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离心风机蜗壳共振频率的探讨

发布日期:2013-8-27

摘要 : 在一些吸声系数和体积较小的工业厂房通风及空调系统中 , 当风机稳定的频率与房间简正频率相近时 , 房间会出现强烈和持续的低频嗡声 。风机蜗壳共振时出现较大的噪声峰值 。根据离心风机蜗壳的声学特点 , 通过电 力 类比线路和其数学模型分析 , 推导出蜗壳结构的两个声学共振简正频率 , 并与已有文献提供的试验数据进行了比较 , 结果显示两个共振简正频率之一与蜗壳进气口几何尺寸无关 。


风机作为通风与空调系统的重要动力设备 , 经广泛应用于工业与民用建筑当中 , 同时它也成为了这些建筑的最大噪声源之一 ; 在工业建筑方面 , 的大型鼓风机可以产生高达 130dBA 的噪声 [1] ; 在民用建筑方面 , 特别是一些大型公共建筑如音乐厅 、歌剧院以及体育馆等等 , 通风与空调系统中风机产生的噪声已经部分影响了其使用功能 。 如何有效降低风机噪声一直是国际上亟待解决的课题 。风机根据其种类和型号的不同 , 其产生的噪声和频率特性也有所不同 , 但从噪声产生的机理和风机机组向外辐射噪声的部位来看 , 各种类型的风机却都有共同之处 。在风机产生的各种噪声辐射源中 以进气口及出气口辐射的空气动力性噪声最为强烈 , 已有文献表明 , 进出气口辐射的空气动力性噪声比其它部位辐射的噪声要高出 10dB~通过对20dB。风机本身结构上的研究与改进从而降低其噪声已经引起普遍重视 。 国内已有许多文献对离心风机涡壳的共振频率作了研究 


 

2离心风机声学模型及其共振频率

在声学元件的线度比声波波长小得多时 , 可将声学元件看作是集中参数系统 。 所以得到如图 1 示的离心风机涡壳类比声学等效图 , 它由截面积为) 长度为 1 和 2 的短管与容积为1 和 ( 半径为 α 的腔体组成 [ 6] 。 同时假定 

( 1) 风机涡壳的线度远小于声波波 长 , 即 α ,,, 以及 !0 <<!。

( 2) 短管体积远小于腔体体积, 即 Sl<<V( i=1, 2) 

( 3) 腔体内媒质压缩和膨胀时 , 腔壁不会变形 即腔壁是刚性的 。

                                        

 


                                                                                                       

2.2离心风机等效模型共振频率的推导

                                        

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