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部的非定常湍流場進行了數值模擬,在此基礎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值預測；并用有限元(FEM)法對風機外殼的振動模態進行了分析計算。 連云港博大機械設備制造有限公司的主要研究內容如下： 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,設定恰當的動靜交界面類型,使數值計算能夠全面、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值計算的求解域,分區生成計算網格,選擇適當的湍流模型,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構和壓力隨時間的變化規律。 然后,根據定常流動的計算結果,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律；根據非定常計算得到的流場壓力隨時間的變化數據,采用FFT變換方法,得到了前后兩級葉輪與導葉輪監測面上監測點壓力脈動的時域和頻域分布規律；在大渦模擬LES基礎上,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,并對外殼進行模態分析。 最后,通過本文的研究得到以下結論：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生部位。總體上,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分析得知,氣流非定常脈動力對殼體的振動模態影響較小。消聲器 |
