叶片旋转噪声激励下旋涡风机壳体声辐射计算理论及分析

基于旋涡风机内螺旋形流动,采用面元法和螺旋桨尾流面建模法建立叶片表面气动载荷理论计算模型。根据FW-H方程所得的叶片旋转噪声结果对旋涡风机壳体进行简化,基于Fluegge薄壳理论和拉格朗日能量法建立了旋涡风机壳体动力学模型,并结合边界元法建立了壳体远场声辐射的理论计算模型。理论计算的壳体声辐射指向性表明,壳体声辐射主要是在风机的周向位置,与试验结果一致。且较商业软件仿真,采用该文理论方法的计算时间大幅减少。最后利用理论计算模型,探讨了叶片数、叶片厚度、叶片宽度和叶片弯角对叶片旋转噪声激励下壳体声辐射的影响规律:叶片数的增加使得声压级逐渐减小;叶片厚度的改变对平均声压级几乎没有影响;随着叶片宽度的增加,声压级先减小再增大;声压级随前向叶片弯角的增大而增大,随后向弯角的增加而减小。

叶轮参数对旋涡风机性能影响分析及优化

采用Yoo改进的旋涡风机性能预测数学模型,在其基础上,进一步考虑进出口流动损失及流量泄漏这2个因素,并通过风机性能试验进行验证。为考虑叶轮结构参数对风机两大性能指标即压升和效率的影响,基于性能预测数学模型,探讨压升和效率随叶片数、叶片厚度、叶片宽度和叶轮轮径比变化的规律。后采用正交试验法并结合极差分析结果,得到了叶片数、叶片宽度和轮径比对风机性能影响的主次顺序:轮径比对风机压升和效率影响均最大,而叶片宽度对风机效率影响最小,叶片数则对风机压升影响最小。最终确定了参数范围内基于旋涡风机性能的最优结构方案。