改变蜗壳宽度对离心风机气动噪声影响的数值计算与试验研究

采用基于非定常流场的离心风机气动噪声源数值分析方法,定性分析了改变蜗壳宽度对T9-19No.6.3A离心风机偶极子声源强度的影响.数值计算表明:随着蜗壳宽度的增加,该风机主要的偶极子声源强度逐渐降低.以数值分析为指导,在改变蜗壳宽度的情况下对T9-19No.6.3A离心风机的气动性能和噪声特性进行了试验测量.试验结果表明:在整个变工况范围内,与原风机相比,随着蜗壳宽度的增加,风机的气动性能有所提高,风机的基频噪声有不同程度的降低,在高效点A声级降低了约3-5 dB,而涡流噪声有所增大,但在常用的大流量和中流量工况范围内,风机的噪声特性有所改善.

叶片扩压器进口安装角对离心压缩机性能影响的数值与实验研究

对不同扩压器进口安装角下离心压缩机的性能进行了实验研究,并详细计算分析了相应的流场分布。分析表明, 不同的进口安装角对压缩机的流动有较大的影响,压缩机的性能曲线也有不同程度的左右偏移;进口处较大的正冲角和负冲角均会在扩压器叶片表面出现大尺度的分离涡团;在给定的流量工况下,应存在一个最佳的进口安装角,使得扩压器效率最高;设计工况下,最高效率所对应的冲角并非为零。

90°圆截面弯管内三维紊流场实验研究

用ＣＴＡ热线风速仪和五孔探针，对一曲率直径比Ｒｃ／Ｄ＝０．８７，直径Ｄ＝２８０ｍｍ的９０°圆截面弯管内部三维紊流流场进行了详细测量和分析。给出了不同雷诺数下弯管内不同截面上时均速度场、紊流动能、总压及静压沿曲率半径方向的分布。

前向离心风机蜗壳出口结构的数值优化

对某前向离心风机内部三维非定常流动进行了数值计算,重点研究了蜗壳出口的3个结构参数——蜗壳出口扩张角、叶轮的露出长度以及蜗舌间隙对风机气动性能及气动噪声的综合影响.通过响应面方法对数值结果进行二次回归拟合,得到3个结构参数与风机效率和A声级间的函数关系,并进行了优化分析.数值结果表明:叶轮露出长度和蜗舌间隙对风机效率和A声级影响较为显著,通过优化能够在保持风机效率基本不变的情况下使A声级降低9.4 dB.将可靠的CFD数值技术与响应面方法结合起来用于指导离心风机的改进及试验设计是可行的.

不等距叶片离心风机气动噪声的数值与实验研究

为探索不等距布置叶轮叶片对工业离心风机气动噪声的影响,以T9-19No.4A前向离心风机为对象,设计两个不同叶片间距的不等距叶片叶轮。运用数值定性预测及实验测量相结合的方法分析不等距叶片离心风机的气动噪声,实验结果与数值模拟结果在定性上吻合良好。

离心压缩机静叶间时序效应的实验研究

轴流压缩机中的时序(Clocking)效应已通过实验和数值模拟被证实存在,而离心压缩机中时序效应的研究还很少见报道。本文通过实验,研究了静叶间时序效应对压缩机性能的影响,并采用热膜传感器,测量了叶轮出口和扩压器进口流场。实验表明,Clocking效应对压缩机效率影响明显,影响幅值超过2%,最大达到3.6%,对压比也有相应的影响。不同Clocking位置,叶轮出口切向集平均速度改变达3.3%,径向达16.5%;对扩压器进口切向集平均速度的影响超过2%,径向达4%,且扩压器进口流动角改变1.5°。

进口导叶与叶片扩压器匹配的实验研究

对扩压器进口不同安装角和进口导叶不同预旋角匹配下离心压缩机的性能进行了实验研究.研究表明:扩压器进口安装角最小值为7°时,压缩机性能对进口导叶预旋角不敏感;采用不同的扩压器进口安装角和不同进口导叶预旋角匹配调节时,压缩机所能达到的最高效率为86.0%,比单独调节进口导叶预旋角或扩压器进口安装角所能达到的效率高2%.效率提高的潜能可通过自由选择匹配的方式来加以实现.

前向离心风机吸声蜗壳降噪的试验研究

采用在蜗板外衬贴吸声材料,并在吸声材料与外层隔板之间设置空腔的方法对某前向离心风机进行了蜗壳吸声降噪的试验测量,分析了不同转速、不同的吸声材料厚度和空腔厚度对吸声蜗壳降噪效果的影响.此外,还进行了吸声蜗壳与倾斜蜗舌2种降噪措施的叠加降噪试验.试验结果表明:与原风机相比,在整个运行工况范围内,使用吸声蜗壳后,风机的气动性能都略有下降;增加吸声材料与空腔厚度有利于提高吸声蜗壳的降噪效果,但吸声材料厚度和空腔厚度过大时对降噪效果的提高并不明显;在流量较小的工况下,吸声蜗壳的降噪效果相对较好,同时使用吸声蜗壳与倾斜蜗舌2种降噪措施可以取得一定的叠加降噪效果.

用热线风速仪测量叶轮后叶片扩压器流场

叶片扩压器对离心压缩机的总体性能影响很大,为了研究叶轮后叶片扩压器内复杂的非定常流动,本文对一大尺度离心压缩机级的叶片扩压器流场进行了实验测量。实验对Dantec的热线探针支架进行了改进,采用了固定热线、相位锁定-系综平均技术,对采集到的热线信号进行了有效地分解,提出了非定常强度的概念来定量考察离心叶轮对叶片扩压器流场的影响。

离心风机吸声蜗壳结构的数学物理模型及实验验证

为了降低离心风机气动噪声,设计了一种由穿孔蜗板、吸声材料、微穿孔板和空腔组成的吸声蜗壳结构,并采用声电类比方法建立了吸声蜗壳的数学物理模型.基于该模型分析发现:采用一定厚度的吸声材料可以在大约1～8kHz频率范围内对气动噪声取得较好的吸声效果,适当增加吸声材料厚度可使得具有较高吸声系数的频率范围向低频方向适当拓宽,加之再增加一定的空腔厚度可以提高某低频离散噪声的吸收效果.计算得出的降噪量和吸声系数的变化趋势基本一致,且随着声波在固体表面反射次数的增加,降噪量逐渐增加并趋于6dB.对不同工况和吸声结构尺寸下的离心风机进行了多次实验测量,结果印证了所提模型的适用性.该模型可以作为所提结构吸声蜗壳进行优化设计时的辅助计算工具.

前向离心风机采用串列叶片叶轮降噪的试验研究

针对T9-19No.4A前向离心风机,使用等距串列叶片叶轮和不等距串列叶片叶轮取代原叶轮进行降噪试验研究,并对使用不同叶轮时风机的气动性能和噪声特性进行了比较分析。试验结果表明:使用等距串列叶片叶轮能够使风机在保持气动性能基本不变的条件下,在风机高效点附近的工况范围内降低前向离心风机的气动噪声,而使用不等距串列叶片叶轮则使风机气动性能和噪声特性均变差,主要原因之一是由于叶轮叶片沿圆周不均匀分布导致叶轮流场沿周向分布不均匀。建议在进一步的改进研究中仍可考虑使用等距串列叶片叶轮而暂不考虑使用不等距串列叶片叶轮。

离心式叶轮出口及其无叶扩压器内部流场的实验研究

本文采用三孔和五孔探针在三个不同工况下对一高效离心式压缩机三元叶轮出口及其无叶扩器内部流场进行了详细测量和分析,给出了三个不同径向位置上速度场和压力场跨盘、盖的分布曲线。本文测量结果表明即使是高效三元叶轮,其出口气流角跨盘、盖分布仍很不均匀,只有采用三元叶片扩压器才能更好地与叶轮匹配。

离心压缩机进口导叶流场的数值模拟

使用NUMECA计算软件,针对一个带有径向进气吸气室及可调进口导叶的离心压缩机级,在几个不同的进口导叶开度下,对压缩机级内部的三维粘性可压缩定常流动进行了非轴对称条件下的全通道数值模拟,并将计算所得到的在导叶全开状态下的级性能与该压缩机已有的级性能实验结果相比较,证实了数值模拟结果满足工程分析的精度要求。然后给该压缩机级更换了一种新的可调进口导叶,在完全相同的条件下对该压缩机级再次进行数值模拟,并分析了导叶更换对压缩机级性能产生的影响。最后,在进口导叶与叶轮之间选择了5种不同的轴向距离,在轴向进气及流动轴对称的简化条件下对该压缩机级分别进行了单通道数值模拟,对进口导叶与叶轮之间的最佳距离进行了初步探讨。数值模拟结果表明,用新导叶取代原导叶对级性能影响不大,主要原因是更换导叶并没有改变导叶产生预旋的作用,增大导叶的预旋作用可能是离心压缩机在变工况调节运行中实现节能的更有效途径。另外,原导叶与叶轮之间只有0.2倍导叶弦长的距离,从安全可靠性和气动性能等方面综合考虑,建议该距离加大到1.5倍导叶弦长更为合适。

前向离心风机采用不等距叶片叶轮降噪的试验研究

为了降低T9-19No.4A前向离心风机的噪声,针对该风机设计了两个不同叶片间距的不等距叶片叶轮,并对原风机和两个改进后的风机进行了试验,对采用不等距叶片叶轮降低前向离心风机噪声进行了初步探索。试验结果和分析可供同行进行同类研究时参考。

蜗壳壁厚对离心风机振动噪声影响的数值研究

采用数值方法分析了蜗壳壁厚对离心风机在气动力激励下蜗壳受迫振动辐射噪声的影响。首先采用CFD方法模拟了风机内部的非定常流动,得到蜗壳壁面的非定常气动载荷分布;然后采用有限元方法计算蜗壳在非定常载荷作用下的受迫振动特性;最后采用边界元方法预测了蜗壳受迫振动激发的噪声声场及声功率。基于上述方法,比较分析了蜗壳壁厚对振动噪声辐射功率的影响。结果表明,并不是蜗壳的壁厚越大,其振动噪声越低,而是对应确定的激励频率,存在最佳的壁厚尺寸或各部分不同壁厚的尺寸组合。

一种离心风机蜗壳减振降噪的数值优化方法

针对离心风机蜗壳提出了一种减振降噪的数值优化设计方法.该方法以蜗壳结构振动最小为目标进行优化,这样只需对结构振动优化的最终结果进行声场计算.利用ANSYS软件对风机蜗壳进行参数化建模,选择蜗壳壁面节点振动速度的平方和作为目标函数对蜗壳壁厚进行优化设计,数值优化结果表明,所提方法可以达到减少蜗壳结构振动的目的.针对优化前后的蜗壳结构,利用直接边界元法对蜗壳振动辐射噪声进行了计算,得出优化后蜗壳振动的辐射声功率有较大幅度的降低,可为离心压缩机及进出口均连接管道系统的离心风机的降噪研究提供有益的参考.

改变叶轮与蜗壳相对安装位置对双吸多翼风机性能影响的试验研究

以中央空调末端装置中广泛使用的双吸前向多翼离心风机为研究对象,设计了叶轮与蜗壳安装位置可调的试验装置,试验研究了改变叶轮与蜗壳安装位置对风机性能的影响,并进行了初步的分析。研究结果表明:对于本文研究的风机,叶轮中心与蜗壳几何中心相重合的位置不是最佳位置,两者合适的相对安装位置能使风机在设计转速下风量提高6.08%,总效率提高2.4%,噪声降低0.8dB(A)。

双吸多翼离心风机进口集流器偏心安装的试验研究

以中央空调末端装置中广泛使用的双吸前向多翼离心风机为研究对象,试验研究了集流器偏心安装对风机性能与噪声的影响。研究结果表明:合适的集流器偏心安装位置有利于提高风机在不同工作转速下的性能。当偏距比ε=0.067、偏心角θ=180°时,可使风机具有较好的综合性能,而偏距比ε=0.067、偏心角θ=30°的方案更有利于改善风机的噪声特性,气动性能也略有提高。