船用变风量空调系统解耦技术研究

分析变风量空调系统在船舶领域的发展现状和技术瓶颈,针对变风量空调系统中的多回路耦合问题,开展系统解耦及调控技术研究。解耦设计技术上,建立变风量空调系统多控制回路数学模型,在此基础上采用前馈补偿解耦方法进行解耦设计,经验证明显降低了控制回路间的耦合作用;调控技术上,创新提出多回路串联延时调控方法,经验证在未进行解耦设计的情况下仍能实现稳定调控,有利于工程实际应用。研究成果能够降低变风量空调系统调控难度,对促进变风量空调系统在船舶领域的应用具有积极意义。

排风管对油烟机辐射噪声的影响

对安装排风管后油烟机辐射噪声的A声级及频谱特征进行实验测量和分析,并用阻抗转移和等效阻抗模型对管道及蜗壳系统的声阻抗进行理论研究。理论和实验结果表明,安装排风管后,风机转速明显提高,使油烟机辐射噪声的A声级增大;同时因为声源辐射声阻抗的改变而产生低频的声共振,影响声品质,共振频率取决于管长和油烟机腔体体积。排风管对油烟机噪声的影响研究对用户状态下油烟机的辐射噪声评价和降噪具有实际意义。

切向流条件下穿孔板声学性能脉冲法测量技术

采用脉冲测量法,通过在管道内生成波形良好的可控脉冲,实现切向流条件下的穿孔板声学性能宽频带测量。研究切向流对穿孔板声阻抗的影响特征。研究结果表明,在1 500 Hz以下频段,穿孔板的声阻率随流速增大,而在1 500~4 000 Hz频段,声阻率随流速减小;切向流条件下的共振峰向高频偏移,吸声频带加宽。

空调风管系统减振降噪技术

在船舶与海洋平台中,空调管路系统噪声是舱室噪声的主要来源之一,风机与管路元件流动噪声通过管路系统与管口传递至舱室,风机振动通过管路传递至甲板引起结构辐射噪声。本文开展空调通风系统噪声源及其传递路径分析,在掌握主要影响因素与规律的基础上开展消声布风器、微孔消声器与管路弹性吊架等减振降噪元器件的设计与仿真分析,取得了优于传统元件的降噪效果,为船舶空调管路系统及舱室噪声控制提供技术支撑。

船用变风量空调系统调控技术研究综述

空调系统是船舶与海洋平台的主要设备之一,变风量空调系统在节能与噪声控制方面具有较大潜力,对于改善船舶舒适性与节能减排具有重要意义。本文对船用变风量空调系统技术研究现状与成果进行了归纳与总结,从系统仿真与试验技术、系统控制方法以及系统噪声进行了重点介绍,提出船用变风量空调系统的发展方向以及需要解决的问题,为船舶变风量空调系统的应用与推广提供支撑。

风机管道声学测试中的影响因素分析

流体机械流动噪声常使用管道法测量,风机管道声学测试中存在多种因素干扰影响测试的准确性。安装于管内的传声器接收到的信号包含了声源的“真声”、仪器表面局部湍流脉动压力引起的“伪声”、管壁振动辐射声以及管壁振动传递引起的传声器振动信号,通过试验方法对各信号成分进行了测试与分离。结论显示,传声器湍流自噪声“伪声”对“真声”测试产生明显干扰,需要安装气流防护装置降低湍流自噪声,而管壁振动分量远低于声源信号,对声源测试的影响可忽略不计。

船用微穿孔消声器设计计算方法

空调管路系统噪声是船舶舱室噪声的主要来源之一,在有限空间中实现管路中低频消声是舱室噪声控制中的难题,微孔消声器具有无纤维、极低的流阻流噪声以及良好的中低频消声性能,在通流管道噪声控制中具有良好的应用前景。基于切向流条件下微孔板的现有阻抗模型,通过一维平面波方法推导得到气流条件下同轴直通微孔管消声器的传递矩阵与传声损失并进行验证,开展影响因素分析并提出了微孔消声器设计原则,针对船舶空调通风管路系统噪声控制开展了微孔消声器的优化设计,实现了全频段宽频消声,消声效果明显优于同等外形尺寸的传统抗性消声器,可为管路声学设计提供有效技术手段。

船用低噪声布风器设计与声学性能分析

在船舶与海洋平台中,空调管路系统噪声是舱室噪声的主要来源之一,风机与管路元件流动噪声通过管路系统与管口传递至舱室,布风器处于管路系统的末端,是连接管路系统与舱室之间的重要元件,在空调系统噪声控制中起重要作用。针对管路系统管口辐射噪声,在兼顾气动性能及声学效果基础上,提出新型低噪声布风器结构形式,采用数值模拟方法开展布风器阻力损失、气流再生噪声与传声损失的计算评估。结果表明,低噪声布风器的气动性能与声学效果均优于传统结构形式。

油烟机声学设计与试验研究

基于数值分析与试验方法开展油烟机声学优化与设计研究,采用大叶轮低转速的设计原则,针对叶轮宽度、叶片进出口安装角、蜗舌半径、叶轮蜗舌间隙、叶轮蜗壳轴向间隙等结构参数进行优化改进。CFD数值计算结果显示,在相同转速下改型机内部流场得到改善,回流现场有所降低,风量明显提升。对研制的改型样机进行噪声与风量风压测试,结果显示,改型机转速明显低于原型机,而风量风压与原型机基本相同,噪声降低了4.3 dB(A),不仅可以解决阵发性杂音问题,还可改善声品质。

面向大振幅低频振动的重力倒摆式准零刚度隔振器研究

针对大振幅低频振动控制问题,开展准零刚度隔振器分析研究。以拓宽准零刚度位移区为目标,创新提出重力倒摆式准零刚度结构,相比弹簧式准零刚度结构具有更宽的准零刚度范围,适用于大振幅振动的低频隔振。结合三弹簧式准零刚度结构进行多向隔振器设计,对比两种典型三弹簧式准零刚度特性,分析配置参数对刚度特性的影响。最后通过仿真验证了隔振器的多向隔振有效性,准零刚度结构显著降低了隔振频率,其中重力倒摆结构可降低隔振频率15 Hz以上。

船舶通风管道中弹性复合阻振接头设计与减振性能分析

为探究弹性复合阻振接头在邮船通风管道中的减振性能,利用弹性橡胶与质量阻振相结合的质量-阻尼复合阻振技术,设计开发应用于通风管道中的弹性复合阻振接头。通过风机激励试验,研究该弹性复合阻振接头在通风管道中的减振性能,得到其在通风管道中的减振效果。试验结果表明:6款弹性复合阻振接头均能有效提高管道结构振动的阻振效果,拓宽阻振频率范围,并能降低激励源与管路系统之间的振动传递;在100 Hz^5 000 Hz频率范围内,弹性复合阻振接头的振动传递损失基本在10 dB以上,在某些频段能达到30 dB以上,其中双橡胶复合阻振接头在低频中的减振效果最好。

船用发电机排气消声器声学计算与试验研究

船舶主机排气噪声通过排气管路与排气口向外辐射,是影响船舶开敞区域与邻近舱室的重要噪声源。排气消声器是通常采取的排气噪声控制手段,在有限阻力损失基础上提高消声器消声性能是重要的研究课题。本文针对某型船用排气消声器,采用有限元方法开展声学与流场仿真计算并完成了试验测试,计算与试验结果吻合良好,可为排气消声器设计优化与排气系统噪声控制提供参考。

船舶空调系统及设备节能运行技术研究

以降低船舶空调通风系统能耗为目标,针对某型试验船开展变风量节能技术研究。首先对管网送风稳定性及调节性进行分析,确定静压测点布置方案及阀门开度调节范围;然后分别从系统风量控制和新风量控制两个方面给出节能方案,提出“变静压-总风量”系统风量控制方法及“最小新风量+过渡季全新风”新风量控制方法,计算全年运行能耗验证节能效果。结果显示:“变静压-总风量”控制策略兼具节能性及响应快速性优势,总能耗降低约43%;新风量控制策略在环境温度舒适时关闭冷热源采用全新风调节室温,在保证环境质量的同时能够进一步提高节能效果约11%。

基于卷积神经网络的海上风电机组齿轮箱故障诊断

针对传统的机器学习方法故障诊断流程繁杂、容易产生故障信息遗漏的问题,采用基于卷积神经网络的深度学习方法对海上风电机组齿轮箱故障诊断技术开展研究。直接将经过连续小波变换得到的振动信号时频图作为输入,通过卷积神经网络自动提取特征并进行故障诊断。通过仿真进行验证,结果表明,所述方法能够准确诊断出齿轮故障,有限数据的诊断结果准确率为100%。与机器学习方法相比,简化了故障特征提取流程,提高了故障诊断准确率。

插入式阻性消声筒在船用通风管道内的消声性能研究

以船舶典型通风管道为对象设计8种插入式阻性消声筒,通过仿真和实验分析消声筒的消声性能。在100 Hz至5000Hz频率范围内,基于管道结构和声腔的单位模态密度划分有效频率分析范围,分别采用有限元法(FEM)、统计能量法(SEA)以及混合法(FE-SEA)计算各频段下消声筒的传递损失和插入损失,通过实验验证了消声筒的消声性能。结果表明:仿真与实验结果相接近,验证了所运用数值仿真方法的可行性,其中方案N6中在1000Hz的传递损失达到10 dB,消声效果良好。

基于混合法的船用离心风机气动噪声数值预报

针对船用离心风机气动噪声源复杂,不易被快速、准确地进行噪声预报的问题,对某型船用离心风机采用混合法进行风机流场特性分析和其气动噪声源预报,建立气动噪声预报方法。对比试验与仿真结果,在100~5000 Hz频域内两者相差3 dB,说明该方法具有可行性。

基于切向流效应的宽频带穿孔板声衬的研究

对于大孔径穿孔板,减小声质量是实现宽带吸声的关键,而切向流效应可以提高穿孔板声阻、减小声质量,从而实现大孔径穿孔板宽频带吸声.基于上述结论,提出了切向流条件下穿孔板声衬参数的设计原则,并设计了穿孔板消声器实验,实验结果表明:对于大孔径穿孔板,低声质量的通流声衬吸声频带明显宽于无流条件的声衬.这种声衬在航空发动机消声短舱、汽车发动机进排气管道、各种通风管道等存在较大气流环境的消声具有实际意义.