旋渦風(fēng)機(jī)的聲振特性

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燃料電池轎車旋渦石家莊風(fēng)機(jī)的聲振特性試驗(yàn)分兩種情況進(jìn)行：a．在石家莊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000，1 400，1800，2 200，2 600，3 000，3 400和3 800r／min的各穩(wěn)定工況下進(jìn)行各測點(diǎn)的振動石家莊風(fēng)機(jī)銷售信號采集，采樣時(shí)間為20 s，得到各個(gè)穩(wěn)態(tài)工況下的振動石家莊風(fēng)機(jī)銷售情況；b．在轉(zhuǎn)速從1 000～3 800 r／rain的動態(tài)變化過程進(jìn)行振動石家莊風(fēng)機(jī)銷售信號采集。采用信號處理軟件Head公司的Artimes7．0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，考慮到篇幅限制，這里給出2600 r／m{rt穩(wěn)態(tài)工況下的石家莊風(fēng)機(jī)中部振動加速度頻譜圖和前側(cè)石家莊風(fēng)機(jī)銷售頻譜圖(見圖2)。測量分析數(shù)據(jù)結(jié)果如圖2所示，頻率范圍為20-～2 000Hz。根據(jù)旋轉(zhuǎn)空氣動力機(jī)械旋轉(zhuǎn)石家莊風(fēng)機(jī)銷售理論，2600 r／min下的旋渦石家莊風(fēng)機(jī)諧波的基頻為43．3 Hz。從石家莊風(fēng)機(jī)振動加速度頻譜圖看出，石家莊風(fēng)機(jī)10倍頻處433．6 Hz及其諧波頻率振動幅值遠(yuǎn)大于其他頻率；從石家莊風(fēng)機(jī)石家莊風(fēng)機(jī)銷售頻譜圖中也可以看出，石家莊風(fēng)機(jī)在433 Hz及其諧波峰值頻率出現(xiàn)石家莊風(fēng)機(jī)銷售峰值。同樣石家莊風(fēng)機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下轉(zhuǎn)速為3000～3 800 r／min時(shí)，石家莊風(fēng)機(jī)石家莊風(fēng)機(jī)銷售峰值頻率也出現(xiàn)10倍頻，即500和S32 Hz處，因此有必要對石家莊風(fēng)機(jī)高轉(zhuǎn)速下10倍頻及其諧波石家莊風(fēng)機(jī)銷售成因進(jìn)行分析，從而進(jìn)筆者對石家莊風(fēng)機(jī)進(jìn)行整機(jī)三維流場計(jì)算，對該石家莊風(fēng)機(jī)的整機(jī)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
首先在Hypermesh中劃分網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)共計(jì)458 557，面網(wǎng)格共計(jì)918 672，然后導(dǎo)入Fluent軟件創(chuàng)建四面體體網(wǎng)格，生成的網(wǎng)格如圖3所示。圖3旋渦石家莊風(fēng)機(jī)流體計(jì)算網(wǎng)格模型2．2計(jì)算模型及邊界條件旋渦石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動認(rèn)為是三維粘性不可壓縮流動，數(shù)學(xué)模型采用三維雷諾守恒型N—S方程和RNGk-￡湍流模型，控制方程采用隱式耦合算法，取標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)。葉輪和進(jìn)出口及葉輪和殼體之間采用動靜交接面的網(wǎng)格滑移技術(shù)，取葉輪轉(zhuǎn)速為3 000 r／min，每個(gè)時(shí)間步長為7．27×10一，每步迭代次數(shù)為30次，滿足收斂要求。
2．3監(jiān)測點(diǎn)布置為了分析殼體上壓力脈動情況，在殼體上設(shè)置了5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)如圖4所示。流場計(jì)算結(jié)果及分析殼體上各監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動隨時(shí)間變化如圖5所示，取出監(jiān)測點(diǎn)5處壓力脈動做傅里葉變換，結(jié)果如圖6所示，其他點(diǎn)壓力脈動幅值一頻率圖和圖6類似。圖5各監(jiān)測點(diǎn)脈動壓力圖一步實(shí)施降噪控制。從圖5可以看出，相對于人口，出口參考點(diǎn)壓力脈動波動范圍較大，在1．5 kPa左右，同時(shí)其數(shù)值較大，在20．5～22 kPa范圍波動。
在旋渦石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部，壓力從人口監(jiān)測點(diǎn)附近的14．5 kPa左右增加到監(jiān)測點(diǎn)3附近的18 kPa，最后在出口處達(dá)到最大21kPa左右。從氣體壓力波動幅頻圖可以看出，石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部壓力波動以石家莊風(fēng)機(jī)基頻的10倍頻、基頻的諧波頻率為主。在石家莊風(fēng)機(jī)振動石家莊風(fēng)機(jī)銷售試驗(yàn)中，石家莊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 600 r／min時(shí)，石家莊風(fēng)機(jī)前側(cè)石家莊風(fēng)機(jī)銷售的10倍頻及其諧波頻率石家莊風(fēng)機(jī)銷售最為突出，因此有必要對石家莊風(fēng)機(jī)進(jìn)行動力學(xué)響應(yīng)計(jì)算，從而進(jìn)一步研究石家莊風(fēng)機(jī)殼體振動輻射石家莊風(fēng)機(jī)銷售。3殼體在內(nèi)部流場作用下的動力響應(yīng)。多自由度系統(tǒng)振動方程對于殼體結(jié)構(gòu)彈性連續(xù)系統(tǒng)，用有限元法將其離散后可獲得N個(gè)自由度的離散系統(tǒng)振動微分方程靦+Cii+Ku=F (1)其中：H，矗，U，F(xiàn)分別為加速度、速度、位移、載荷向量，它們都和時(shí)間有關(guān)；M，C，K分別為質(zhì)量、阻尼、剛度矩陣。采用模態(tài)疊加法求解方程，相互獨(dú)立的方程就可以獲得系統(tǒng)模態(tài)位移，從而進(jìn)一步求得系統(tǒng)動力響應(yīng)。殼體結(jié)構(gòu)有限元模型的正確驗(yàn)證為了驗(yàn)證有限元模型的有效性，對殼體進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn)，得到前6階模態(tài)，并與有限元仿真得到的模態(tài)進(jìn)行對比。

石家莊市風(fēng)機(jī)廠有限責(zé)任公司機(jī)電分公司，負(fù)責(zé)銷售石家莊市風(fēng)機(jī)廠各種風(fēng)機(jī)，包括離心式鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、防爆風(fēng)機(jī)、防腐風(fēng)機(jī)、噴霧降溫風(fēng)機(jī)、屋頂風(fēng)機(jī)和各種風(fēng)機(jī)配件等。負(fù)責(zé)承接各種風(fēng)機(jī)的專業(yè)維修（包括現(xiàn)場維修及現(xiàn)場動平衡）。
    石家莊市風(fēng)機(jī)廠有限責(zé)任公司位于石家莊市西南部石銅路，是全國風(fēng)機(jī)行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)，風(fēng)機(jī)行業(yè)協(xié)會成員，河北省風(fēng)機(jī)測試中心。生產(chǎn)離心高、中、低壓風(fēng)機(jī)以及軸流風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、防爆風(fēng)機(jī)，并按用戶要求設(shè)計(jì)制造非標(biāo)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，品種齊全，品質(zhì)優(yōu)良。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鍋爐鼓引風(fēng)、礦山通風(fēng)、化工、冶金、制藥、電力、紡織、水泥、隧道、化鐵爐、建筑、輸送物料、污水處理、糧庫通風(fēng)、溫室大棚、消防排煙等各領(lǐng)域。
    公司技術(shù)力量雄厚，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，管理制度嚴(yán)格，并擁有全套的風(fēng)機(jī)性能測試設(shè)備。其主導(dǎo)產(chǎn)品獲省、部級優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品榮譽(yù)稱號，其中4-72№6～12#系列段離心通風(fēng)機(jī)榮獲國家銀獎(jiǎng)，是中國風(fēng)機(jī)行業(yè)離心風(fēng)機(jī)唯一一塊銀牌。
    公司已取得了ISO9001質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書、英國皇家國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書、中國機(jī)械安全認(rèn)證證書、國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志認(rèn)證證書，引進(jìn)了日本荏原濱田送風(fēng)機(jī)株式會公司已取得了ISO9001社具有國際先進(jìn)水平的NEW3ACE系列風(fēng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)（共4個(gè)系列200多種規(guī)格），該系列風(fēng)機(jī)在2004年第二屆中國國際流體機(jī)械展覽會上榮獲金獎(jiǎng)，同時(shí)榮獲金獎(jiǎng)還有GY4-73系列、4-72系列，使產(chǎn)品能更好地滿足國內(nèi)外用戶需求。