本文關(guān)鍵詞：大型船用軸流風機氣動噪聲特性及降噪機理研究

  更多相關(guān)文章： 大型船用軸流風機 數(shù)值模擬 實驗研究 穿孔葉片 降噪機理

【摘要】：大型船用軸流風機作為船舶艙室通風換氣的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應用于大型船舶艙室,向艙室內(nèi)輸送空氣。氣動噪聲作為軸流風機的主要噪聲源,成為評估風機性能的重要指標之一。因此,有效降低軸流風機的氣動噪聲十分必要。本文以某大型船用軸流風機為原型,運用數(shù)值模擬及實驗的方法,研究了穿孔葉片對大型船用軸流風機氣動性能及噪聲的影響,并設(shè)計了一種新型葉片穿孔式軸流風機,分析了葉片穿孔式軸流風機噪聲降低的主要機理,為降低大型船用軸流風機的噪聲提供參考。本文的研究工作及成果主要有以下幾個方面:1、選取UG NX7.0作為本文建模所采用的三維建模軟件,介紹了軟件的常用功能模塊以及產(chǎn)品設(shè)計流程,并運用UG NX7.0軟件對大型船用軸流風機葉輪進行三維建模。2、利用CFD軟件建立了某型船用軸流風機內(nèi)部流場的仿真模型,分析了轉(zhuǎn)速1460rpm時,不同工況下軸流風機出口壓力和效率隨流量的變化關(guān)系,深入研究了葉輪區(qū)域的氣體流動的壓力和速度的分布、形成過程及相互關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn),在葉片葉頂區(qū)域,由葉頂間隙渦形成的葉頂間隙噪聲是該軸流風機的主要氣動噪聲源;湍流強度與聲功率級具有較為一致的分布趨勢,湍流強度是影響噪聲分布的重要因素。3、在前文穩(wěn)態(tài)計算的基礎(chǔ)上,對大型船用軸流風機進行了穿孔設(shè)計,建立非穩(wěn)態(tài)計算模型,通過數(shù)值模擬確定了最佳的穿孔參數(shù),同時研究了穿孔參數(shù)對于噪聲降低的影響,發(fā)現(xiàn)隨著穿孔直徑的增加,總噪聲級呈波動分布特性,而當穿孔直徑確定時,總噪聲級隨著穿孔偏轉(zhuǎn)角的增大而降低,呈線性變化規(guī)律;根據(jù)聲波的相干性,可以用聲波的干涉現(xiàn)象來合理解釋這一現(xiàn)象。并搭建了大型船用軸流風機的性能測試實驗臺和噪聲測試系統(tǒng),對風機性能及噪聲進行了測試,通過分析,驗證了仿真模擬的結(jié)果。4、通過對風機內(nèi)部流動特性及監(jiān)測點處噪聲頻譜的分析,研究了葉片穿孔式大型船用軸流風機的降噪機理。通過對風機流道內(nèi)部流線分布、葉片表面靜壓分布、流場內(nèi)部渦量分布、流道內(nèi)噪聲分布及葉頂間隙處噪聲頻譜的分析可以發(fā)現(xiàn),穿孔后,風機內(nèi)部流場的流動有所改善,抑制了流動的分離和回流的產(chǎn)生,并抑制了葉片尾緣的渦流脫落,從而噪聲降低。
【關(guān)鍵詞】：大型船用軸流風機 數(shù)值模擬 實驗研究 穿孔葉片 降噪機理
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 選題的理論意義和實用價值12
• 1.2 本課題國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢12-17
• 1.2.1 葉輪機械氣動聲學特性研究發(fā)展與現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 大型船用軸流風機降噪機理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題研究內(nèi)容與研究方法17-20
• 1.3.1 研究方法17
• 1.3.2 研究內(nèi)容17-20
• 第2章 大型船用軸流風機三維模型的建立20-28
• 2.1 UG NX7.0 軟件介紹20-21
• 2.1.1 UG NX7.0 軟件的常用功能模塊20
• 2.1.2 基于UG NX7.0 的產(chǎn)品設(shè)計流程20-21
• 2.2 基于UG軟件軸流風機葉輪的三維模型建立21-26
• 2.2.1 風機葉輪葉片的創(chuàng)建21-25
• 2.2.2 風機葉輪輪轂的創(chuàng)建25
• 2.2.3 風機葉輪的組裝25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-28
• 第3章 大型船用軸流風機流場數(shù)值模擬及其氣動噪聲源特性分析28-44
• 3.1 大型船用軸流風機流場數(shù)值模擬28-31
• 3.1.1 創(chuàng)建計算域28-29
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分29-30
• 3.1.3 邊界條件設(shè)定30-31
• 3.1.4 數(shù)值模擬計算方法31
• 3.2 流場數(shù)值模擬結(jié)果分析31-39
• 3.2.1 靜態(tài)特性計算結(jié)果分析31-32
• 3.2.2 壓力場數(shù)值模擬結(jié)果分析32-36
• 3.2.3 速度場數(shù)值模擬結(jié)果分析36-39
• 3.3 氣動噪聲源特性數(shù)值預測分析39-42
• 3.3.1 氣動噪聲數(shù)值預測模型39-40
• 3.3.2 氣動噪聲源特性模擬結(jié)果分析40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第4章 大型船用軸流風機葉片穿孔設(shè)計及實驗研究44-58
• 4.1 非穩(wěn)態(tài)計算模型與數(shù)值模擬方法44-45
• 4.1.1 計算模型及計算域44
• 4.1.2 非穩(wěn)態(tài)數(shù)值計算方法44-45
• 4.2 大型船用軸流風機葉片穿孔設(shè)計45-48
• 4.2.1 穿孔位置的確定45-47
• 4.2.2 穿孔參數(shù)的選擇47-48
• 4.3 實驗系統(tǒng)及工作原理48-50
• 4.3.1 性能測試系統(tǒng)及工作原理48-49
• 4.3.2 噪聲測試系統(tǒng)及工作原理49-50
• 4.4 實驗內(nèi)容與方案50-55
• 4.4.1 實驗目的50-51
• 4.4.2 實驗器材與設(shè)備51-55
• 4.4.3 實驗內(nèi)容及方法55
• 4.5 實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第5章 葉片穿孔式大型船用軸流風機降噪機理分析58-64
• 5.1 穿孔葉片降噪機理分析58-61
• 5.1.1 速度流線分布對噪聲產(chǎn)生的影響58-59
• 5.1.2 葉片表面靜壓分布對噪聲產(chǎn)生的影響59-60
• 5.1.3 渦量分布對噪聲產(chǎn)生的影響60-61
• 5.2 氣動噪聲特性分析61-62
• 5.2.1 風機流道內(nèi)噪聲分布特性61-62
• 5.2.2 葉頂間隙噪聲頻譜分析62
• 5.3 本章小結(jié)62-64
• 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄70-71
• 致謝71

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;軸流風機[J];農(nóng)業(yè)機械;2013年11期

2 任世瑤,朱士逖;低噪聲軸流風機的研究[J];噪聲與振動控制;1983年01期

3 譚衛(wèi)光;;空調(diào)軸流風機采用三速電機驅(qū)動降低電耗[J];現(xiàn)代節(jié)能;1986年03期

4 陳正懷;談燒結(jié)環(huán)冷軸流風機的改造[J];包鋼科技;1987年01期

5 吳佩;;軸流風機的振動及其平衡[J];微特電機;1990年01期

6 張景松;軸流風機葉頂壓力與非穩(wěn)定機理[J];流體機械;1996年09期

7 李景銀,張義云,祁大同;小型高壓小流量軸流風機設(shè)計理論[J];流體機械;1997年11期

8 謝遠輝;張昭明;;礦用軸流風機結(jié)構(gòu)與氣動性能研究[J];礦山機械;2014年01期

9 梅興旺;;新型大風量高風速軸流風機[J];哈爾濱軸承;2014年01期

10 馬良玉,安連鎖,王松嶺,王兵樹;大型動(靜)葉調(diào)節(jié)軸流風機通用性能數(shù)學模型的建立及工程應用實踐[J];動力工程;2000年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 昌澤舟;孫建中;張余潔;李智勇;劉宏偉;;新型前彎前掠高效低噪紡織軸流風機[A];2009'全國紡織空調(diào)除塵新技術(shù)及應用研討會論文集[C];2009年

2 羅代全;陳素華;;軸流風機在醫(yī)療設(shè)備中的應用、故障及維護[A];中華醫(yī)學會醫(yī)學工程學分會第四次學術(shù)年會浙江醫(yī)學會醫(yī)學工程分會98年學術(shù)年會論文集[C];1998年

3 昌澤舟;劉梁;張余潔;劉宏偉;;節(jié)能型紡織空調(diào)軸流風機的優(yōu)化設(shè)計[A];全國紡織企業(yè)空調(diào)除塵系統(tǒng)節(jié)能工作會議論文集[C];2011年

4 ;高效節(jié)能軸流風機葉片自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)[A];電子信息節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品推廣應用專集[C];2009年

5 張彥;;第三代先進翼型軸流風機在紡織空調(diào)節(jié)能中的研究與應用[A];2009'全國紡織空調(diào)除塵新技術(shù)及應用研討會論文集[C];2009年

6 胡石政;蔡尤溪;莊振賢;周瑞法;;軸流風機與風機過濾組系統(tǒng)在潔凈送風性能之分析比較[A];第五屆海峽兩岸制冷空調(diào)技術(shù)交流會論文專輯[C];2001年

7 金明;田鋮;由世俊;張歡;;軸流風機支架旋轉(zhuǎn)角度對內(nèi)流場的影響[A];全國暖通空調(diào)制冷2004年學術(shù)年會資料摘要集（2）[C];2004年

8 賈永霞;姜楠;;軸流風機中雷諾應力與變形率滯后渦黏模型的PIV實驗研究[A];第八屆全國實驗流體力學學術(shù)會議論文集[C];2010年

9 李延林;董晶;朱文炬;;利用計算技術(shù)開發(fā)電站軸流風機新產(chǎn)品[A];首屆七省區(qū)市機械工程學會科技論壇論文集[C];2005年

10 王澤民;;冗余技術(shù)在軸流風機控制程序上的應用[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2012年年會論文集[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 記者 熊余平 通訊員 向陽;哈汽品牌叫響軸流風機市場[N];中國冶金報;2007年

2 劉洪泉;唐鋼煉鐵廠又一軸流風機投入運行[N];中國冶金報;2006年

3 山東 李宗友;小型直流軸流風機內(nèi)部電路圖及修理經(jīng)驗[N];電子報;2010年

4 劉洪泉;唐鋼煉鐵廠2號高爐軸流風機投入運行[N];中國冶金報;2006年

5 劉洪泉;唐鋼2號高爐軸流風機投入運行[N];世界金屬導報;2006年

6 呂群力;上鼓大型電站軸流風機空氣動力全性能試驗獲重大突破[N];中國工業(yè)報;2010年

7 王東民;哈汽打造黨建工作品牌[N];中國工業(yè)報;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尤麗靜;地鐵環(huán)控系統(tǒng)軸流風機故障診斷方法研究[D];天津理工大學;2010年

2 劉宣佐;軸流風機數(shù)值模擬的若干問題探討[D];浙江大學;2015年

3 肖遙;基于均勻試驗設(shè)計法的射霧器軸流風機CFD數(shù)值模擬分析[D];燕山大學;2016年

4 張鵬;軸流風機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D];燕山大學;2016年

5 余巖竹;軸流風機葉片切削改造的仿真分析[D];華北電力大學(北京);2016年

6 劉斌;矩形流道內(nèi)軸流風機非設(shè)計工況下流動和傳熱特性研究[D];合肥工業(yè)大學;2016年

7 陳聰;對旋軸流風機內(nèi)部流動分析及小流量工況下性能優(yōu)化[D];中國礦業(yè)大學;2016年

8 吳晨暉;大型船用軸流風機氣動噪聲特性及降噪機理研究[D];江蘇科技大學;2016年

9 陳峰;車用軸流風機優(yōu)化分析[D];上海交通大學;2008年

10 劉士偉;某型交流圓筒導葉式軸流風機的設(shè)計研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

，

本文編號：821090