对装载机冷却风扇导流罩空气动力噪声分析及降噪方案

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1、学兔兔www.xuetutu.com[2]唐焕文．实用最优化[M]．大连：大连理工大学出版社，6结束语2000．本文的论证过程，始终围绕着增加皮带轮中心[3]3黎晓冬．精通c#编程【M】．北京：科学出版社，2003．连线长度时，其相同转角尽可能大这一主题。本文结通信地址：山东临沂经济开发区临工工业园山东临工工程论在实际应用中已得到验证。机械有限公司技术中心(276023)参考文献(收稿日期：2009—10一O1)【l】成大先．机械设计手册[M]．北京：化学工业出版社，1993．装载机冷却风扇导流罩空气动力噪声分析及降噪方案焦国旺，张建润，蔺宏伟

2、，周幸福(东南大学机械工程学院)5摘要：合理设计装载机冷却风扇导流罩的形状，可以减少流场紊流，降低噪声。对装载机常见冷却2风扇导流罩进行了三维实体建模，并对导流罩内的流场进行仿真分析和计算。在仿真和计算的基础上，提i出了两种导流罩改进方案。根据理论计算，改进设计后的导流罩能够有效地降低空气动力噪声辐射。关键词：冷却风扇；导流罩；空气动力噪声；声辐射；仿真装载机是一种用途十分广泛的工程机械，可以为了对罩壳噪声进行分析，在这里引出由用于散装物料的铲装、短途搬运、卸载、平整，也可对Lighthill在研究湍流噪声时所提出的一般湍流噪声岩石、硬土等进行

3、轻度的铲掘工作。然而装载机工作声功率的速度八次方定律：282时会发出巨大的噪声，对周围环境造成污染。空气动r、：．，，_(1)力噪声是装载机降噪中的重要方面，合理设计风扇’P0C0导流罩可以降低空气动力噪声辐射。式中：K——常数，在不要求精确计算的场合，可取空气动力噪声主要是由于高速气流、不稳定气10；流以及气流与物体相互作用产生的。一般说来，冷却流体密度；风扇空气动力噪声声强要高于机械性噪声，其中，风——媒质静态密度；扇导流罩的设计合理与否对整机的噪声影响很大。c——声在流体中的传播速度；本文对某型号装载机导流罩内的流场进行仿真分析——流体速

4、度；和计算，在此基础上提出了两种导流罩的合理设计声源的特征长度。方法。需要明确的是，一般的涡流噪声属于偶极子声源。当流体中有障碍物存在时，流体与物体产生的不l空气动力噪声稳定的反作用力形成偶极子源。偶极子源可以看作空气动力噪声的声源一般可以分为3类：单极是相位差180o的两个单极子形成的，指向性呈“8”子声源、偶极子声源和四极子声源。此外，也可将空字型，如图1所示。气动力噪声分为以下几种类型：喷射噪声、涡流噪偶极子声源的声功率为：声、旋转噪声、激波噪声等，它们的声功率可在分析W=KD2：Kp。D2V3(2)出它们的声源类型后，进行相应计算。作者

5、简介：焦国旺(1984一)，男，河北沧州人，在读硕士，研究方向：振动和噪声控制。·—·——46---——学兔兔www.xuetutu.com根据冷却要求，该型号装载机冷却风扇在导流如下：KV10，p。：1．23kg／m3,c=340m／s，根据流场仿罩进气端气流的速度约为2O．2rn／s，出气端气流的速真计算结果得涡流区的平均速度约为=5．724rrds，度约为5．05m／s。在CFX软件中进行仿真分析，得到计算出每个涡流区的声功率值为：导流罩内部气流的流场分布如图3所示。·--——47-————学兔兔www.xuetutu.comW：10-4

6、×123×o．1245×：1．71×10一W．340声功率级可由下式确定：=101g(dB)(3)式中：——声源声功率值；，——参考声功率值，对于空气媒介：W~．i=10W计算可得涡流区的声功率级为：L=10lg=32．33dB图5方案1导流罩实体模型10与前述方法一致，将导流罩的实体模型导人这一结果与实际测试的噪声值相差甚远，因此ANSYS的CFX模块中，依据进口气流、出口气流的从计算上直观地证明了每个涡流区已不是简单的偶速度设置相应的边界条件，做出仿真分析，得到方案极子声源，这4个涡流区只可按照一般的湍流噪声1导流罩内部的气流流场分布如图6

7、所示。公式去计算，从图3中还可以看出，这4个涡流区均是由进气流遇到散热器时发生回流，具有一定速度的回流与较高速度的进气流相遇而形成的，所以在分析时，可认为这4个涡流声源是完全相同的，即有相同的声功率、声压和相位，于是根据式(1)计算涡流区的声功率值，各参数取值如下：P=P=1．23kg／m3,Kv=104，V=5．724m／s，c：340n1]s则：W=10一×堕：6．46×l0W涡流区的声功率级为：图6方案1罩壳内部流场仿真图L=101g=98．1dB图6表明，在罩体的4个棱边依然有少许的回10流，可以做这样的解释：由于回流的存在，依然会有该

8、值与实测值较为接近。涡流区的产生，只是由于回流很少，因此等价的涡流按自由声场计算，在自由声场中，可以算出每个区即与每条棱边处的3个平面(A，B，C)相