本文關(guān)鍵詞：非穩(wěn)定工況下對旋風(fēng)機噪聲數(shù)值模擬及實驗研究

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【摘要】：風(fēng)機是工程實踐中應(yīng)用最為廣泛的葉輪機械之一，其內(nèi)部流場的流動狀況及由此產(chǎn)生的噪聲問題對風(fēng)機的性能和實際應(yīng)用起到至關(guān)重要的作用。因此，風(fēng)機的內(nèi)部流場特性及其噪聲問題研究是目前工程中亟待解決的問題。風(fēng)機工作在非穩(wěn)定特性區(qū)時，風(fēng)量、風(fēng)壓和電機電流大幅波動，振動和噪聲顯著增加，嚴重時造成葉片撕裂，使風(fēng)機損壞。而往往風(fēng)機的運行受工作狀態(tài)和工作條件影響,更多的是處于非設(shè)計狀態(tài)下工作。 本文首先對型號為KDF-5的對旋式軸流風(fēng)機進行實驗研究，然后對該風(fēng)機建模后進行數(shù)值分析，并且與實驗分析進行對比，最后探討風(fēng)機的降噪方法。本文具體工作如下： （1）設(shè)計對旋風(fēng)機氣流壓力脈動特性的測試方案。通過改變風(fēng)機運行工況，采集風(fēng)機噪聲信號。 （2）根據(jù)實驗結(jié)果進行氣動噪聲分析。利用功率譜、最大熵譜等方法分析噪聲信號與氣流的變化規(guī)律，分析發(fā)現(xiàn)：噪聲頻譜的波峰幅值隨流量的減小逐漸降低，波峰數(shù)逐漸減小；在小流量工況下，級間流動以渦流為主，氣動噪聲以渦流噪聲為主。 （3）對風(fēng)機建模進行數(shù)值模擬，結(jié)合實際實驗結(jié)果對風(fēng)機內(nèi)部流場進行分析。分析不同工況下風(fēng)機內(nèi)部流動特性，得出：隨著流量的減小，流場逐漸惡化且呈現(xiàn)渦流噪聲特性，與實驗分析相吻合。 （4）通過對風(fēng)機的氣動優(yōu)化設(shè)計得出一級葉片采用八片，二級葉片采用七片使得葉片滿足數(shù)量盡量互質(zhì)的要求，避免了離散噪聲在倍頻程上的疊加；對不同葉高處風(fēng)機噪聲測試實驗和不同葉尖間隙風(fēng)機數(shù)值模擬、二級葉片打孔優(yōu)化模擬等方面在非穩(wěn)定工況下，葉片吸力發(fā)生流動分離，，開始出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速渦，主氣流紊動劇烈，并且葉尖間隙渦流增大，噪聲增大；合理的控制葉尖間隙也就能控制由其引起的渦流噪聲；葉片打孔可以減少渦流的存在并降低噪聲。
【關(guān)鍵詞】：非穩(wěn)定工況 氣動噪聲 壓力脈動 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH432.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-11
• 圖清單11-15
• 表清單15-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-27
• 1.1 課題研究的背景及意義17-18
• 1.2 文獻綜述18-24
• 1.3 對旋軸流風(fēng)機非穩(wěn)定工況概述24-26
• 1.4 本文研究的內(nèi)容26
• 1.5 本章小結(jié)26-27
• 2 軸流風(fēng)機數(shù)值模擬的理論研究27-41
• 2.1 內(nèi)部流場數(shù)值模擬理論研究27
• 2.2 計算流體力學(xué)理論27-32
• 2.3 噪聲模擬理論研究32-36
• 2.4 軸流風(fēng)機噪聲數(shù)值預(yù)估模型36-39
• 2.5 本章小結(jié)39-41
• 3 軸流風(fēng)機噪聲分析的實驗研究41-57
• 3.1 實驗裝置41-43
• 3.2 試驗方案43-47
• 3.3 實驗結(jié)果與分析47-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 4 軸流風(fēng)機流場模擬57-67
• 4.1 對旋風(fēng)機非穩(wěn)定工況成因57-59
• 4.2 流場數(shù)值模擬理論59-61
• 4.3 流場數(shù)值模擬結(jié)果與分析61-65
• 4.4 噪聲頻譜的分布65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 5 風(fēng)機降噪方法研究67-91
• 5.1 氣動設(shè)計優(yōu)化降噪67-76
• 5.2 改變?nèi)~尖間隙降噪研究76-87
• 5.3 葉片穿孔降噪87-90
• 5.4 本章小結(jié)90-91
• 6 結(jié)論與展望91-93
• 6.1 結(jié)論91-92
• 6.2 展望92-93
• 參考文獻93-98
• 作者簡歷98-100
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集100

【參考文獻】

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本文編號：878760