通風機的氣動噪聲消聲器 風機消聲器預估是當前流體機械研究領(lǐng)域最熱門也是難度較大的課題之一。本文以一臺礦用兩級軸流式局部通風機為研究對象,用有限體積法對風機內(nèi)部的非定常湍流場進行了數(shù)值模擬,在此基礎(chǔ)上采用計算流體動力學(CFD)方法,對軸流式通風機的氣動噪聲進行了數(shù)值預測；并用有限元(FEM)法對風機外殼的振動模態(tài)進行了分析計算。 連云港博大機械設(shè)備制造有限公司的主要研究內(nèi)容如下： 首先,針對一臺礦用兩級軸流式通風機,推導描述風機內(nèi)部流場三維非定常湍流流動的控制方程組,建立通風機從集流器進口到擴散器出口整機全流場三維幾何模型,設(shè)定恰當?shù)膭屿o交界面類型,使數(shù)值計算能夠全面、真實地反映葉輪與各相鄰靜止部件之間的相互影響。 消聲器、消音器、風機消聲器、安全閥消聲器、羅茨風機消聲器。其次,將通風機的全流場作為數(shù)值計算的求解域,分區(qū)生成計算網(wǎng)格,選擇適當?shù)耐牧髂Ｐ?給定合理的邊界條件,完成通風機在特定運行工況下的定常流動計算,再以定常流動的計算結(jié)果為初場進行非定常湍流流動的計算,獲得流場的非定常流動結(jié)構(gòu)和壓力隨時間的變化規(guī)律。 然后,根據(jù)定常流動的計算結(jié)果,引入由Proudma提出的改進寬頻聲源模型,預測了風機各部分氣動噪聲聲功率的分布規(guī)律；根據(jù)非定常計算得到的流場壓力隨時間的變化數(shù)據(jù),采用FFT變換方法,得到了前后兩級葉輪與導葉輪監(jiān)測面上監(jiān)測點壓力脈動的時域和頻域分布規(guī)律；在大渦模擬LES基礎(chǔ)上,引入FW-H(Ffowcs-Williams Hawkings)聲學模型,獲得通風機氣動噪聲的分布特性。從流場計算結(jié)果中提取外殼徑向壓力為載荷加載到有限元分析(FEA)軟件中作為外殼動力響應分析的已知條件,并對外殼進行模態(tài)分析。 最后,通過本文的研究得到以下結(jié)論：葉輪流域存在較大的流動損失,是風機氣動噪聲源的主要產(chǎn)生部位?？傮w上,葉頂間隙處的氣動噪聲聲壓級較大,葉輪出口處聲壓級大于葉輪進口處聲壓級,并且后級葉輪聲壓級大于前級葉輪聲壓級。通過對風機殼體模態(tài)分析得知,氣流非定常脈動力對殼體的振動模態(tài)影響較小。消聲器 |
