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齿形叶片降低离心式风机噪声的实验研究

信息来源:发布时间:2020-10-26阅读:506

风机的空气动力性噪声主要由旋转噪声和润流噪声组成叶片在蜗壳内高速旋转所产生的空气动力性压缩过程,含有较强的周期性脉动气流及尾迹,送种随时间变化的压力脉动使叶片产生旋转福射噪声。而随着雷诺数舱的大,尾迹中又将出现流体微团的横向运动,由层流状态过渡到素流状态,产生旋润造成附面层分离,分离时形成的旋锅不断被主流带走,在叶片后形成尾锅区产生锅流噪声人们虽然对风机润流噪声有较清晰的认识,但由于锅流参数的复杂性,目前还没有可指导实际风机设计的理论公式或技术方案,锅流噪声直是降低风机噪声的难题流线型叶片在定的流场条件下可实现附面层分离点后移,改善锅流形成的条件。

  本文对后缘呈齿状结构的风机叶片进行了降噪实验研妃1齿形叶片的降噪机理的齿形叶片示意凰图2为按齿形叶片制成的风机叶栅后缘局部尾锅示意凰当气流流经叶栅后缘部位时,由于叶栅两侧压力梯度不同,使得叶栅高压面的气流在压力作用下向低压面流动,形成环绕齿形边缘的小锅流,锅流的旋向各自不同齿根部位旋向与主流方向相反,即与叶栅后缘为平滑边缘时的润巧热化10 1.锥形帽2进气管3.导流管4.动静压测量孔5.流量调节板6.离也式风机7.扭矩仪8.胶带轮9.传声器2.2实验结果及分析片后缘声压降低曲线。该__声压级大小可利用随机信1号处理技术将流场的背景字噪声去除后获得从图41可抖看出,叶道内流场特性发生变化时,附面层巧图4不同齿形状态下的流动状态主要由雷诺数化决定当6增大到某数值时对平板而言,re在5131皆之间,附面层由层流转变为素流,成为混合附面层1不同齿形降噪测量结果是抖灰6=51任为中私的略呈正态分布规律的曲线,由此可说明,当风机转速和全压抖及流量等参数改变时,齿形叶片的降噪性能也随之相应改当re低于1任或高于61任时,齿形叶片对降低锅流噪声作用不明显,仅适合于附面层为过渡状态时的混合附面层特性曲线从图5可看出在中低流量点处的噪声与原机型相比基本没发生改变,而在中高流量区域噪声明虽下降,最大下降幅值约5db,约下降4.腕图5风机工作特性曲线31齿形叶片节距h齿肯叶片出口宽度管旋向相厨齿根部位产生的锅流是叶片附面层分离点后面逆流的主要成分,而齿根至齿尖部位的锅流则在与主流运动方向的垂直方向上产生了速度投影分量,该分量的大小与齿节距和齿高有直接关系。由于润流是在齿形两侧产生的,则其在主流运动方向的垂直投影分量的大小相当、旋向相反,两股润流的旋转动能将相互抵消部分,从而降低了齿根至齿尖部分的祸流强图2齿形叶栅后缘度。这抵消过程是在齿局部尾衡根与齿尖锅流产生直至锅流脱离叶片被主流带走这段时间内完成的,其作用的结果是将原有的旋转动能较大的长润管分离成若干段小股锅流,整体上降低了尾润区的润流强度,改善了叶片后缘气流的奈流程度由文献口膊知,粘性流体在压力降低区内流动决不会产生附面层分离,只有在压力升离区内流动,才有可能出现分离,形成锅流由于叶片后缘齿根部位提前于齿尖改变了叶片的压力分布状态,使叶片高压气流部分提前流向叶片低压面又由于叶片齿根部位有定厚度,造成局部压力升高,使得压力升篼而产生的附面层分离局限在齿根部位,从整体上减小了附面层分离区,即减小了叶片后缘直线形锅管总长度1,从而达到降低叶片福射声能的目的2实验方法及实验结果么1实验装置和实验方法头验装置放置在10心8必61的消声室内,风机气动性能测量。噪声测量分别按国家标准06123685和0828挑91进位为减小进气噪声及电机噪声对出气口噪声测量的影响,在进气和电机与风机出气口之间用吸声材料隔断巧实验风机是在y548no.5基础上改变局部结构完成调,叶片数12府分流,叶片型式为后弯平板型,进角8°,出口角50°,进气管直径4501实验分两组进化第1组齿节距=6化齿高々=6/56/106/20,主要考察齿高对噪声的影响第2组齿高=6/1化齿节距片6/56/16/33,主要考察海柳1晚5,系统简图见占在巧占3巧拒妄皂立巧坦忙口巧1拍钙石该田挪占奄差左右全压和效率也略有改变对比曲线。从图6可抖看出,该风机噪声低频起点为630出,高频终点为201出11比到12.51出有较大幅度的降低而在41比到81出之间,个别频率点有齿形叶片的比原机无齿形叶片噪声略有提高;81比抖后,有齿形叶片的比原机无齿形叶片噪声略有下降下不同流量时的风机出口处声压级及平均全压和平均效率对表1进行分析和计算可抖得出:当齿节距固定渡换齿高参数时,大齿高=6/5降噪量小约下降1.3db,小齿局a=6/20降噪量大约下降46db,平均全压和平均效率呈马鞍形变化,马鞍高点平均全压和平均效率略低于原机,马鞍化点平均全压和平均效率约下降肪和7.7,;当齿高固定,变换不同齿节距时,大节距仁6/5和小节距片6/2降噪量基本相同倒下降2.548,平均全压和平均效率约下降~6.

  和%~1脱,中间节距a二6パ0降噪量较大约下降3.9d巧,平均全压和平均效率约比原机略有降化齿节距= 6巧齿高a=6/20的降噪量最大4 7d巧,风机平均全压和平均效率下降1.5物和游,而齿节距= 6巧齿高a二6/10的降噪量较小么5d巧,风机平均全压基本不变,平均效率仅下降1.徽。综合风机的整体特性巧节距=6/5齿高6=6/10时的叶片效果最佳1是不同齿节距、不同齿高在固定转速状态齿形不同流量下的风机出口声压级主/,平巧全压平均效率~p/pa 2 1胎。

  3结论1离屯、式风机叶轮叶片的出气边制成齿形叶片结构,可改善叶道出口处的锅流状况,使叶道内脱离锅流的区域和强度减少,降低润流噪声。对本实验样机,叶片齿形结构不同时,对噪声及风机工作特性的影响也不样。齿节距仁6/5齿高6二6/1降噪量较小2.5db,风机平均全压基本不变,平均效率仅下降1.游,风机的整体特性效果最佳2齿形叶片的降噪效果还与叶道内气流的奈流状态有关,当风机转速和全压抖及流量等参数改变时,齿形叶片的降噪性能也随之相应改变当货6低于41《或高于61访时,齿形叶片对降低素流噪声作用不明思,仅适合于附面层为过渡状态时的混合附面层1腰]埃克8.通风机

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