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1、振动与冲击第26卷第7期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.26No.72007综述旋转式压缩机气流噪声研究综述和展望11222黄é宇,蒋伟康,刘春慧,靳海水,周易(11上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240;21上海日立电器有限公司,上海201206)摘要回顾了旋转式压缩机气流噪声理论与应用的国内外研究现状。对气流噪声研究情况进行分类评述:储液器内气流噪声研究,涉及到计算方法和试验设计分析;排气阀的研究,包括流固耦合分析模型和可视化试验;消声器的研究,包括声学理论分析、试验技术和降噪改进方法;压缩机腔体内气流噪声研究,主要集中在声源识别,
2、简化的集总参数模型和基于CFD的声学分析等3个方面。最后讨论了目前研究存在的一些问题和今后的研究方向。关键词:气流噪声,储液器,排气阀,消声器,压缩机腔体中图分类号:TH45,TB53文献标识码:A[1]旋转式压缩机主要运用于家用空调。众多研究限元法求解制冷压缩机流体与壳体的耦合系统,得到以制冷性能为重点,而该类压缩机转动起来噪声仍然壳体的传递损失,同时计算了声学响应。比较大,其中气流噪声占据了频谱的主要成分,值得关可见大多数研究集中于储液器壳体,而储液器中注。近年来国内外研究者开展了一些研究,并取得了通常为高雷诺数流动,湍流噪声不可忽视,且流动为一些成果,但尚未见到关于压缩
3、机气流噪声机理分析、气、液两相流动,所以计算比较繁琐,这方面的研究也预测的成熟模型。这里从压缩机各部件的研究入手进是比较缺乏,值得进一步探讨。行气流噪声的分析和探讨,最后提出了目前研究存在112试验研究的问题和今后的研究方向。试验研究主要以改进结构和流场可视化为主。[7]Yun列举了储液器的一些设计参数和应用范围,1储液器内气流噪声研究提出了一些改善储液器气流噪声的方法:由于旋转式压缩机没有吸气阀,吸气连续,吸气阶1)增加吸气管高度使得气流方向改变;段气流噪声主要产生于储液器内。因此储液器也是众2)将储液器吸气管作成弯管状。[8]多学者的重点研究对象之一。Lee利用PTV(P
4、articleTrackingVelocimetry)流场111采用的计算方法可视化技术对旋转式压缩机内储液器流动进行了实验[2]研究,以指导储液器的降噪改进设计。1)有限元和边界元数值方法。Zhou采用边界元(BEM)和有限元(FEM)相结合的方法实现简单模型显然,这些改进与试验还仅仅停留在研究表层,深气流脉动、声腔和壳体之间的耦合。分析时考虑了脉度和机理解释不够。通过流体流动机理设计储液器是动流动源,采用了四端网络参数方法表述;也对旋转式今后研究的重点。笔者对一台双缸旋转式压缩机储液压缩机储液器的辐射噪声进行了声振耦合分析,并用器进行了CFD研究,分析了流场和压力脉动场,
5、揭示了数值预测了储液器的声学特性[3]。Xiang[4]针对某压气流噪声的产生机理,并改进设计了储液器,降噪约缩机储液器进行了研究,进行有限元分析时发现储液2dB。通过这种CFD分析和重新设计可以避免繁琐的器的结构模态和内部声腔模态的自然频率非常接近,声学计算和耗时的实验研究。并指出改善储液器的支撑结构是分开两种频率的有效2排气阀的研究方法。2)经典声学解析法。Lee、Kim等[5]将经典的薄由于排气阀的运动会导致湍流加剧,从而增加气流脉壳理论运用于圆柱壳体,它适用于压缩机和储液器壳动,因此它的运动规律、性能参数的研究显得尤为体;解析法以经典的声学波动方程和壳振动方程为基重要
6、。础进行分析,并导出了声传递损失的分析解,与试验结2.1流固耦合计算模型果相比取得了很好的一致性。通常将排气阀简化为一个单自由度的弹簧质量模3)半解析解有限元方法。Prasad[6]利用半解析有型或是悬臂梁模型,并与排气孔口的运动流体一起建立流固耦合动力学模型,如图1示;目前而言,绝大多[9,10]收稿日期:2006-09-27修改稿收到日期:2006-10-20数都采用一维流固耦合模型进行计算。第一作者黄é宇男,博士生,1980年7月生160振动与冲击2007年第26卷机排气消声器的四端网络方法理论,并对多腔消声器和单扩张式消声器进行了分析。312消声器的试验与改进技术四传
7、声器实验测试法常用来测量消声器的传递损失,然后在此基础上进行频段分析,寻找降噪措施。已图1排气阀简化结构图有不少学者对旋转式压缩机消声器进行了改进,其降噪方法及降噪量如表2所示,具体的降噪方法和原理以上流固耦合还是简单的一维模型,而排气阀周可以参见原文献。同时,为了利用其他相关领域的消围流动并非简单的一维流动,因此不能体现出排气阀声器降噪研究成果,也在表中列举了相关领域消声器周围的流动特点。这就需要进一步建立二维乃至三维研究方法及降噪效果。数学模型进行分析以解释噪声机理。表2不同降噪方法与降噪量比较21
