工業(yè)離心風(fēng)機(jī)噪聲主要是氣動(dòng)噪聲，其中占主導(dǎo)地位的是氣流作用在葉片和蝸殼上的脈動(dòng)壓力引起的偶極子噪聲，它是由葉片通過(guò)頻率（BPF)的離散噪聲和旋渦、湍流引起的寬帶噪聲組成。前者是離心風(fēng)機(jī)的主要噪聲源，它是由流出葉片的高速氣流(discharge)沖擊蝸殼蝸舌，在葉片和蝸舌上產(chǎn)生很大的脈動(dòng)壓力造成的，其噪聲頻率為風(fēng)機(jī)葉片數(shù)和轉(zhuǎn)速的乘積。本文只討論工業(yè)離心風(fēng)機(jī)的BPF噪聲預(yù)估。近年用計(jì)算航空聲學(xué)（CAA)方法預(yù)估離心風(fēng)機(jī)BPF噪聲已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道，但實(shí)測(cè)和預(yù)估誤差普遍很大，無(wú)法具體應(yīng)用。這里有預(yù)估方法問(wèn)題，也有預(yù)估和噪聲實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比不合理問(wèn)題。

本文先按照風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)7-27No.8風(fēng)機(jī)用進(jìn)氣法，在風(fēng)機(jī)出口距中心lm、45°方向測(cè)得BPF噪聲的聲壓級(jí)，再按實(shí)測(cè)流量和轉(zhuǎn)速，采用FLUENT軟件對(duì)非定常雷諾平均N-S方程和RNGk-s湍流模式進(jìn)行九洲風(fēng)機(jī)整機(jī)流場(chǎng)數(shù)值模擬，再用自編軟件從中讀取數(shù)據(jù)，得到葉片和蝸舌上的脈動(dòng)壓力作為聲源并對(duì)FW-H方程求解聲場(chǎng)，得到測(cè)試場(chǎng)點(diǎn)的BPF預(yù)估聲壓級(jí)，二者進(jìn)行比較，希望能有較好吻合。

一、預(yù)估噪聲的CAA方法和測(cè)試方法簡(jiǎn)介

采用FLUENT軟件對(duì)非定常雷諾平均N-S方程和BNGA-s湍流模式進(jìn)行風(fēng)機(jī)流場(chǎng)數(shù)值模擬的整機(jī)計(jì)算域如圖1和圖2所示，葉輪網(wǎng)格分別如圖3所示。7-27風(fēng)機(jī)整機(jī)網(wǎng)格數(shù)138.8萬(wàn)。采用定常雷諾平均N-S方程和RNGk-s模型的穩(wěn)定解作為非定常雷諾平均N-S方程和RNGk-e模型計(jì)算的初始場(chǎng)，當(dāng)風(fēng)機(jī)的扭矩和全壓隨時(shí)間呈現(xiàn)周期性的變化，認(rèn)為非定常計(jì)算的流場(chǎng)已達(dá)周期解，然后提取一個(gè)葉輪周期的時(shí)間長(zhǎng)度，每隔一個(gè)時(shí)間步從非定常計(jì)算流場(chǎng)中導(dǎo)出葉片壓力邊、葉片吸力邊和蝸舌表面的壓力分布信息，即各個(gè)聲源面的壓力隨時(shí)間的變化信號(hào)，將其輸入自行編制的軟件，先進(jìn)行FFT變換，提取BPF聲源信息，再求解FW-H方程，便可得到葉片和蝸舌BPF聲源輻射的離心風(fēng)機(jī)的聲場(chǎng)，進(jìn)行BPF離散噪聲的場(chǎng)點(diǎn)聲壓級(jí)的預(yù)估。需要指出：這個(gè)求解FW-H方程的軟件是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格考核，又用于6-41風(fēng)機(jī)的BPF噪聲聲功率預(yù)估，得到測(cè)試證實(shí)。所以自編FW-H方程求解軟件是準(zhǔn)確、可信的。

噪聲測(cè)試方法采用風(fēng)機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB-2888—91,聲場(chǎng)的測(cè)點(diǎn)是風(fēng)機(jī)出口45°方向、離中心距離lm處，采用BK3560B-Pulse多通道分析系統(tǒng)測(cè)量其1/24倍頻程噪聲聲壓級(jí)頻譜和分辨率為1Hz的各頻率的聲壓級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試照片如圖4所示。

二、7-27No8風(fēng)機(jī)的BPF預(yù)估噪聲和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較

1、7-27風(fēng)機(jī)的預(yù)估BPF噪聲

采用FW-H方程求解程序可得到實(shí)際測(cè)點(diǎn)的BPF離散噪聲的頻率為398.65Hz，各個(gè)聲源引起的聲壓級(jí)及總聲壓級(jí)，葉片聲源貢獻(xiàn)的測(cè)點(diǎn)聲壓級(jí)為78.5dB，蝸殼貢獻(xiàn)為72.4dB總聲壓級(jí)為79.5dB,說(shuō)明對(duì)測(cè)點(diǎn)聲壓級(jí)的主要貢獻(xiàn)是葉片聲源。這是因?yàn)?-49九洲普惠風(fēng)機(jī)的風(fēng)舌間隙很大，達(dá)10%,所以不僅是總的離散噪聲小，而且主要貢獻(xiàn)是葉片提供的。

2、7-27風(fēng)機(jī)BPF噪聲實(shí)測(cè)與數(shù)值預(yù)估比較

實(shí)測(cè)得到的測(cè)點(diǎn)在BPF附近的分辨率為1HZ的聲壓級(jí)，最大值在399Hz處的77.8dB，前者為BPF噪聲的實(shí)測(cè)頻率，它和預(yù)估值398.65Hz相等。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文給出CAA聲學(xué)預(yù)估BPF噪聲方法，并對(duì)7-27No.8風(fēng)機(jī)進(jìn)行BPF噪聲的預(yù)估和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，對(duì)比結(jié)果BPF噪聲二者完全相同，比噪聲預(yù)估值髙0.7dB，符合也很好，證實(shí)了本文方法可用于風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)估，有實(shí)用價(jià)值。

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