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山東冠熙環保設備有限公司主營：軸流風機,耐高溫高濕風機,烘干設備用風機,離心風機,除塵風機

為研究后鼓風機葉輪的流場及噪聲問題，采用三維建模軟件ＵＧ對現有葉輪進行逆向建模，提取出葉輪的幾何模型，運用Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ對葉輪模型進行網格劃分，然后采用Ｆｌｕｅｎｔ軟件模擬了葉輪三維粘性定常流動特性，分析了葉輪內部流動情況，在此基礎上對葉輪模型進行噪聲分析，得到流場模擬和噪聲分析結果，為葉輪優化設計提供理論依據。

鼓風機作為干燥、通風類家電產品的重要組成部件，其性能直接影響著家電產品質量的高低。隨著現代生活對節能、環保等要求日益提高，開發、低噪風機成為必然趨勢。離心式通風機的工作介質為氣體，工作過程中會產生氣動噪聲、機械噪聲和氣固耦合噪聲，其中氣動噪聲是主要噪聲，約占到總噪聲的４５％左右。風機氣動噪聲主要由離散噪聲（旋轉噪聲）和湍流噪聲組成。高速高壓離心風機旋轉噪聲較高，低速低壓風機以湍流噪聲為主。且基頻噪聲和寬頻噪聲在風機中不同程度的存在。目前對離心式通風機降噪研究還處于試驗為主的研究階段，但試驗研究成本較大、周期較長，這對鼓風機產品開發非常不利。此外，影響離心式通風機氣動噪聲的因素眾多，設計所得結果的降噪機理難以被系統揭示。數值模擬方法能夠提供風機的內部流場信息和噪聲分布情況，有利于準確認識離心式通風機噪聲產生機理和降噪原理，為進一步推廣降噪設計的方法提供依據。所以，對離心式通風機數值模擬的研究是非常必要的。

本文以鼓風機為研究對象，對4 種組合方式的消聲蝸殼進行了試驗測量，研究了每一種組合的降噪效果及對風機氣動性能的影響。試驗在符合ISO3745 標準的半消聲室中進行，其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈，消聲室截止頻率100 Hz，本底噪聲為26 dB( A) 。試驗裝置和測試系統按照國家標準GB/T1236－2000《工業通風機用標準化風道進行性能試驗》和GB/T2888－91《鼓風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法》的要求設計、制造、測試。鼓風機進氣口端連接符合GB/T 1236 規定的風機性能試驗進氣試驗裝置。使用智能壓力風速風量儀測出PL3 位置的靜壓和PL5 處的流量壓差，然后再根據其他測量的數據算出風機全壓和靜壓試驗裝置。

試驗采用進口堵片方式調節流量，從大流量至小流量共選取8 個工況點，分別測試每個工況點的風機流量、壓力、功耗和噪聲。后計算風機標況下流量、全壓、全壓效率、總A 聲級。本試驗風機的結構簡圖，在風機蝸板和前后蓋板上可分別固定穿孔鋼板，穿孔板與蝸殼本體之間形成10 mm 的空腔，空腔內填充超細玻璃棉，形成消聲蝸殼。以此形成4 種消聲蝸殼組合: A 組合，周向蝸板有消聲層;B 組合，蝸殼后蓋板有消聲層; C 組合，周向蝸板和后蓋板有消聲層; D 組合，周向蝸板和前蓋板有消聲層。選用的穿孔板采用板厚1 mm，孔徑6 mm，穿孔率約為22%。各種加裝吸聲結構組合，風機蝸殼內部的通流結構尺寸和原風機一致。

鼓風機性能試驗原理及其裝置為了驗證修正后數值計算模型的準確度，對原風機的不同工況氣動性能試驗。將修正前后數值計算模型預測原型機性能結果與試驗值作對比分析，由數據可知，采用標準k-ε 模型預測的風機性能曲線較試驗值存在一定誤差，其較大誤差值達9.5%，修正的k-ε 模型，各流量工況下鼓風機出口靜壓計算值與試驗值吻合，其性能曲線趨于重合，兩者誤差值明顯減小，且較大誤差降低至3%，充分驗證了所采用的數值計算模型修正方法的可行性，同時為下文鼓風機性能的準確度和可靠性預測提供支撐。設計原理分析原風機蝸殼內壁型線采用的是傳統蝸殼型線設計方法，即不考慮壁面粘性摩擦的影響，氣流動量矩保持不變，運用不等邊基圓法繪制的近似阿基米德螺旋線。而實際流動過程中，氣體粘性作用常導致其速度在過流斷面上呈現的分布不均勻現象。

對于低速小型多翼離心風機而言，由于氣體流道狹窄，受粘性作用的影響，風機內壁面邊界層分離加劇，經過葉輪加速的氣體流速沿蝸殼徑向方向逐漸減小，而在鼓風機蝸殼出口處，由于同時受到蝸舌結構和蝸殼壁面的影響，其流速為管道流速度分布，受粘性作用的影響，蝸殼內流體于整個流道空間內呈現速度分布不均勻的現象，因此在實際流動過程中，流體動量矩并不是不變的，而是隨流動的進行不斷減小，故基于動量矩守恒定律設計的傳統蝸殼型線存在動量修正的必要。改型設計方法由于氣體粘性力無法通過簡單的公式運算獲得，且其大小受氣體速度的影響，因此本文采用一種簡單化的求解方法，即基于傳統不等邊基圓法，鼓風機運用改進后的k-ε 模型對原風機進行數值模擬，設置如圖8 所示的4 個監測截面，其方位角φ 分別為90°、180°、270°、360°。通過Fluent 后處理計算得出蝸殼壁面區域于以上4 個截面處所受粘性力大小Fν ，測量力矩中心至力原點距離R，由額定工況下風機總質量流量q 計算得單位質量流體所受黏性力矩平均值m FR / q。