【摘要】：旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)多用于空調(diào)和冰箱,結(jié)構(gòu)繁雜,氣流噪聲比較嚴(yán)重。準(zhǔn)確地找出氣流噪聲的位置和根源,分析和提煉壓縮機(jī)噪聲的研究方法以及進(jìn)行噪聲抑制就顯得非常關(guān)鍵。詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)氣流噪聲的研究現(xiàn)狀和特點(diǎn),尚未見(jiàn)到關(guān)于壓縮機(jī)氣流噪聲機(jī)理分析、預(yù)測(cè)的成熟模型,也沒(méi)有普遍適用的氣流噪聲控制規(guī)律的成果報(bào)道。將壓縮機(jī)進(jìn)行整機(jī)分析非常困難,需要將壓縮機(jī)的各型號(hào),甚至各零部件分隔開來(lái)進(jìn)行研究,尤其針對(duì)重點(diǎn)部件進(jìn)行分析,如排氣閥、消音器、排氣通道和儲(chǔ)液器等。 對(duì)壓縮機(jī)噪聲的某些研究方法進(jìn)行了進(jìn)一步分析,提出了一些新的模型和方法。結(jié)合實(shí)際壓縮機(jī)的噪聲特點(diǎn)利用試驗(yàn)和理論分析出了主要?dú)饬髟肼曉吹奈恢?分析了產(chǎn)生機(jī)理,并進(jìn)行了仿真和試驗(yàn)研究,壓縮機(jī)氣流噪聲得到了有效的抑制。具體研究?jī)?nèi)容如下: 首先討論了壓縮機(jī)氣流噪聲的研究意義,回顧和分析了壓縮機(jī)氣流噪聲的研究現(xiàn)狀和特點(diǎn),指出了目前研究方法的優(yōu)越性和局限性,明確了需要解決的問(wèn)題和研究方向。 聲腔四端網(wǎng)絡(luò)方法的點(diǎn)源模型在數(shù)學(xué)上存在奇異性,使得傳遞矩陣的計(jì)算有疑問(wèn)。而面聲源為實(shí)際聲源,該模型雖然消除了數(shù)學(xué)上的奇異性,但計(jì)算復(fù)雜,且面聲源上聲壓分布很不均勻,使得平均化存在問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題首次提出了一種簡(jiǎn)化的圓形線聲源模型,該模型是實(shí)際面聲源模型的簡(jiǎn)化,即利用一個(gè)圓形線源替代整個(gè)面聲源。數(shù)值算例表明,該模型既避免了面聲源繁雜的計(jì)算處理,又消除了點(diǎn)源模型的奇異性,線聲源上聲壓分布均勻,能取代實(shí)際的面聲源模型。 為了解決聲學(xué)模態(tài)疊加法收斂較慢的問(wèn)題,將經(jīng)常用于電磁場(chǎng)分析的Ewald方法引入到了聲學(xué)問(wèn)題中,并導(dǎo)出了具有吸聲邊界條件的聲學(xué)響應(yīng)計(jì)算公式。數(shù)值計(jì)算表明,在計(jì)算效率上Ewald方法較模態(tài)疊加方法具有明顯的優(yōu)越性。 首次計(jì)算并分析了儲(chǔ)液器內(nèi)的湍流壓力脈動(dòng)情況,對(duì)比了單極子源產(chǎn)生壓力脈動(dòng)與湍流壓力脈動(dòng)的差異。闡述了儲(chǔ)液器內(nèi)湍流壓力脈動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理,同時(shí)也分析了從壓縮機(jī)氣缸內(nèi)傳向儲(chǔ)液器的非氣流噪聲源的抑制方法,利用兩個(gè)旁支的單吸氣儲(chǔ)液器能夠有效地緩解氣流壓力脈動(dòng)和抑制噪聲。 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)具有明顯的吸氣、壓縮和排氣幾個(gè)階段。首次對(duì)旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)進(jìn)行了轉(zhuǎn)角特性分析,包括噪聲,振動(dòng)和壓力脈動(dòng)信號(hào),試驗(yàn)方法包括單脈沖和多脈沖采樣方法。根據(jù)試驗(yàn)分析得出該壓縮機(jī)噪聲源主要來(lái)自于排氣階段,并進(jìn)一步分析了排氣噪聲的產(chǎn)生機(jī)理,為壓縮機(jī)的降噪提供了理論依據(jù)。 利用熱力學(xué)方法,試驗(yàn)數(shù)據(jù)與CFD方法相結(jié)合預(yù)測(cè)了壓縮機(jī)排氣腔內(nèi)的壓力脈動(dòng)情況,分析了理論仿真與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異及其原因,同時(shí)對(duì)比了不同排氣腔體內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)幅值,提出了改善排氣噪聲的方法。 在轉(zhuǎn)角特性分析和排氣腔壓力脈動(dòng)分析的基礎(chǔ)上對(duì)排氣消聲器進(jìn)行了改進(jìn),通過(guò)理論公式驗(yàn)證了傳聲損失數(shù)值計(jì)算的正確性。在消聲器傳聲損失數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上歸納出一套改善消聲器傳聲損失的方法,并進(jìn)行了多個(gè)方案的改進(jìn),數(shù)值計(jì)算表明了較好的效果。實(shí)際工況的試驗(yàn)也在較寬頻率范圍內(nèi)體現(xiàn)出了良好的改進(jìn)效果。 從各章節(jié)的研究可以看出,理論方法的研究在一定程度上對(duì)壓縮機(jī)聲學(xué)理論模型的建立和數(shù)值求解方法的應(yīng)用提供了依據(jù)。針對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的數(shù)值模擬,試驗(yàn)分析和改進(jìn)研究對(duì)氣流噪聲的機(jī)理有了進(jìn)一步的詮釋,為壓縮機(jī)氣流噪聲的控制和低噪聲壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH45

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2592472