离心风扇噪声产生原因
离心风扇的噪声一般包括气动噪声、机械噪声、气体和固体弹性系统相互作用产生的气固耦合噪声,噪声由多种频率的声音构成,几乎没有纯音。其中空气动力噪声是鼓风扇的主要来源,约占45%。
1、气动噪声
气动噪声主要包括旋转噪声和涡流噪声。
旋转噪声也称为离散频率噪声。当风扇转动时,叶轮上叶片通道出口处沿圆周方向的气流压力和速度有很大变化。当蜗舌与叶片出口边缘之间的间隙较小时,旋转叶片通道经过蜗舌时会出现周期性的压力和速度脉动。这种脉动产生的噪声称为旋转噪声。
涡流噪声又称涡流噪声,是叶轮旋转过程中叶轮叶片与气体相互作用和耦合所辐射的宽带噪声,包括来流湍流噪声、湍流边界层噪声、后缘涡脱落噪声和叶尖涡噪声。它是由气体流经物体表面及其脱离形成的湍流边界层引起的,引起气流的压力脉动。离心式风扇产生涡流噪声的主要原因有:叶片出口附近的边界层分离、蜗壳内气流分离、叶片入口气流分离以及偏离设计工况时的气流恶化等。这种噪音与风扇内部气流的流动状态密切相关。对于设计良好的风扇,由于其理想的内部流动状态和较少的边界层分离,噪音较低。相反,噪音更高。
2、机械噪声
机械噪音主要来自风扇的制造和安装过程中的工艺等缺陷。例如,旋转体的不平衡。轴承磨损、叶片刚性不足引起的叶片振动、产生的噪音等也是机械噪音。
3、气固耦合噪声
气固耦合噪声是一种比上述两种噪声更复杂的噪声。叶轮旋转时,叶片出口处气流沿圆周方向的速度和压力分布不均匀,蜗壳上的压力随时间脉动,产生噪声。旋转的叶片经过时,涡舌会产生干涉,气流对叶片施加的力也会随时间脉动,产生噪音。气固耦合噪声产生的原因很多,但噪声攻击的机理总是与周围气体流动、流动分离以及涡流引起的压力脉动密切相关。