本文關(guān)鍵詞：對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)振動(dòng)與噪聲研究

  更多相關(guān)文章： 對(duì)旋風(fēng)機(jī) 氣動(dòng)噪聲 振動(dòng) 軸向間距

【摘要】：振動(dòng)與噪聲是衡量對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)性能好壞的重要指標(biāo),風(fēng)機(jī)由于長(zhǎng)期運(yùn)行在惡劣環(huán)境中,受到潮濕空氣及煤塵的侵蝕,同時(shí)在非定常氣動(dòng)力的作用下,通常會(huì)引起通風(fēng)機(jī)振動(dòng)加劇。此外,噪聲與振動(dòng)相伴出現(xiàn),長(zhǎng)期處于噪聲環(huán)境中不止會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害,同時(shí)會(huì)干擾井下工作人員對(duì)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的判斷。因此結(jié)合風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)特性研究風(fēng)機(jī)振動(dòng)與噪聲問(wèn)題很有必要。本文以FBD No8.0型對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象,采用理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,借助計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件對(duì)通風(fēng)機(jī)流場(chǎng)進(jìn)行了非定常模擬,并搭建了B型風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)對(duì)風(fēng)機(jī)流場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。分析了引起對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)非定常流動(dòng)的主要原因,研究了不同工況及不同軸向間距下對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩級(jí)葉輪的做功能力及干涉情況。發(fā)現(xiàn)軸向間距的增大有利于緩解兩級(jí)葉輪之間的相互作用,使氣流得到充分發(fā)展,但過(guò)大的軸向間距不僅會(huì)增加通風(fēng)機(jī)軸向尺寸,也會(huì)增大損失,導(dǎo)致效率下降,因此風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)使應(yīng)選擇合理的軸向間距以保證其性能。為辨別所研究風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中噪聲是否由于結(jié)構(gòu)共振引起,本文利用Workbench對(duì)自由狀態(tài)及承受不同預(yù)應(yīng)力條件下的兩級(jí)葉輪模態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過(guò)LMS Test Lab測(cè)試了兩級(jí)葉輪自由模態(tài),驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性,獲得了自由狀態(tài)及離心力和氣動(dòng)力作用下的兩級(jí)葉輪模態(tài)參數(shù),得出氣動(dòng)力和離心力作用對(duì)兩級(jí)葉輪模態(tài)參數(shù)影響不大,葉輪設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略。在此基礎(chǔ)上分析變工況下不同位置測(cè)得的風(fēng)機(jī)振動(dòng)頻譜,結(jié)果表明風(fēng)機(jī)入口振動(dòng)信號(hào)隨工況變化很小,此處的振動(dòng)主要是由風(fēng)機(jī)自身結(jié)構(gòu)引起的。一二級(jí)葉輪處的振動(dòng)隨工況變化明顯。結(jié)合葉輪的固有頻率與振動(dòng)信號(hào)分析,不同狀態(tài)下葉輪的各階固有頻率并未與風(fēng)機(jī)基頻及倍頻重合,說(shuō)明風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)不存在共振現(xiàn)象,振動(dòng)信號(hào)與氣動(dòng)作用一致,即引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的主要因素是氣流脈動(dòng)。利用Fluent中提供的寬頻噪聲模塊對(duì)不同軸向間距及不同工況的對(duì)旋風(fēng)機(jī)寬頻噪聲進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了不同軸向間距下兩級(jí)葉片的聲功率分布情況,并對(duì)相對(duì)軸向間距為0.7時(shí)的級(jí)間不同截面聲功率云圖進(jìn)行了研究。結(jié)合流場(chǎng)渦量分布情況分析得出隨流量減小風(fēng)機(jī)聲功率表現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì),軸向間距增大后,級(jí)間渦團(tuán)減少,寬頻噪聲也有所降低。在對(duì)通風(fēng)機(jī)流場(chǎng)非定常模擬的基礎(chǔ)上,利用FW-H模型模擬了不同軸向間距下的通風(fēng)機(jī)噪聲,獲得了設(shè)計(jì)工況下不同軸向間距的噪聲頻譜,借助LMS噪聲測(cè)試模塊對(duì)相對(duì)軸向間距為0.7的通風(fēng)機(jī)不同工況下入口噪聲進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明聲壓較高部分主要集中在低頻段。出現(xiàn)離散峰值的頻率與兩級(jí)葉輪基頻及諧波相近。當(dāng)流量減小時(shí),通風(fēng)機(jī)噪聲先減小后增大,離散脈沖峰值逐漸減少,結(jié)合流場(chǎng)仿真分析得出流量較小時(shí),通風(fēng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)失速現(xiàn)象,流場(chǎng)內(nèi)存在大量渦團(tuán),紊流噪聲增大并逐漸占據(jù)主要地位。此外,離散峰值出現(xiàn)的頻率與振動(dòng)脈沖幅值頻率都與葉輪旋轉(zhuǎn)頻率吻合,二者之間相互體現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD441

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳慶光;高永娜;王超;孔祥振;;軸向間隙對(duì)對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)性能影響的數(shù)值模擬研究[J];礦山機(jī)械;2015年04期

2 卞慶飛;李意民;馬麗娜;;基于有限元的對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)二級(jí)葉片的瞬態(tài)受力模擬分析[J];礦山機(jī)械;2014年07期

3 凌志軍;熊小艷;;對(duì)旋風(fēng)機(jī)級(jí)間間隙對(duì)噪聲特性影響研究[J];機(jī)電技術(shù);2014年03期

4 徐宇峰;張杰;周邵萍;吳彥東;;低壓軸流風(fēng)機(jī)的內(nèi)部渦流特性及氣動(dòng)噪聲[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

5 陳魚(yú);;軸向間隙對(duì)對(duì)旋葉柵做功能力的影響[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2012年01期

6 陳慶光;房菲;張永超;賈祥省;;對(duì)旋風(fēng)機(jī)級(jí)間流場(chǎng)渦量和噪聲分布規(guī)律的分析[J];噪聲與振動(dòng)控制;2012年01期

7 金永平;劉德順;文澤軍;肖亮;;葉片數(shù)及軸向間隙對(duì)礦用對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響[J];湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

8 雷蕾;李意民;曹雷;;對(duì)旋風(fēng)機(jī)流場(chǎng)分析與數(shù)值模擬研究[J];礦山機(jī)械;2010年23期

9 王維斌;陳慶光;張永超;宋益勇;張中仕;;基于非穩(wěn)態(tài)計(jì)算對(duì)旋風(fēng)機(jī)三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2010年03期

10 張永超;王維斌;陳慶光;貝廣霞;;對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)三維流場(chǎng)的非定常數(shù)值模擬研究[J];流體機(jī)械;2009年11期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李長(zhǎng)年;對(duì)旋風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)速下內(nèi)部流場(chǎng)及葉輪靜力特性研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

2 賈騰;礦用變頻主通風(fēng)機(jī)性能及噪聲實(shí)驗(yàn)研究[D];湖南科技大學(xué);2015年

3 韓宇;兩級(jí)轉(zhuǎn)速匹配下的對(duì)旋風(fēng)機(jī)性能研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2015年

4 郎進(jìn)花;兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)失速演化過(guò)程的流固耦合研究[D];華北電力大學(xué);2015年

5 賀衛(wèi)晉;非穩(wěn)定工況下對(duì)旋風(fēng)機(jī)噪聲數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

6 陶瑋;礦用對(duì)旋軸流局部通風(fēng)機(jī)噪聲控制技術(shù)研究[D];湖南科技大學(xué);2013年

7 李業(yè);低壓彎掠軸流風(fēng)機(jī)改型設(shè)計(jì)與氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)[D];華中科技大學(xué);2013年

8 王明奎;煤礦用主通風(fēng)機(jī)的振動(dòng)特性研究[D];太原理工大學(xué);2009年

9 李學(xué)臣;基于非定常湍流數(shù)值模擬的軸流式通風(fēng)機(jī)全流場(chǎng)的研究[D];山東科技大學(xué);2007年

10 肖朋;多級(jí)葉柵間相互干涉的三維定常數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2005年

，

本文編號(hào)：1257951