旋渦風(fēng)機(jī)殼體在內(nèi)流場(chǎng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)
作者:石家莊風(fēng)機(jī) 日期:2015-9-13 瀏覽:1718
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值模擬了旋渦石家莊風(fēng)機(jī)殼體在內(nèi)流場(chǎng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)。通過(guò)對(duì)燃料電池車(chē)上旋渦石家莊風(fēng)機(jī)聲振測(cè)試試驗(yàn),數(shù)值模擬石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維非定常流場(chǎng),并對(duì)旋渦石家莊風(fēng)機(jī)殼體進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算。分析結(jié)果表明,旋渦石家莊風(fēng)機(jī)在內(nèi)流場(chǎng)作用下振動(dòng)的激振頻率與固有頻率發(fā)生共振,造成石家莊風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)向外輻射噪聲,同時(shí)此方法能夠較為準(zhǔn)確地模擬殼體在內(nèi)部流場(chǎng)激勵(lì)下的動(dòng)力響應(yīng)。燃料電池轎車(chē)是以采用燃料電池作為動(dòng)力系統(tǒng)的零排放新型環(huán)保汽車(chē),其動(dòng)力總成、傳動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)方式等與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)有很大的不同,因此噪聲源發(fā)生了很大的改變。試驗(yàn)測(cè)試表明[i-4],在燃料電池轎車(chē)的怠速工況下,旋渦石家莊風(fēng)機(jī)和氫泵輻射的噪聲和傳遞的振動(dòng)最為突出,特別是旋渦石家莊風(fēng)機(jī)進(jìn)氣量大,氣流速度快,高頻的嘯叫聲極大地影響了燃料電池轎車(chē)的聲品質(zhì),因此旋渦石家莊風(fēng)機(jī)噪聲的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。
石家莊風(fēng)機(jī)的噪聲主要由石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部的湍流及流體與固體之間相互作用產(chǎn)生的??偟膩?lái)說(shuō),石家莊風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲大于結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲。因此一直以來(lái),石家莊風(fēng)機(jī)噪聲研究的熱點(diǎn)都是氣動(dòng)噪聲[5。6],這些研究大都采用聲類(lèi)比方法,且大都假設(shè)聲音是在自由空間傳播的,沒(méi)有考慮聲音在殼體表面的反射、衍射、散射現(xiàn)象,也沒(méi)有考慮非定常流場(chǎng)作用下殼體振動(dòng)引起的噪聲。燃料電池車(chē)上旋渦石家莊風(fēng)機(jī)在使用現(xiàn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)出口都連接著管道,內(nèi)部的氣流封閉在機(jī)殼和管道內(nèi),氣動(dòng)噪聲是通過(guò)流體激勵(lì)引發(fā)機(jī)殼振動(dòng)從而向外傳播,此時(shí)通常采用各種消聲器來(lái)控制石家莊風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲,能夠取得良好的降噪效果。
然而,此時(shí)石家莊風(fēng)機(jī)殼體振動(dòng)輻射出來(lái)的結(jié)構(gòu)噪聲就顯得越來(lái)越重要,往往上升為主要的噪聲成分,必須予以重視。文獻(xiàn)[7]探討了殼體的固有頻率、聲腔共振頻率和石家莊風(fēng)機(jī)噪聲之間的關(guān)系;文獻(xiàn)[8]計(jì)算了石家莊風(fēng)機(jī)殼體外部聲學(xué)特性,對(duì)石家莊風(fēng)機(jī)廠機(jī)殼進(jìn)行了模態(tài)分析和噪聲預(yù)測(cè),然而這些工作都沒(méi)有考慮到石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)對(duì)殼體的作用。石家莊風(fēng)機(jī)殼體在非定常氣動(dòng)載荷作用下的受迫振動(dòng)屬于微小位移振動(dòng),忽略其對(duì)流場(chǎng)的反向作用不會(huì)導(dǎo)致流場(chǎng)計(jì)算出現(xiàn)較大誤差[9]。筆者利用FLU—ENT計(jì)算石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維非定常流場(chǎng),得到不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)下的脈動(dòng)壓力信號(hào),然后將內(nèi)流場(chǎng)作用下的氣動(dòng)載荷加載到殼體上,使用ANSYS軟件計(jì)算石家莊風(fēng)機(jī)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
筆者還進(jìn)行了燃料電池車(chē)上石家莊風(fēng)機(jī)臺(tái)架振動(dòng)噪聲試驗(yàn),并將試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值結(jié)果對(duì)比,為殼體振動(dòng)聲輻射機(jī)理研究打下基礎(chǔ),也為降低石家莊風(fēng)機(jī)廠振動(dòng)噪聲輻射的研究作準(zhǔn)備。
旋渦石家莊風(fēng)機(jī)振動(dòng)噪聲試驗(yàn)
試驗(yàn)裝置及測(cè)點(diǎn)布置本次試驗(yàn)使用石家莊風(fēng)機(jī)獨(dú)立運(yùn)行工況下進(jìn)行振動(dòng)噪聲測(cè)量分析,所使用的儀器有Head公司的SQlabⅢ(34通道)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),加速度傳感器為美國(guó)peb公司生產(chǎn)的icp壓電式加速傳感器,麥克風(fēng)為丹麥B8LK公司生產(chǎn)。本次試驗(yàn)在同濟(jì)大學(xué)清潔能源汽車(chē)工程中心的半消聲室中進(jìn)行,保證了振動(dòng)噪聲測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。本次試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)為旋渦石家莊風(fēng)機(jī)廠左右置和殼體上中下3個(gè)位置單向加速度傳感器、石家莊風(fēng)機(jī)前后兩側(cè)麥克風(fēng)、空濾和電機(jī)三向加速度傳感器和兩個(gè)麥克風(fēng)。
石家莊市風(fēng)機(jī)廠有限責(zé)任公司機(jī)電分公司,負(fù)責(zé)銷(xiāo)售石家莊市風(fēng)機(jī)廠各種風(fēng)機(jī),包括離心式鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、防爆風(fēng)機(jī)、防腐風(fēng)機(jī)、噴霧降溫風(fēng)機(jī)、屋頂風(fēng)機(jī)和各種風(fēng)機(jī)配件等。負(fù)責(zé)承接各種風(fēng)機(jī)的專(zhuān)業(yè)維修(包括現(xiàn)場(chǎng)維修及現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡)。
石家莊市風(fēng)機(jī)廠有限責(zé)任公司位于石家莊市西南部石銅路,是全國(guó)風(fēng)機(jī)行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè),風(fēng)機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)成員,河北省風(fēng)機(jī)測(cè)試中心。生產(chǎn)離心高、中、低壓風(fēng)機(jī)以及軸流風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、防爆風(fēng)機(jī),并按用戶(hù)要求設(shè)計(jì)制造非標(biāo)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品,品種齊全,品質(zhì)優(yōu)良。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鍋爐鼓引風(fēng)、礦山通風(fēng)、化工、冶金、制藥、電力、紡織、水泥、隧道、化鐵爐、建筑、輸送物料、污水處理、糧庫(kù)通風(fēng)、溫室大棚、消防排煙等各領(lǐng)域。
公司技術(shù)力量雄厚,生產(chǎn)工藝先進(jìn),管理制度嚴(yán)格,并擁有全套的風(fēng)機(jī)性能測(cè)試設(shè)備。其主導(dǎo)產(chǎn)品獲省、部級(jí)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品榮譽(yù)稱(chēng)號(hào),其中4-72№6~12#系列段離心通風(fēng)機(jī)榮獲國(guó)家銀獎(jiǎng),是中國(guó)風(fēng)機(jī)行業(yè)離心風(fēng)機(jī)唯一一塊銀牌。
公司已取得了ISO9001質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書(shū)、英國(guó)皇家國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書(shū)、中國(guó)機(jī)械安全認(rèn)證證書(shū)、國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志認(rèn)證證書(shū),引進(jìn)了日本荏原濱田送風(fēng)機(jī)株式會(huì)公司已取得了ISO9001社具有國(guó)際先進(jìn)水平的NEW3ACE系列風(fēng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)(共4個(gè)系列200多種規(guī)格),該系列風(fēng)機(jī)在2004年第二屆中國(guó)國(guó)際流體機(jī)械展覽會(huì)上榮獲金獎(jiǎng),同時(shí)榮獲金獎(jiǎng)還有GY4-73系列、4-72系列,使產(chǎn)品能更好地滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外用戶(hù)需求。