噪声的改进提供切实可行的参考依据。     

车用轴流风机离散噪声与叶片分布特性研究

针对轴流风机离散噪声偏大影响汽车总声压级及声品质问题,采用谐波法相关理论,建立了离散噪声与叶片分布特性关系的理论及仿真模型,结合数值计算、仿真分析分别得到了叶片数量和非等间距的分布特性与噪声、流量、效率的关系。研究表明:7叶片风机在噪声、流量、效率方面的综合性能最佳;利用非等间距理论得出的最大调整角为2.406 rad的方案对于不同数量等间距叶片均可达到最优降噪的效果,并且对流量及效率无明显影响,仿真模拟与实验结果验证了这一结论。基于以上研究提出了一种在满足风机流量及效率前提下有效降低离散噪声的新方法,为叶片分布特性的研究提供了参考。     

前向离心风机采用不等距叶片叶轮降噪的试验研究

为了降低T9-19No.4A前向离心风机的噪声,针对该风机设计了两个不同叶片间距的不等距叶片叶轮,并对原风机和两个改进后的风机进行了试验,对采用不等距叶片叶轮降低前向离心风机噪声进行了初步探索.试验结果和分析可供同行进行同类研究时参考.     

叶片外缘外伸对贯流风机效率及噪声的影响

采用k-ε湍流模型和PISO算法对比研究了基态叶片和叶片外缘外伸后的贯流风机气动效率和噪声。以通风机全压效率作为经济指标,计算结果显示叶片外缘外伸后的风机全压效率提高了3.8%。以基于Lighthill声学类比理论的FWH方程计算贯流风机的噪声,结果显示叶片外伸后风机在监控点噪声降低约7d B,最后用鲍威尔涡声方程解释了噪声降低的机理。     

An optimal design algorithm for centrifugal fans: Theoretical and experimental studies

This study examines the inverse design problem (IDP) of determining the optimal three-dimensional shape of a centrifugal-flow fan based on a desired airflow rate. The desired volume airflow rate can be obtained by multiplying the airflow rate of an existing fan by a constant greater than unity. The geometry of the redesigned fan is generated using several design variables, which enables the shape of the fan to be constructed completely; thus, the parameter estimation technique used in inverse design problems can be used. Finally, prototypes of the original and optimized centrifugal fans are fabricated, and the fan performance is tested based on the AMCA-210-85 standard, which uses calibrated nozzles and pressure taps within a standardized test chamber, to verify the validity of this work. The experimental results demonstrate that by using the fabricated optimal fan, the airflow rate can be increased by 11.8 % and the fan noise can be reduced by 3.5 %; as a result, the performance of optimal fan is greatly improved.     

不同流型对轴流通风机性能影响的数值

本文采用Navier-Stokes方程和标准k-s湍流模型,对采用两种不同流型设计的低压轴流通风机进行三维稳态内流模拟,详细分析两种流型造成叶片根部安装角变化对轴流通风机性能的影响.并对采用改进型流型设计的样机采用大涡模拟和声学模型进行噪声预测分析.计算结果表明,改进型流型设计不仅能改善叶轮根部的流动,同时也有利于风机...     

基于流固耦合的汽车空调多翼离心通风机气动声学特性分析

建立了一个简单几何模型,通过试验验证得出双向流固耦合计算比非耦合计算准确性更高的结论。以某汽车空调系统的多翼离心通风机为研究对象,分析了蜗壳流固耦合作用对通风机气动噪声的影响。利用CFX和ANSYS软件分别进行流场和结构计算。以MFX-ANSYS/CFX为数据耦合平台,采用双向同步求解的方法,对通风机内流场和蜗壳结构响应进行联合求解,并将耦合计算结果与非耦合计算结果进行对比。结果表明,流固耦合作用使得流场压力脉动增强;在考虑流固耦合作用影响后,离心通风机叶轮出口处及蜗壳气道内表面的声功率级明显增大,通风机出口处的气动噪声值增大了5.24dB。