外文文獻(xiàn)翻譯降低冰箱風(fēng)扇噪聲

1、降低家用電冰箱的旋轉(zhuǎn)噪聲摘要：這篇文章描述了降低風(fēng)機(jī)噪聲的方法，尤其是家用電冰箱風(fēng)扇葉輪上的噪音。被測試冰箱中的風(fēng)扇是一個(gè)螺旋槳式風(fēng)扇，風(fēng)機(jī)擁有一個(gè)具有四個(gè)葉片的葉輪，一個(gè)覆蓋在蒸發(fā)器上方的后板，和一個(gè)具有若干開口的前板。氣流通過開口冷卻冰箱里面的食物。通過用一個(gè)激光多普勒速度儀測量風(fēng)扇的內(nèi)部流場，發(fā)現(xiàn)通過葉輪的氣流相對于葉輪軸線不對稱。不對稱的氣流似乎是由受到了氣流通道的限制而產(chǎn)生的，而且這可能是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噪聲的原因。雖然為了防止氣流變得不對稱研究了很多措施，但是都很難用來解決這個(gè)案例，因?yàn)樵诟淖冊O(shè)計(jì)方面有困難。通過聲強(qiáng)法尋找噪聲源后發(fā)現(xiàn)噪聲是通過前板上的開口輻射出來的。在風(fēng)機(jī)的后板上安裝導(dǎo)流

2、器引導(dǎo)通過開口的氣流。結(jié)果是，葉輪上的噪聲被降低了，同時(shí)流量幾乎沒有改變。關(guān)鍵詞：電冰箱 風(fēng)機(jī) 噪聲 導(dǎo)流器簡介：最近，住宅內(nèi)的聲舒適度和熱舒適度變得很重要。所以，降低電冰箱的噪聲很有必要。家用電冰箱的噪聲來自壓縮機(jī)和風(fēng)扇。很多公司和研究機(jī)構(gòu)對壓縮機(jī)的降噪進(jìn)行過研究。然而，幾乎沒有人做過旋轉(zhuǎn)噪聲的研究。本文研究了家用電冰箱風(fēng)扇系統(tǒng)的降噪方法，尤其是風(fēng)扇葉輪的噪聲。本文測試的電冰箱的技術(shù)參數(shù)如表格1所示。圖1顯示了被測冰箱的橫截面?？諝庠俦惶幱诒浜蟛康恼舭l(fā)器冷卻以后被風(fēng)機(jī)送入冷藏室和冷凍室。通過蒸發(fā)器的氣體通過設(shè)計(jì)好的通道最終會回到蒸發(fā)器。圖2顯示了風(fēng)機(jī)的前視圖和橫截面。冰箱中的風(fēng)扇是一個(gè)螺旋

3、槳式風(fēng)扇，風(fēng)機(jī)包括一個(gè)直徑90mm的葉輪，葉輪擁有四個(gè)葉片，被稱作“蒸發(fā)器蓋板”的后板覆蓋著蒸發(fā)器，在被稱作“風(fēng)扇遮板”的前板上有若干個(gè)開口，葉輪被裝在蒸發(fā)器蓋板上部的孔（直徑100mm）的中間。前板上的開口如圖2上的實(shí)線所示。通過葉輪的一部分氣流，通過開口進(jìn)入冰箱冷凍食物。圖2中虛線所示的開口，位于蒸發(fā)器蓋板上，通過這部分的氣流被引導(dǎo)進(jìn)入冰箱的冷藏室。在蒸發(fā)器蓋板上裝有肋板，以引導(dǎo)氣流更有效的到達(dá)各個(gè)開口。風(fēng)扇電機(jī)的電壓固定，所以葉輪在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中保持3000r/min的旋轉(zhuǎn)速度。速度和噪音的測量測試用的風(fēng)機(jī)被做成來測量流場。它和之前的風(fēng)機(jī)有一樣的形狀，而且風(fēng)扇遮板由透明的丙烯酸板制成。流場測

4、量使用激光多普勒速度儀，激光多普勒速度儀的技術(shù)參數(shù)如表2所示，裝置如圖3所示。用來為激光多普勒速度儀測量播撒微粒的氣霧劑，由一個(gè)常規(guī)的超聲波氣霧器產(chǎn)生。激光束垂直照射在風(fēng)扇遮板上。測量平面選定在距離風(fēng)扇遮板后的6,12,18,24mm處。冰箱的噪聲在一個(gè)隔音室中測量。房間的尺寸是2.7m寬、3.0m深、2.2m高，背景噪聲等級是18.2dBA)。冰箱的壓縮機(jī)在整個(gè)測試過程中是被關(guān)閉的，所以測量到的只是風(fēng)扇的噪音。使用的聲級計(jì)是常規(guī)型號，頻率的分析通過FFT完成。測量面位于冰箱或者風(fēng)機(jī)的前方1m處。當(dāng)風(fēng)機(jī)的噪聲被測量時(shí)，風(fēng)機(jī)位于冷凍室內(nèi)，并且冷凍室的門保持開啟。用聲強(qiáng)裝備尋找風(fēng)扇系統(tǒng)的噪聲源。它

5、包括兩個(gè)電容式傳聲器和一個(gè)聲強(qiáng)分析儀，聲強(qiáng)是由一臺個(gè)人電腦由頻率分析的結(jié)果算出的。裝備的輪廓線如圖四所示，技術(shù)參數(shù)如表3所示。聲強(qiáng)由兩個(gè)傳聲器的聲壓計(jì)算出。當(dāng)被測單元周圍的聲強(qiáng)被測量出并且畫出特定頻率的等值線時(shí)，上述聲強(qiáng)等值線的峰值處就是這個(gè)頻率聲音的聲源所在，降低這個(gè)頻率的噪聲對降低整體的噪聲很有必要。在這個(gè)案例中，聲強(qiáng)在風(fēng)機(jī)前方60mm的平面里以50mm的間隔測量。來自冰箱和風(fēng)機(jī)的噪聲對冰箱噪聲的測量是為了掌握噪聲等級的現(xiàn)狀。圖5顯示了1kHz以下的頻譜圖。整體噪聲等級是29.8DB(A).由圖所示，在50、200、400Hz處存在峰值，在大約500Hz處有一個(gè)寬峰。由于葉輪的旋轉(zhuǎn)速度是3

6、000r/min，50Hz的峰值來自葉輪旋轉(zhuǎn)自身，其他峰值的頻率來自葉輪噪聲，它的頻率是風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和葉片數(shù)乘積的倍數(shù)，三分之一倍頻程分析的結(jié)果顯示50、200、400和500Hz的噪聲等級分別是13.3、27.2、23.7和21.4DB(A)。很明顯，頻率是200Hz的噪聲比其他的強(qiáng)。若僅僅測量風(fēng)機(jī)的噪聲等級。則頻譜如圖6所示?；l是200Hz的葉片噪聲很明顯。頻率是50Hz的峰值在這張圖中不明顯，并且500Hz周圍的寬峰已經(jīng)不見。這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)被裝在冰箱內(nèi)部形成的冰箱的聲學(xué)特性導(dǎo)致只有整體噪聲的一部分被輻射出來。因此，降低風(fēng)扇的噪聲，尤其是例如200Hz這樣的一些頻率與風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和葉片數(shù)的乘積成

7、比例的噪聲是主要的。風(fēng)機(jī)里的流場葉輪的噪聲是由于當(dāng)一個(gè)葉片切割空氣時(shí)導(dǎo)致的壓力波動引起的流體噪聲。引起來自螺旋槳式風(fēng)扇的葉輪噪聲大的一個(gè)原因是氣流相對于葉輪的旋轉(zhuǎn)軸不對稱。另一個(gè)原因是由于葉輪的吸氣測有漩渦。用LDV測量風(fēng)機(jī)的流場來尋找引起葉輪噪聲的原因，圖7顯示了內(nèi)部流場的速度矢量圖。盡管在葉輪的周圍有氣流沿圓形和放射形的運(yùn)動，但是氣流的中心不是葉輪的中心，而且氣流的中心趨向于蒸發(fā)器蓋板上的開口。圖8顯示了孔口上葉輪周圍的徑向速度。圖片上的角度是由在平行于風(fēng)扇遮板的平面上反時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度決定的，在這個(gè)平面上，0度起始于X軸。氣流越靠近蒸發(fā)器蓋板，徑向速度的發(fā)散越嚴(yán)重。在同一個(gè)圓周中，有速度為

8、負(fù)數(shù)的吸入側(cè)，也有速度為正數(shù)的排放側(cè)。盡管靠近風(fēng)扇遮板的速度發(fā)散很小，可以確定的是進(jìn)入和穿過葉輪的氣流不對稱于葉輪軸線。圖9顯示了能指示氣流波動的湍流能量等高線，氣流波動被認(rèn)為是在葉輪的葉片切割空氣是產(chǎn)生的。所以，湍流能量集中的地區(qū)就是葉輪的出風(fēng)側(cè)。從這些數(shù)據(jù)獲得的3-D流場圖表明葉輪吸入側(cè)的氣流已經(jīng)轉(zhuǎn)向蒸發(fā)器蓋板上的開口。氣流不相對于葉輪旋轉(zhuǎn)軸線對稱，一邊旋轉(zhuǎn)一邊流向蒸發(fā)器蓋板上的開口。當(dāng)氣流流向風(fēng)扇蓋板時(shí)，氣流的周向運(yùn)動越來越不明顯，放射狀的運(yùn)動越來越明顯。蒸發(fā)器蓋板上開口的影響風(fēng)扇排氣側(cè)的諸多妨礙物是造成非對稱氣流的諸多因素之一?？諝馔ㄟ^葉輪流向與制冷部件相連的蒸發(fā)器蓋板上的開口?？赡苁?/p>

9、因?yàn)榭拷_口的附近障礙物少。所以，設(shè)計(jì)了在蒸發(fā)器蓋板上的開口相聚很近以致對空氣的阻礙一致的情況下的實(shí)驗(yàn)。圖10顯示了風(fēng)機(jī)的流場。盡管這樣做比圖7、8所示的更有效率，但是不對稱情況沒有被徹底改進(jìn)。入口氣流的影響風(fēng)機(jī)后部的電機(jī)上有一個(gè)保護(hù)罩，如圖二所示，它在冰箱內(nèi)的安裝情況如圖一所示?？梢娺M(jìn)入葉輪的吸入側(cè)氣流不是來自葉輪的背部而是大部分來自葉輪的下部。這就說明不對稱的氣流可能是由結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，如圖11所示，在風(fēng)機(jī)上裝上吸氣管，這樣能保證吸入側(cè)的氣流只來自葉輪的背部。圖12中的管長為20mm，圖13中管長為50mm。在20mm管長的案例中，發(fā)現(xiàn)不了吸氣管對氣流有什么作用。然而，當(dāng)管長變

10、為50mm時(shí)，空氣在葉輪的旋轉(zhuǎn)中心附近像一個(gè)漩渦一樣旋轉(zhuǎn)。湍流能量等高線顯示，在孔口附近的很大一片區(qū)域氣流變得規(guī)則了。圖14顯示孔口處徑向速度的分布就像圖8所示一樣。加裝50mm長的管道對改善氣流對稱性影響很大。如上所述，不對稱的氣流主要是由排氣側(cè)的阻礙的不規(guī)則分布和吸入口的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。改善排氣側(cè)阻礙的計(jì)劃是改變蒸發(fā)器蓋板上開口的位置或者是以多數(shù)的小開口代替單一的大開口。另外，改變吸氣測結(jié)構(gòu)的計(jì)劃是在吸氣測安裝吸氣管使吸入的氣流平行于旋轉(zhuǎn)中心。這些計(jì)劃需要結(jié)構(gòu)的改變，但是家用電冰箱的內(nèi)部空間有限，而且家用電冰箱應(yīng)該盡可能的越造越小。因此，這些計(jì)劃本可能被用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，所以需要研究通過不改變

11、冰箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行降噪的方法。控制風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場用聲強(qiáng)法尋找噪聲源指明了旋轉(zhuǎn)噪聲如何從風(fēng)機(jī)中輻射出來的。圖15所示為頻率200Hz噪聲的聲強(qiáng)等高線圖，200Hz是從圖5、6明確指出需要降低的噪聲頻率的峰值。由圖可知，200Hz頻率的噪聲由右上部分輻射出。與上述的結(jié)果進(jìn)行對比，產(chǎn)生在葉輪上的旋轉(zhuǎn)噪聲，被認(rèn)為是伴隨氣流從風(fēng)扇蓋板上的開口傳出的。重要的是排放側(cè)氣流不直接吹到風(fēng)扇蓋板上。如圖16所示，在蒸發(fā)器蓋板上裝導(dǎo)流器。導(dǎo)流器的安裝位置的確定必須保證冰箱內(nèi)部流場保持不變并且風(fēng)扇出口氣流不直接吹到風(fēng)扇蓋板上。圖17顯示了速度矢量圖和湍流能量等值線。速度分布基本和圖7中所示一樣。然而，和圖9相比，葉輪右上部分的湍流能量減少了。導(dǎo)流器對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的調(diào)節(jié)效果得到了驗(yàn)證。圖18顯示了1/3倍頻程處理后的總體噪聲等級。諸如200Hz的這些頻率是旋轉(zhuǎn)速度和葉片數(shù)乘積的旋轉(zhuǎn)噪聲得到了顯著的降低，并且總體噪聲也大約降低了3DB(A)。導(dǎo)流器在降低噪聲方面的作用得到了驗(yàn)證。結(jié)論通過以下的方法和設(shè)備研究了造成家用電冰箱中風(fēng)扇噪聲的原因并提出來降噪方案：激光多普勒測速法、噪聲頻譜分析、