【摘要】：內(nèi)燃叉車是一種重要物流作業(yè)工具,主要用在生產(chǎn)車間、港口等物料裝卸運(yùn)輸作業(yè)場(chǎng)合。目前,我國(guó)頒布的叉車噪聲標(biāo)準(zhǔn)是,標(biāo)定功率小于55kw時(shí),其聲功率級(jí)為104dB(A),噪聲的限定值是85dB,由于叉車長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作,使得該噪聲對(duì)駕駛員的身體健康有著不同程度的傷害,因而,研究人員很關(guān)注內(nèi)燃叉車的降噪設(shè)計(jì)。當(dāng)前,人們?cè)趦?nèi)燃機(jī)排氣端的降噪設(shè)計(jì)—排氣消聲器,已經(jīng)有較多的研究和應(yīng)用,而在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣端的降噪研究較少,所以開(kāi)展進(jìn)氣端消聲器的機(jī)理研究對(duì)降低叉車工作噪音,提高操作者的舒適性具有重要的工程意義。本文以內(nèi)燃叉車進(jìn)氣消聲器為對(duì)象,利用Virtual.Lab對(duì)進(jìn)氣消聲器進(jìn)行聲場(chǎng)建模仿真,對(duì)其聲學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估,分析了進(jìn)氣消聲器內(nèi)部增加擋板、穿孔管以及插入管后對(duì)傳遞損失的影響,發(fā)現(xiàn)穿孔率的改變對(duì)傳遞損失的變化趨勢(shì)影響并不明顯,但由于聲波在流經(jīng)小孔與障礙物時(shí),會(huì)發(fā)生不同程度的衍射以及反射現(xiàn)象,改變穿孔率能改變消聲器在不同頻段的聲學(xué)性能達(dá)到最佳。根據(jù)本研究針對(duì)700Hz-900Hz頻段,設(shè)計(jì)中選擇穿孔率為12%。然后,運(yùn)用CFD數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)進(jìn)氣消聲器進(jìn)行了流體仿真,分析了內(nèi)部的壓力場(chǎng)分布和速度場(chǎng)分布。結(jié)果表明:氣流從消聲器進(jìn)口端沿管道至出口端流出的通道上,流速較快,離管道越遠(yuǎn),流速越小。氣流在流經(jīng)擋板以及出口處,流速有突變,流速最大位置發(fā)生在擋板和出口處,入口流速與進(jìn)出口壓力、壓力損失存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系,穿孔管和擋板上的通孔有利于腔體內(nèi)部氣體的流動(dòng)的通暢性,改善空氣動(dòng)力學(xué)性能。本文提出了兩種結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案:Ⅰ.通過(guò)增加擋板,穿孔管設(shè)計(jì)雙腔體消聲器;Ⅱ.對(duì)方案Ⅰ做進(jìn)一步優(yōu)化,設(shè)計(jì)出四腔體復(fù)雜消聲器。結(jié)果表明:對(duì)兩種分別方案進(jìn)行了聲學(xué)性能評(píng)估和流體建模仿真分析,消聲效果均好于原消聲器,Ⅱ方案的壓力損失大于Ⅰ方案,達(dá)到了8.75kPa,但小于目標(biāo)值12.75kpa,聲學(xué)性能優(yōu)于Ⅰ方案,Ⅱ方案為四腔室設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),以及穿孔管的小孔群,對(duì)氣流能起到分流擴(kuò)散的作用,而且腔體內(nèi)部壓力變化層次分明,沒(méi)有很明顯的突變,不論聲學(xué)性能,還是空氣動(dòng)力性能均占優(yōu)。本文最后對(duì)Ⅱ方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,Ⅱ方案優(yōu)化結(jié)果能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：浙江科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB535.2;TH242
【圖文】：

院碩士學(xué)位論文 第 3 章 初改進(jìn)消聲器的聲學(xué)特第 3 章 初改進(jìn)消聲器的聲學(xué)性能評(píng)估叉車結(jié)構(gòu)以及安裝空間的要求，某叉車所使用的消聲器結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3-1 所為異形，內(nèi)部為空腔，其性能上存在很大的優(yōu)化空間，進(jìn)、出口的內(nèi)孔徑為 40 280mm，寬 130mm，進(jìn)口端面高度 110mm，出口端面高度 45mm，斜面底，利用聲學(xué)分析軟件 Virtual.LabAcoustics 對(duì)進(jìn)氣消聲器的聲學(xué)性能進(jìn)行數(shù)值模TLAB將得到的傳遞損失曲線進(jìn)行繪制，利用Techsmith軟件截圖并進(jìn)行圖片處則腔消聲器與非規(guī)則腔消聲器、不同穿孔率以及增加擋板后的雙腔體消聲器器傳遞損失的對(duì)比分析。

穿孔管消聲器在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，實(shí)際性質(zhì)就是一種共振消聲器,因?yàn)橥ǹ状嬖谛纬梢粋�(gè)共振系統(tǒng)，由正六邊形排列或是正方形排列的小孔與管外的空腔連接而形。當(dāng)聲波沿消聲器管道傳播過(guò)程中,與小孔管道中的氣體相互碰撞,在聲波的相互擠壓作下，如同發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞般做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)共振理論可知，這部分氣體質(zhì)量就是振動(dòng)統(tǒng)中的參數(shù),運(yùn)動(dòng)速度會(huì)因?yàn)檫@部分氣體抵制聲波的前行而發(fā)生變化。同時(shí)，氣流以能的形式在流經(jīng)小孔中過(guò)程中,與小孔壁發(fā)生摩擦回流,部分聲能會(huì)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，以熱能形式耗散,小孔壁如同系統(tǒng)中的阻尼,而小孔就類似于是一個(gè)簡(jiǎn)單振動(dòng)系統(tǒng)的彈簧。當(dāng)外聲波的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí),就發(fā)生共振現(xiàn)象,此時(shí)振幅達(dá)到最大,氣流在孔中運(yùn)動(dòng)的速度也達(dá)到峰值,聲能因摩擦損耗也達(dá)到最大,也就是聲能在傳播過(guò)程中的耗達(dá)到最大,消聲效果最佳。穿孔管在實(shí)際生產(chǎn)中，穿孔管圓孔中心的排列方式通常比較規(guī)則，以多邊形排布，一兩種形式應(yīng)用比較多，排列方式如圖 3-2 所示：2 穿孔管消聲器簡(jiǎn)介

圖 3-3 不同截面消聲器傳遞損失曲線Fig 3-3 Transmission loss curve of different cross - section muffler明，規(guī)則腔消聲器的傳遞損失曲線重合，而非規(guī)則腔消聲器的傳遞損失段均大于規(guī)則消聲器，尤其在 1400～1800HZ 頻段消聲效果明顯。三種積相等，擴(kuò)張腔長(zhǎng)度也相同，由理論公式可知，擴(kuò)張比與擴(kuò)張腔長(zhǎng)度一，傳遞損失實(shí)際上就是聲音在傳播過(guò)程中的能量耗散，非規(guī)則腔截面面化的區(qū)域廣，沿管道傳播的聲波經(jīng)反射向聲源方向傳播，使聲波在相互，傳遞損失大，非規(guī)則腔消聲性能更好，更具有研究意義。進(jìn)消聲器與原消聲器傳遞損失對(duì)比分析面做的傳遞損失對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)同等條件下，非規(guī)則腔消聲器的消聲性故對(duì)非規(guī)則腔消聲器做初步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖 3-4，腔體穿孔管，圓角大小為 10mm，消聲器出氣口的插入管長(zhǎng)度為 11mm，即

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫培巖;宋海波;王宣峰;肖e

本文編號(hào)：2786854