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[理论方法] 穿孔法:降低叶轮涡流噪声的常用方法

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发表于 2017-11-30 11:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  为了降低风机涡流噪声,通常可以采用工作轮叶片穿孔法,因为叶片出口处经常出现涡流分离,而采用叶片穿孔方法可以使部分气流自叶片高压面流向叶片低压面,可以促使叶片分离点向流动下方移动,其机理等同于附面层吹风。这样降低了叶片出口截面的分离区,分离区涡流强度和尺寸减少,噪声也随之减少。但是大的穿孔系数会使压差降低过快,达不到要求的能量头,因此叶片穿孔法关键是穿孔排数、穿孔面积、穿孔系数、穿孔直径和穿孔偏角的设计,具体降噪方法如下:

  1. 增强叶栅的气动力栽荷, 降低圆周速度
  对于风机采用强前向叶片,且多叶片叶轮有利于增大叶栅的气动力载荷,在得到同样风量风压情况下,叶轮叶片外圆上圆周速度可使风机噪声明显降低。

  2. 合理的蜗舌间隙和蜗舌半径
  当气流与叶片做相对运动时, 叶片后缘的气流尾迹中速度及压力均小于主流区,使叶栅后的气流速度与压力分布皆不均匀,这种不均匀的气流在旋转, 由于在动叶的气流出口有蜗舌存在, 则这种非稳定流动与蜗舌相互作用将产生噪声, 距离噪声愈近噪声愈烈,通常适当取较大的风舌前端半径,可以降低离心风机的旋转噪声与涡流噪声。

  3. 蜗舌倾斜
  风机叶轮叶栅气流的周期性脉动速度所产生的周期性脉动气动力,也使蜗舌相互作用产生旋转噪声,此噪声大小与脉动气动力的剧烈程度及涡舌的迎风面积有关,把蜗舌做成倾斜式,则同相位的脉动气动力的作用面积小了,辐射的噪声也就减小了。

  4. 叶轮入(出)口处加紊流化装置
  在风机叶轮叶片的入口或出口处,加紊流化装置(金属网)可以使叶片背面的层流附面层立即转换成紊流附面层, 推迟叶片背面附面层的分离,甚至不分离,叶片后缘装上网,网后的气流速度与压力梯度能迅速变均匀,若网在涡区中则可将涡区大大缩小,可进一步减噪。

  5. 在动叶进出气边上设锯齿形结构
  在动叶进出气边上设锯齿形结构,可使叶片上气流层流附面层较早地转化为紊流,从而避免层流附面层中的不稳定波导致涡流分离,噪声降低。

  6. 在蜗舌处设置声学共振器
  蜗舌处设置声学共振器,当声波传到共振器时,小孔孔径和空腔中的气体在声波作用下来回运动,运动的气体具有一定的质量,它抗拒由于声波作用而引起的运动,同时声波进入小孔孔径时,由于颈壁的摩擦和阻尼,使相当一部分声能因热耗而损失掉。另外,充满气体的空腔具有阻碍来自小孔的压力变化的特性,由于这些因素的共同作用,当气体通过共振器时,噪声得到了降低。

  来源:百度文库《风机噪声处理技术》,由luffytyq分享。

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