不等距葉片離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲的數(shù)值與實驗

對采用串列葉片的某前向離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維非定常流動進(jìn)行了數(shù)值計算,重點研究了串列葉片不同葉片相對長度和不同葉片相對周向位置兩個參數(shù)對風(fēng)機(jī)氣動性能及氣動噪聲的影響。通過響應(yīng)面方法對數(shù)值結(jié)果進(jìn)行二次回歸擬合,得到兩個參數(shù)與風(fēng)機(jī)效率和a聲級間的函數(shù)關(guān)系,并進(jìn)行了優(yōu)化分析。數(shù)值結(jié)果表明:兩個參數(shù)對串列葉片式前向離心風(fēng)機(jī)效率和a聲級均有較大影響,合理的串列葉片設(shè)計能夠在保持氣動性能基本不變的情況下降低風(fēng)機(jī)的氣動噪聲。將可靠的cfd數(shù)值技術(shù)與響應(yīng)面方法結(jié)合起來用于指導(dǎo)離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)及試驗設(shè)計是可行的,本文的研究結(jié)果可為串列式離心風(fēng)機(jī)在節(jié)能與降噪的總體設(shè)計方面提供參考。

針對電廠風(fēng)機(jī)管道系統(tǒng)需要擴(kuò)容改造的工程實際需要,以g4-73№8d型風(fēng)機(jī)為研究對象,提出了葉輪內(nèi)加裝短葉片的優(yōu)化方案。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了葉輪加裝短葉片前后的對比實驗。實驗研究結(jié)果表明:葉輪加裝短葉片后,其內(nèi)部流場趨于均勻、射流—尾流得到改善;風(fēng)機(jī)在48%負(fù)荷以上時,全壓平均提高約5.9%,而噪聲幾乎保持不變。

23 離心風(fēng)機(jī)葉片磨損解決方案 北京固本科技有限公司胡建平 離心風(fēng)機(jī)是磚瓦生產(chǎn)的重要輔助設(shè)備，磚瓦工業(yè)使用的風(fēng)機(jī)一般為氣固兩相 流風(fēng)機(jī)，即工作介質(zhì)中常含有一定量大小不等、形狀各異的固體顆粒，如除塵系 統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)、氣力輸送的鼓風(fēng)機(jī)。由于這些離心風(fēng)機(jī)葉片是在含塵氣流中工作， 氣流中的粉塵顆粒既要對離心風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生磨損，又要在風(fēng)機(jī)葉片上附著積灰， 且這種磨損和積灰是不均勻的，因而使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡遭到破壞，引起風(fēng)機(jī)振動， 縮短風(fēng)機(jī)壽命，嚴(yán)重者可使風(fēng)機(jī)不能正常工作。尤其是離心風(fēng)機(jī)葉片的磨損最為 嚴(yán)重，它不僅破壞了風(fēng)機(jī)內(nèi)的流動特性，而且容易引發(fā)葉片斷裂及飛車等重大事 故。因此，研究風(fēng)機(jī)的磨損機(jī)理，采取相應(yīng)的防磨措施，對提高磚瓦企業(yè)設(shè)備壽 命，安全生產(chǎn)是十分必要的。 1離心風(fēng)機(jī)葉片的磨損機(jī)理 1.1離心風(fēng)機(jī)磨損的原因 離心風(fēng)機(jī)葉片磨損，實際上是一種噴砂型的固體粒子對靶材表面的

對離心式風(fēng)機(jī)的齒形葉片降噪機(jī)理進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:齒形葉片的降噪效果與葉道內(nèi)氣流的渦流狀態(tài)有關(guān),雷諾數(shù)re在4×105～6×105范圍內(nèi)的降噪效果較為明顯,降噪量達(dá)到4～5db,其他范圍降噪作用不明顯。齒節(jié)距t=b/5、齒高h(yuǎn)=b/10的降噪量為2.5db,下降2.3%左右,平均全壓基本不變,平均效率僅下降1.5%。

葉片加長是工程中提高風(fēng)機(jī)出力的常用方法之一。為研究風(fēng)機(jī)葉片加長后的內(nèi)流特征,以g4–73型離心風(fēng)機(jī)為研究對象,采用fluent軟件分別對葉片加長前、后的離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行三維定常數(shù)值模擬,分析流動變化對風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,對葉輪葉片加長前、后的g4–73№.8d離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能和噪聲實驗,得到實驗風(fēng)機(jī)在葉輪葉片加長后運行工況點的變化規(guī)律及無因次性能曲線。性能實驗結(jié)果與切割定律計算結(jié)果的比較表明,當(dāng)風(fēng)機(jī)葉輪葉片加長后且葉輪出口寬度不變時,按拋物線形切割定律計算的結(jié)果在大流量區(qū)誤差較小。噪聲實驗結(jié)果表明,葉輪葉片加長后,葉輪與蝸舌間距離減少,導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)噪聲升高,同時蝸殼內(nèi)流動惡化,也使渦流噪聲加大。文中所得研究結(jié)果可為工程實際中風(fēng)機(jī)的葉片加長改造提供參考依據(jù)。

自離心機(jī)有史以來，工作人員就一直在針對其氣動噪聲進(jìn)行實驗研究，并且通過努力終于找到了降低噪聲的簡便方法，

運用計算流體動力學(xué)技術(shù)及聲比擬理論研究了離心風(fēng)機(jī)3個不同流量下蝸殼及葉片表面偶極子聲源產(chǎn)生的基頻噪聲.風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維瞬態(tài)流場由計算流體動力學(xué)模擬得到.根據(jù)氣動聲學(xué)的fw-h方程對蝸殼內(nèi)表面提取偶極子聲源,對于葉片噪聲利用lowson公式進(jìn)行建模.為了使計算模型更符合實際,建立了以蝸殼為界的內(nèi)外聲學(xué)直接邊界元模型,使用多區(qū)域聲學(xué)邊界元模型,考慮蝸殼對聲傳播的散射作用,內(nèi)部噪聲通過蝸殼的進(jìn)出口傳播到風(fēng)機(jī)外部.結(jié)果表明:在非定常流場中,蝸殼表面的壓力波動以基頻為主,而葉片上的壓力波動并沒有明顯的基頻分量;蝸舌是基頻噪聲的最主要聲源;隨著流量變大,蝸殼輻射的噪聲急劇增加;由葉片產(chǎn)生的偶極子基頻噪聲比蝸殼小,特別是在大流量工況下.

1離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲的產(chǎn)生原因 離心風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪聲，主要包括空氣動力性噪聲和機(jī)械性噪聲兩部分，其中前者強(qiáng)度大，是離 心（離心泵）風(fēng)機(jī)的主要噪聲。 空氣動力性噪聲產(chǎn)生的原因主要以下幾方面： （1）風(fēng)機(jī)入口氣流的不穩(wěn)定流動與葉輪之間的相互作用； （2）流道內(nèi)氣流在葉片界面上分離產(chǎn)生渦流，渦流分離產(chǎn)生渦流脫落噪聲； （3）葉輪流道出口氣流突然擴(kuò)散引起氣體稀疏而產(chǎn)生噪聲； （4）高速氣流與蝸舌之間的相互作用。 2離心風(fēng)機(jī)設(shè)計與改造中的降噪方法 從離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲產(chǎn)生原因可知，合理的氣動設(shè)計是獲得低氣動噪聲最根本的方法，通流部件結(jié)構(gòu) 參數(shù)的合理選擇和匹配不但可獲得高的效率，而且相應(yīng)的噪聲水平也低。具體地說，在離心風(fēng)機(jī)設(shè)計階段 和已定型的離心風(fēng)機(jī)改造中可從以下幾個方面來考慮降低噪聲。 211增加葉柵的氣動力載荷，降低圓周速度對離心風(fēng)機(jī)采用強(qiáng)前向葉片，且多葉片葉輪有利于增大葉 柵的氣動力載荷，

針對多翼離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲的主要噪聲源提出降噪方案。首先,對于多翼離心風(fēng)機(jī)渦流噪聲的降噪,主要通過優(yōu)化葉輪、蝸殼的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)和在葉輪出口加裝旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓器等方式進(jìn)行。其次,對于多翼離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲的降噪,主要通過改變蝸舌形式進(jìn)行。最后對優(yōu)化進(jìn)出口安裝角的葉輪和在葉輪出口加裝旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓器這兩種降噪措施進(jìn)行試驗驗證。結(jié)果表明,改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)與原型相比達(dá)到顯著的降噪效果。

針對目前不同型號的多翼離心風(fēng)機(jī)采用降噪方法的不確定性,提出了一種基于非定常流場的多翼離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲分析方法,不需要直接求解聲場卻能為多翼離心風(fēng)機(jī)降噪提供有用信息。對風(fēng)機(jī)內(nèi)部非定常流場進(jìn)行計算,結(jié)合時域和頻域方法對流場內(nèi)靜壓脈動的強(qiáng)度和頻率進(jìn)行分析,根據(jù)聲學(xué)基本理論,判定主要氣動噪聲源的位置及噪聲類型。用該方法對某多翼離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行計算,實驗與理論分析的結(jié)果吻合良好。

本文提出了離心風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口設(shè)計的優(yōu)化數(shù)值方法以確保葉輪進(jìn)口速度盡量均勻,以及進(jìn)風(fēng)口、葉輪和蝸殼統(tǒng)一優(yōu)化設(shè)計方法以減少葉輪、蝸殼中的分離流動。按此方法研制的6—41系列風(fēng)機(jī)的三個樣機(jī)比現(xiàn)有同類風(fēng)機(jī)噪聲下降3～7db,效率提高3～7%。

數(shù)值模擬了t9-19no.4a離心風(fēng)機(jī)蝸殼在非定常氣動力作用下的蝸殼響應(yīng)振動及其噪聲。首先給出該風(fēng)機(jī)運行時振動及噪聲的測量結(jié)果,得出基頻噪聲是主要噪聲類型。然后使用cfd軟件ansyscfx對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場做了整場瞬態(tài)數(shù)值模擬。流體壓力脈動作用于蝸殼產(chǎn)生一個隨時間變化的力,激勵其振動,實現(xiàn)流體到結(jié)構(gòu)的單向耦合。接著運用ansysmultiphysics模塊對風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,最后應(yīng)用lmssysnoise模擬了蝸殼振動向外輻射的噪聲。

微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)以其吸聲系數(shù)高,吸收頻帶寬,無需填充物等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于噪聲控制的各個領(lǐng)域。本文采用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),并應(yīng)用于南通風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的9.26no6.3高壓離心風(fēng)機(jī),運用優(yōu)化設(shè)計的方法設(shè)計了雙層微穿孔板蝸舌共振器,并用計算法與經(jīng)驗法相結(jié)合設(shè)計了風(fēng)機(jī)雙層微穿孔板進(jìn)出口消聲器。分別取得降噪3.5db(a)與17db(a)的效果

對目前離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲的研究方法進(jìn)行了分析,總結(jié)出數(shù)值模擬及其計算方法還不完善。提出了離心風(fēng)機(jī)蝸殼簡化成一個具有硬邊界的理想殼體模型的思路來研究風(fēng)機(jī)氣動噪聲

對離心式風(fēng)機(jī)葉片形式變化進(jìn)行研究,系統(tǒng)分析了直葉片在實際應(yīng)用中的有關(guān)問題,結(jié)果表明直葉片形式是風(fēng)機(jī)發(fā)展的方向。

根據(jù)離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲較高的特點,總結(jié)了近十余年一些典型的控制氣動噪聲的方法,并按照聲源和傳遞路徑兩類降噪方法進(jìn)行分類,包括非常規(guī)蝸舌、改變?nèi)~輪形式、吸聲蝸殼以及進(jìn)出口加消聲器等幾種,最后根據(jù)其降噪效果進(jìn)行了分析,得出了一些對比結(jié)論。

本文分析了陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因及其危害性,詳細(xì)地論述了控制噪聲應(yīng)采取的措施。通過對離心風(fēng)機(jī)的噪聲進(jìn)行檢測、分析和研究,確定了其噪聲的主要來源及其傳播途徑,并采取有效的噪聲治理措施,達(dá)到減弱或切斷噪聲的傳播途徑或消除噪聲源的目的。

簡要介紹了離心風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因及噪聲的測量、評估和控制的一些基本方法。同時指出,正確地測量、評估風(fēng)機(jī)的噪聲值,并加以有效地控制,是改善環(huán)境的有效措施。

離心風(fēng)機(jī)的噪聲與控制

采用數(shù)值方法分析了蝸殼壁厚對離心風(fēng)機(jī)在氣動力激勵下蝸殼受迫振動輻射噪聲的影響。首先采用cfd方法模擬了風(fēng)機(jī)內(nèi)部的非定常流動,得到蝸殼壁面的非定常氣動載荷分布;然后采用有限元方法計算蝸殼在非定常載荷作用下的受迫振動特性;最后采用邊界元方法預(yù)測了蝸殼受迫振動激發(fā)的噪聲聲場及聲功率?；谏鲜龇椒?比較分析了蝸殼壁厚對振動噪聲輻射功率的影響。結(jié)果表明,并不是蝸殼的壁厚越大,其振動噪聲越低,而是對應(yīng)確定的激勵頻率,存在最佳的壁厚尺寸或各部分不同壁厚的尺寸組合。

本文初步建立了一個用于預(yù)測離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣動聲場的理論模型,該模型將蝸殼簡化為一個封閉的圓柱腔體,并推導(dǎo)了腔體內(nèi)部聲場的表達(dá)式。數(shù)值分析結(jié)果表明,該模型可以反映蝸殼對風(fēng)機(jī)內(nèi)部聲場的影響,為進(jìn)一步研究蝸殼對離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲由內(nèi)向外傳播的影響提供了基礎(chǔ)。

多翼離心風(fēng)機(jī)設(shè)計-多翼式離心風(fēng)機(jī)