本文關(guān)鍵詞：考慮氣流和溫度因素的內(nèi)燃叉車排氣消聲器聲學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：內(nèi)燃發(fā)動機排出的高速高溫氣流通過消聲器時,在消聲器內(nèi)部形成很復(fù)雜的流場和溫度場,即消聲器內(nèi)部各處的氣體流速和溫度變化較大。流速和溫度的變化會改變聲波在消聲器中的傳播規(guī)律,影響消聲器的聲學(xué)性能。要準確地通過仿真預(yù)測出消聲器的聲學(xué)性能,必須要考慮氣流和溫度的因素。然而,現(xiàn)階段的仿真中通常是將其內(nèi)部流場及溫度場簡化為恒流和恒溫場,抑或是簡化為均勻流場、線性梯度溫度場進行分析,會引起較大的誤差。本文以某內(nèi)燃叉車排氣消聲器為研究對象,在考慮氣流和溫度影響的情況下,對其聲學(xué)性能進行研究。主要工作內(nèi)容歸納如下:(1)基于流場分析理論,利用Fluent軟件模擬排氣消聲器內(nèi)部流體的流動與換熱,計算排氣消聲器在發(fā)動機怠速和最高速工況下內(nèi)部的速度場與溫度場。(2)將Fluent軟件計算出來的傳熱邊界條件,導(dǎo)入到排氣消聲器殼體穩(wěn)態(tài)溫度場的計算模型中,并用Ansys workbench穩(wěn)態(tài)熱分析模塊,仿真得到消聲器殼體的穩(wěn)態(tài)溫度分布,通過與試驗結(jié)果的對比,間接地驗證排氣消聲器內(nèi)部流場仿真分析的正確性。(3)結(jié)合速度場和溫度場分析結(jié)果,利用聲學(xué)仿真軟件對排氣消聲器傳遞損失進行計算,并與常溫常壓下得到的排氣消聲器傳遞損失曲線進行對比,分析了考慮氣流和溫度影響的排氣消聲器聲學(xué)性能。(4)基于排氣消聲器聲學(xué)性能仿真分析結(jié)果,改進消聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu),并對改進后的排氣消聲器進行聲學(xué)仿真分析。對比改進前后排氣消聲器的聲學(xué)傳遞損失曲線,表明改進后的排氣消聲器在大多數(shù)頻段內(nèi)的傳遞損失都高于原排氣消聲器,整體消聲效果提高。(5)試驗測試內(nèi)燃叉車的排氣噪聲,得出安裝改進后排氣消聲器和安裝原排氣消聲器的叉車在怠速和最高速工況下排氣噪聲的A計權(quán)聲壓級和頻譜。驗證了排氣消聲器的改進效果,并說明了對排氣消聲器進行仿真分析時,考慮氣流和溫度因素對其聲學(xué)性能影響的重要性。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)燃叉車 排氣消聲器 氣流 溫度 聲學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH242
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號說明11-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 本研究的目的和意義13-14
• 1.2 消聲器聲學(xué)性能的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 消聲器聲學(xué)性能的研究方法14-16
• 1.2.2 考慮氣流影響的消聲器聲學(xué)性能的研究16-17
• 1.2.3 考慮溫度影響的消聲器聲學(xué)性能的研究17-18
• 1.3 主要工作內(nèi)容18-19
• 第2章 排氣消聲器分析中的基礎(chǔ)理論19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 流場分析理論19-22
• 2.2.1 流體流動及換熱的控制方程19-22
• 2.2.2 標準k-ε 湍流方程22
• 2.3 排氣消聲器傳熱的基本形式22-24
• 2.4 三維聲波方程24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第3章 氣流和溫度對消聲器聲學(xué)性能的影響27-35
• 3.1 引言27
• 3.2 氣流對消聲器聲學(xué)性能影響的表現(xiàn)形式27-30
• 3.2.1 氣流對聲波波動方程的影響27-28
• 3.2.2 氣流對穿孔聲阻抗的影響28-30
• 3.2.3 氣流再生噪聲30
• 3.3 熱聲理論30-33
• 3.3.1 溫度對氣體屬性的影響30-32
• 3.3.2 溫度對聲傳播的影響32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-35
• 第4章 排氣消聲器的CFD分析35-51
• 4.1 引言35
• 4.2 有限體積法及其基本思想35
• 4.3 FLUENT軟件及分析流程35-36
• 4.4 流場計算網(wǎng)格36-38
• 4.5 氣體介質(zhì)壓縮性38
• 4.6 流場分析的邊界條件38
• 4.7 內(nèi)燃叉車排氣消聲器的內(nèi)流場分析38-49
• 4.7.1 內(nèi)燃叉車排氣消聲器結(jié)構(gòu)38-39
• 4.7.2 排氣消聲器內(nèi)流場分析模型的建立39-40
• 4.7.3 排氣消聲器內(nèi)流場分析邊界條件40-41
• 4.7.4 仿真計算及結(jié)果分析41-49
• 4.8 本章小結(jié)49-51
• 第5章 內(nèi)燃叉車排氣消聲器殼體穩(wěn)態(tài)溫度場分析51-61
• 5.1 引言51
• 5.2 穩(wěn)態(tài)的傳熱分析51-52
• 5.3 內(nèi)燃叉車排氣消聲器殼體溫度場仿真52-55
• 5.3.1 有限元模型的建立52-53
• 5.3.2 材料屬性的定義及邊界條件的施加53-54
• 5.3.3 排氣消聲器殼體溫度場仿真結(jié)果及分析54-55
• 5.4 排氣消聲器殼體溫度試驗測量55-57
• 5.5 仿真結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析57-59
• 5.6 本章小結(jié)59-61
• 第6章 內(nèi)燃叉車排氣消聲器聲學(xué)性能仿真分析及試驗61-77
• 6.1 引言61
• 6.2 消聲器聲學(xué)性能的評價61-63
• 6.3 內(nèi)燃叉車排氣消聲器傳遞損失分析63-66
• 6.3.1 內(nèi)燃叉車排氣消聲器聲學(xué)網(wǎng)格模型的建立63-65
• 6.3.2 仿真計算及傳遞損失分析65-66
• 6.4 考慮氣流和溫度影響的排氣消聲器聲學(xué)性能仿真分析66-69
• 6.4.1 排氣消聲器流場數(shù)據(jù)和聲學(xué)網(wǎng)格耦合關(guān)系的建立66
• 6.4.2 排氣消聲器聲學(xué)性能分析66-68
• 6.4.3 考慮氣流影響的排氣消聲器聲學(xué)性能分析68-69
• 6.4.4 考慮溫度影響的排氣消聲器聲學(xué)性能分析69
• 6.5 內(nèi)燃叉車排氣消聲器改進設(shè)計及聲學(xué)仿真分析69-72
• 6.5.1 內(nèi)燃叉車排氣消聲器結(jié)構(gòu)改進69-70
• 6.5.2 聲學(xué)仿真分析70-72
• 6.6 內(nèi)燃叉車排氣噪聲測試試驗72-74
• 6.6.1 試驗過程72
• 6.6.2 試驗結(jié)果72-74
• 6.6.3 試驗結(jié)果分析74
• 6.7 本章小結(jié)74-77
• 第7章 總結(jié)與展望77-79
• 7.1 總結(jié)77
• 7.2 創(chuàng)新點77-78
• 7.3 展望78-79
• 附錄79-83
• 參考文獻83-87
• 致謝87-89
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果89

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本文編號：282684