【摘要】：離心風(fēng)機(jī)是一類(lèi)在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中廣泛使用的的流體機(jī)械。本文以吸塵器用高速離心式風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象,通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的手段研究風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能和氣動(dòng)噪聲,探究關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響,開(kāi)展效率優(yōu)化和降噪研究。分別采用混合平面法和滑移網(wǎng)格法對(duì)原型風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,將氣動(dòng)性能的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,在此基礎(chǔ)上分析了軸向渦流、二次流、分離流等流場(chǎng)特征,增進(jìn)了對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象的理解。探究葉片入口角β_1、出口角β_2和圓弧半徑r_1對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響,總結(jié)出三者對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響規(guī)律。針對(duì)雙圓弧的幾何局限性,提出采用三次貝塞爾曲線(xiàn)代替雙圓弧,對(duì)曲線(xiàn)參數(shù)化建模,提出優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面建模和數(shù)值尋優(yōu),優(yōu)化出一款高效風(fēng)機(jī)。優(yōu)化結(jié)果得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,達(dá)到了預(yù)期提升峰值效率的要求。對(duì)于氣動(dòng)噪聲研究,采用聲類(lèi)比方法數(shù)值模擬原型風(fēng)機(jī)的聲場(chǎng),對(duì)比計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值方法的準(zhǔn)確性。通過(guò)聲源強(qiáng)度分布,確定了主要的聲源位置,并針對(duì)主要聲源開(kāi)展降噪研究。研究不同葉片數(shù)目組合的風(fēng)機(jī),發(fā)現(xiàn)增加葉片數(shù)目能夠有效地降低旋轉(zhuǎn)噪聲,對(duì)寬頻也有一定的抑制作用,降噪效果明顯;但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的降低。研究葉頂斜切對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響,發(fā)現(xiàn)在氣動(dòng)性能幾乎不變的前提下能夠顯著降低一次諧頻及其附近的寬頻噪聲,具有良好的降噪應(yīng)用前景。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論背景及意義器作為生活中不可或缺的清潔電器，將人類(lèi)從繁瑣的清潔工作中解脫出來(lái)，圖 1.1 是家用吸塵器的結(jié)構(gòu)示意圖，它主要由五部分組成：刷頭、連接管路濾集塵裝置和單相串勵(lì)電機(jī)。目前市場(chǎng)上在售的吸塵器產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，；除了品牌因素外，產(chǎn)品的市場(chǎng)表現(xiàn)主要由其質(zhì)量來(lái)決定，大吸力、高效率往往能夠躋身高端產(chǎn)品行列，占據(jù)市場(chǎng)主流。

消費(fèi)觀(guān)念的改變，被動(dòng)噪聲控制技術(shù)已逐漸被市場(chǎng)淘汰，現(xiàn)在的離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法要求工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就考慮噪聲指標(biāo)，從根源上進(jìn)行降噪設(shè)計(jì)。本文以企業(yè)某款在售的吸塵器高速離心式風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行效率優(yōu)化和降噪設(shè)計(jì)。該款風(fēng)機(jī)在同行業(yè)中性能卓越，已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，不僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)表現(xiàn)優(yōu)異，還遠(yuǎn)銷(xiāo)歐美占據(jù)了廣闊的海外市場(chǎng)。該款風(fēng)機(jī)年銷(xiāo)售量約 300 萬(wàn)臺(tái)，大量應(yīng)用在各類(lèi)吸塵器產(chǎn)品中，據(jù)企業(yè)估算，風(fēng)機(jī)產(chǎn)品效率每增加 1%，噪聲每下降 1dB(A)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的利潤(rùn)至少可以提高 6%�？梢灶A(yù)見(jiàn)，提升風(fēng)機(jī)效率、降低風(fēng)機(jī)噪聲不僅能為企業(yè)帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益，，還能進(jìn)一步提升該款風(fēng)機(jī)在同類(lèi)產(chǎn)品中的競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)企業(yè)的科技創(chuàng)新能力。1.2 吸塵器離心式風(fēng)機(jī)1.2.1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)不同于常見(jiàn)的蝸殼式離心風(fēng)機(jī)，吸塵器中使用的離心式風(fēng)機(jī)采用葉片型導(dǎo)流器替代蝸殼。和蝸殼式風(fēng)機(jī)相比，這種布局形式結(jié)構(gòu)緊湊，利于產(chǎn)品的小型化、輕量化發(fā)展，方便家庭主婦人群使用。圖 1.2 是吸塵器離心式風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，一般由機(jī)殼、葉輪、傳動(dòng)軸（含輪轂）、葉片型導(dǎo)流器和單相串勵(lì)電機(jī)組成。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH452

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙燕杰;譚俊飛;黨飛龍;李景銀;;離心風(fēng)機(jī)集流器的響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2015年11期

2 左曙光;張琛t

本文編號(hào)：2590629