降低多翼离心风机噪声的方法

摘要

一种降低多翼离心风机噪声的方法，属于噪声控制技术领域。本发明步骤如下：①对模型风机运用计算流体动力学技术进行数值模拟建模仿真；②确定低噪风机结构参数的范围；③建立风机以噪声和效率为目标的多目标约束函数，按照②中确立的结构参数范围规定约束条件，确定初始可行点，并利用工程复合形法进行迭代计算，得出风机的设计参数；④将得到的多组设计参数正交组合，利用计算流体动力学技术进行数值模拟仿真，并通过列主元素分析方法确定对风机性能影响最大的截面，比较后得到最终的设计方案；⑤对叶轮和蜗壳不同心与同心两种情况分别进行数值模拟仿真。本发明在保证风机性能的基础上，实现多翼离心风机噪声的降低。

主权项

1、一种降低多翼离心风机噪声的方法，其特征在于，具体步骤如下：①对模型风机运用计算流体动力学技术进行数值模拟建模仿真，确定如下模型参数建模：叶轮外径D₂，轮径比D₁/D₂，叶片中点切线与叶轮中心的夹角θ，进口安装角β₁，出口安装角β₂，叶片均为单圆弧厚度直叶片，叶片厚度1，叶片圆弧半径D，叶片宽度与叶轮外径的比值b/D₂，风机转速为n；分析模拟的风机速度流场和压力场，当蜗舌半径、蜗舌间隙及蜗壳曲线改变1％时，其对应的蜗舌和蜗壳的速度场与压力场中的等速度线与等压力线所对应的数值变化量超过其它区域的30％；②蜗舌曲率半径r/R在0.02到0.08范围内，蜗舌与叶轮相对间隙δ/R在0.03到0.1范围内，D₁/D₂在0.8至0.95之间，叶片数取为60片，b/D₂在0.314至0.683之间，出口安装角β₂在150°至163°范围内，进口安装角β₁取60。或90°；③建立风机以噪声和效率为目标的多目标约束函数$\min f_{\mathrm{mut}}=\sqrt{{(f_{\eta }-{\eta }^{*})}^2-{(f_L-L_L^{*})}^2},$式中，η^*——效率最优值；——噪声最优值，f_η——以风机效率为目标的优化函数，f_L——以风机噪声为目标的优化函数，f_mut——风机效率和噪声都考虑的多目标优化函数，根据②中确立的结构参数范围规定约束条件，将约束条件中的初始点D₁/D₂、b/D₂、β₂、δ/R、r/R代入所建立的函数方程，并利用工程复合形法进行迭代计算、得出风机的设计参数D₁/D₂、b/D₂、n、β₁、β₂、δ/R、r/R；④将③中得到的多组设计参数正交组合，对得到的每一种方案利用计算流体动力学技术进行数值模拟仿真，并通过列主元素分析方法确定对风机性能影响最大的截面，以风机噪声和性能为参考依据，得到D₁/D₂、b/D₂、n、β₁、β₂、δ/R和r/R；⑤对叶轮和蜗壳不同心与同心两种情况分别进行数值模拟仿真，比较模拟的风机噪声场，采用叶轮和蜗壳同心时的噪声场对应的平均噪声比不同心的情况的噪声场对应的平均噪声低2％。