降低动叶与静叶互干扰噪声研究

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1、蠶离骞期JOURNAL。醍恋辐需爲魯NSTITUTE吋晶舄4?一詬'條低动叶与静叶互干扰噪声研鉴""空d加S/（宁波高尊专科学校〉（浙江奉化市职业技校〉下，有一个聂佳的间距，使风机的桌声戳低摘要本文分析旌转桌声的产生机理•采用增大动叶和静叶轴向间距的降桌方法进行试验•结果表明，适当增大轴向间距，可降低风机的噪声•并且在保证风机气动特性前提主题词轴療风机族转噪声釉向间距分类号TU112.5〉轴流风机噪声作为一个环境噪声源•已日益受到重视。许多学者对轴流风机噪声理论和实验作了大量工作。对动叶和静叶互干扰噪声研究工作做得较多的主要有I・J・Sharland[1M

2、*V.Lowson[2-和J.H.Dittmar1-3-«I-J.Sharland得出的结论是：多级风机的离散噪声是由动叶与移叶的气动干扰所引起的•噪声大小与叶片列之间的轴向间距有密切关系•静子面积也是一个重要参数。M.V.Lowson给出了轴流风机离散频率噪声理论，他对动叶（静叶）与上游静叶（动叶）相互作用产生的脉动力所引起的噪声辐射进行了研究，给岀了噪声辐射的总声功率和指向性曲线以及根据尾迹几何參数计算脉动力的方法oJ.H.Ditunar证实•了转子叶尖气流不规则流动与其下流静叶的相互作用•是涡扇发动机的重要噪声源•并得出了尾迹性能（速度亏缺）与间距的关

3、系式。本文在轴流风机旋转噪声特性分析的基础上，依据前人的理论研究成果•采用增大轴向间距方法在JET51-2轴流风机上进行试验研究•结果表明，适当增大轴向间距，可降低噪声。而且在保证风机气动性能前提下[存在一个最佳间距•使风机噪声最低。2旋转噪声产生机理•轴流风机的气流噪声主要有旋转噪声和涡流噪声二种形式。旋转噪声主要是由于风机叶片高速转动打击周国空气介质引起周围空气压力和速度脉动而产生的•其强度与叶片负荷有关。当气流流过叶片时•在叶片表面形成附面层•特别是吸力面的附面层容易加・胡如夫：男硕土，现为宁枝高&机械系讲师，浙江宁波315010来務日期J997-O6

4、-12厚并产生许多旋涡。在叶片尾缘处吸力面和压力面的附面层汇合形成尾迹区，在尾迹区的气流,其压力和速度远低于主流区的数值•因而，当工作转轮旋转时•叶片出口区内气流具有很大的不均匀性•这种不均匀气流周期性地作用于周围空气介质产生压力脉动，即形成噪声.对于导叶处于动叶之后的轴流风机，由于导叶相对于动叶速度场的变化相同•空气速度也会发生类似的周期性变化，叶片在周期性变化的速度场内运动,作用在叶片上的脉动力以及由此而产生的噪声将是周期性变化的•但对于动叶前装有导叶的轴流风机,这种周期性的脉动力却是由静叶排出的不均匀气流冲击后面的动叶所引起，其脉动力的周期性可用图1来

5、解释。普气流流过静叶时，静叶排后，由于存在尾迹，气流是不均匀的•于是动叶经过时，流向动叶的气流绝对速度£将是周期性变化的，此外，相对于动叶的遊口气流角a及气流冲角i也是周期性变化的，因此，气流作用于动叶上的力（反之•动力作用于气流的力）也将是周期性变化的脉动力。总之，轴流风机产生旋转噪声的根源有两点:一是叶片及叶片上的压力场随工作轮旋转时对周围介质的扰动而产生孑二是由于前后排叶片相互作用的空气动力,对叶片所造成的脉动力所产生。2旋转噪声频率分析21对单独叶轮风机，只有一种旋转噪声頻率:■叶NB.<1)式中少一风机工作轮转速E—风机工作轮叶片

6、数；F—偕波序号d=l，2,3.・・・）。由式（1）可知，无导叶的单独叶轮轴流风机的旋转噪声頻率只与工作轮的转速及其叶片数有关。"一动叶B8周速度才气流与叶片相对速度c气流绝对速度L气潦进口角—冲角，一进口处叶片安装角图1轴流风机周期性脉冲动力的形成2.2对带有导叶的多级轴流风机，存在多种旋转噪声频率喜个导叶由于叶轮叶片激发而产生的频率上NB.每个叶片由于每个导叶相激发而产生的频率:<3)每个叶片相激发的周期之间•相邻叶片彼此擦过所产生的频率*叶片和导叶相互干扰而产生的頻率£B+&N£=p-•而式中:再一导叶片数；K_B和歹的最大公约数。由以上(2)(3)(

7、4)(5)式可知，带导叶的多级轴流风机，其旋转噪声与叶片数,导叶数以及它们之间相互匹配有关。3动静叶片轴向间距对旋转噪声影响的理论分析厂f从旋转噪声形成机理可知，产生动脉叶片相互作用的机理有二个方面:一是动叶尾迹与其下游静叶相互作用•如图2所示。二是动叶叶尖不规则流动产生的涡流与下流静叶的作用，如图3所示。图2动叶尾迹与静叶相玄作用机理图3动叶叶尖不規则淹动对静叶的作用机对机理一•尾迹性能和间距关系的数学表达式为〔，：W(A观=(Z/C+O.02502式中:"'一尾迹速度少8—自由束流速度(m/s)j•C—弦长(mm)

8、Z—釉向间距参数(mm),4一常数(由

9、叶型决定儿对机理二•通过建立涡流模型•在一定假设的前