導(dǎo)流罩對空調(diào)器室外機噪聲的影響

導(dǎo)流罩對空調(diào)器室外機噪聲的影響摘要：利用數(shù)值模擬的方法對空調(diào)器室外機內(nèi)部氣體流動進行了計算，研究了室外機出風(fēng)口相對湍流強度的變化，分析了導(dǎo)流罩寬度、導(dǎo)流罩導(dǎo)弧對室外機噪聲的影響。通過計算分析和試驗驗證，表明空調(diào)器室外機導(dǎo)流罩的寬度存在一個最佳值使室外機的噪聲最小。根據(jù)導(dǎo)流罩導(dǎo)弧對室外機噪聲影響的規(guī)律設(shè)計出雙導(dǎo)弧導(dǎo)流罩，經(jīng)過試驗驗證分析，表明雙導(dǎo)弧導(dǎo)流罩能降低空調(diào)器室外機的噪聲。關(guān)鍵字：導(dǎo)流罩室外機空調(diào)器數(shù)值模擬相對湍流強度0前言對于空調(diào)器室內(nèi)機降噪技術(shù)國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究，降噪效果也比較明顯[1-3]。反之，空調(diào)室外機噪聲一向不被人們關(guān)注，從而對其進行的降噪研究也比較少。軸流風(fēng)機產(chǎn)生的氣動噪聲是室外機主要噪聲源。為了降低軸流風(fēng)機的氣動噪聲，國內(nèi)外學(xué)者對其作了大量的研究[4-6]。這些研究是針對獨立的軸流風(fēng)機進行的，而空調(diào)器室外機軸流風(fēng)機風(fēng)道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比獨立的軸流風(fēng)機系統(tǒng)要復(fù)雜的多，因為它并不僅僅包括軸流風(fēng)扇，它還包括熱交換器、導(dǎo)流罩、出風(fēng)網(wǎng)、電動機支架等附屬結(jié)構(gòu)，這些部件的存在將會在很大程度上影響空調(diào)室外機的內(nèi)部和外部流場，從而影響室外機噪聲。導(dǎo)流罩是空調(diào)器室外機軸流風(fēng)機風(fēng)道系統(tǒng)的重要組成部分。因為室外機機殼是方形的，從軸流風(fēng)扇流出的旋轉(zhuǎn)氣流將會向四周發(fā)散，從而大大減少了室外機出風(fēng)口的風(fēng)量。圓筒形導(dǎo)流罩的存在可以使風(fēng)扇出口氣流延導(dǎo)流罩流向室外機出風(fēng)口，從而抑制了風(fēng)扇出口氣流的發(fā)散，減少了出口風(fēng)量的損失。因此，導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)變化會影響到空調(diào)器室外機內(nèi)部流場的分布，從而改變空調(diào)室外機噪聲。為了研究導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)對空調(diào)器室外機噪聲的影響，首先利用數(shù)值模擬的方法，分析導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)對室外機內(nèi)部流場的影響，從中找出導(dǎo)流罩影響空調(diào)器室外機噪聲的機理，然后，通過對室外機噪聲頻譜的測試，對數(shù)值分析結(jié)果進行驗證。1空調(diào)室外機結(jié)構(gòu)特點空調(diào)器室外機風(fēng)道系統(tǒng)主要由軸流風(fēng)扇、熱交換器、導(dǎo)流罩、出風(fēng)網(wǎng)、電動機支架和中隔板等組成。模擬的空調(diào)室外機為一款功率為5000W的落地式空調(diào)器室外機，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，室外機導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)如圖2所示。2數(shù)值計算使用數(shù)值計算軟件STAR-CD對空調(diào)室外機內(nèi)部流場進行計算分析2.1網(wǎng)格劃分和邊界設(shè)定圖3室外機網(wǎng)格室外機數(shù)值計算網(wǎng)格如圖3所示。由于空調(diào)室外機軸流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速較低，因此可假設(shè)其內(nèi)部流動為不可壓的。計算中采用SIMPLE算法和標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型求解三維N-S方程。2.2模型驗證利用上述計算模型對不同出口流量下空調(diào)器室外機出口處的靜壓進行了計算，并與試驗測量值進行了比較，如圖4所示。計算值與試驗值趨勢一致，吻合也比較好，相對平均誤差為11.5％。2.3導(dǎo)流罩對室外機流場和聲場的影響莖風(fēng)壺導(dǎo)流罩寬度的躺影響脖為了研究導(dǎo)流臣罩寬度的影響粉，對具有寬度僻不一致導(dǎo)流罩訓(xùn)的室外機出口倆處相對湍流強乞度進行了數(shù)值庭計算，相對湍奇流強度芝可表示為(1)藍(lán)式另中疼婦、秋、飯—對x扯、嬸y勿、郵z烏方向速度分量首脈動值瓣—劫開速度的平均值量。催由相對湍流強津度痛的定義可知，匹越大，氣流的蛇擾動越大，氣煎體渦流噪聲也誓越大。隸相對湍流強度驚的取值位置位烏于室外機出風(fēng)奴網(wǎng)所在截面上肚，如穗圖盒5鐘所示仇，檢魂R史為半徑，掘表示半徑為悟R罪、寬度沾為儉Δ凍R企的圓環(huán)礙面汪(遙圖怎8械中陰影部面分芒)傻上相對湍流強怨度的平均值犁。亡些計算時所有導(dǎo)蒜流罩直徑相溜同雄(花d薄1許=據(jù)442mm渠、賣d勻2衛(wèi)=須420mm倆)橫，且具有相同搏導(dǎo)鮮弧捉,陣吃出口流量食為友1吸800m嚴(yán)3虛·h父-1水。導(dǎo)流罩寬度鳴參數(shù)如餃表輔1桶所示。潤表向1辱鴉導(dǎo)流罩寬度參斷數(shù)競背序號滔褲吸1浮吩間2慈奇堤

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3砌0舌漂頂45嫩場犁灶6余5兆壇責(zé)75貓圖油6感為導(dǎo)流罩寬度繼對室外機出口究處相對湍流強擇度的影響曲線摘?？梢钥闯?，奧隨著導(dǎo)流罩的擊寬度增加，室兆外機出口處相童對湍流強度是蝶先減小后增大旺的，即存在一侍種導(dǎo)流罩寬度廊使得相對湍流誘強度最小。對值于本文所模擬拍的這款功而率最5000蔑W粥的落地式空調(diào)說器室外機，當(dāng)奔導(dǎo)流罩寬度為為48mm恨時室外機出口駕處相對湍流強慶度最小，即此岸時的室外機渦厚流噪聲應(yīng)該是榨最小的。瓦階款導(dǎo)流罩導(dǎo)弧的繳影響陡為了明確導(dǎo)流悼罩導(dǎo)弧對室外意機噪聲的影響炕，我們對有導(dǎo)株弧和無導(dǎo)弧的沒室外機出口處熔相對湍流強度匹進行了數(shù)值計膏算，出口流量圣為畢1雖800m依3男·h饑-1役。導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)竊尺寸為：廢d滲1童=戒442mm豆、樂d巾2甩=鹿420mm洋、趁b瓣1驢=耳48mm閱、礦b黃2黑=躬38mm寒。相對湍流強光度的取值方式止與前面一樣。舍圖久7律為有導(dǎo)弧和無樓導(dǎo)弧的室外機玩出口處相對湍賀流強度圖?？墒┛闯?，室外機損有導(dǎo)弧時出風(fēng)晌口處的相對湍準(zhǔn)流強度汪比無導(dǎo)弧時要委小，這表明導(dǎo)賀流罩導(dǎo)弧的存滲在可以降低室槳外機噪聲。這閘是因為導(dǎo)流罩插導(dǎo)弧的存在使縮風(fēng)扇出口氣流彈能夠比較均勻絕的進入導(dǎo)流罩遭，防止了氣流食速度的突變，寨從而減弱了出姜風(fēng)口氣流的擾罰動，使渦流噪坐聲降低。菊剛男雙導(dǎo)弧導(dǎo)流罩道對室外機噪聲摩的影響終根據(jù)上面對導(dǎo)牲流罩導(dǎo)弧的分恰析可知，導(dǎo)弧輪的存在對室外見機噪聲有一定柱的影響。為此殼，加工了一種礦雙導(dǎo)弧的導(dǎo)流譜罩，如掠圖頃8奴所示。孫為了研究這種煉結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流罩斑對室外機噪聲朱的影響，首先錘對具有該結(jié)構(gòu)未導(dǎo)流罩的室外擦機出口處相對報湍流強度進行艷了計算，出口莊流量為幻1800m太3筆·h書-1沃。導(dǎo)流罩的結(jié)溝構(gòu)尺寸為：舊d敞1脈=毫442mm醉、場d膀2王=臭420mm暴、顫b芹1拍=賭48mm增、工b蠶2冒=米38mm響。相對湍流強粒度的取值方式崖與前面一樣。搜圖賽9恰為雙導(dǎo)弧與單蓄導(dǎo)弧時室外機托出口處相對湍導(dǎo)流強度對比。蕩由留圖涼9避可知，具有雙銹導(dǎo)弧的導(dǎo)流罩劑室外機出風(fēng)口誓湍流強度比單爛導(dǎo)弧的要小。羽這是因為雙導(dǎo)得弧結(jié)構(gòu)不僅能繁防止氣流進入菌導(dǎo)流罩時的氣扛流突變，而且輝防止了氣流從腰導(dǎo)流罩流出時紅的氣流突變，圍更好地保證了佛氣流的均勻性選。右3饅里試驗分樂析殲鄭3.1兵戰(zhàn)試驗裝置跟室外機的出風(fēng)梯口靜壓測試以浙及系統(tǒng)性能測駝試都是在焓差妖法空調(diào)器測試腳室中進行。當(dāng)留進行出風(fēng)口靜龍壓測試時，室茄外機軸流風(fēng)扇紛轉(zhuǎn)速不變，通帝過調(diào)節(jié)引風(fēng)機堅的田轉(zhuǎn)速來改變室冰外機出風(fēng)的風(fēng)羨量，測試不同海風(fēng)量下室外機烘出口處的靜壓禁分布，靜壓探努頭布置在測試頌腔的進口處，使靜壓測試時不舟開啟工況。靜便壓測試按國宇標(biāo)栗GB/T7身725-19皆9咸6疑進行清噪聲測試在半羨消聲室中進行搞，噪聲測試設(shè)功備撤為撤B&K223濕6嫂精密聲級計，撲利用該設(shè)備分谷別對具有不同根導(dǎo)流罩的室外執(zhí)機出口噪聲進歸行了測試，測村試數(shù)據(jù)分別為材該位置處的驚總歷A蝴聲壓級拾和勾1/偶3喪倍頻程頻譜。熔噪聲測量按國懶標(biāo)機GB/T7撕725-19針9蔑6續(xù)?？?.2蜓恢試驗結(jié)果分遷析墨續(xù)圖緊1禮0耳為不同寬度導(dǎo)勸流罩時空調(diào)室嚼外機噪忍聲號(蔽總稍A姓聲末級紛)花測試結(jié)果。由科該圖可看出，閘正如前面數(shù)值勢模擬結(jié)果所顯附示的，導(dǎo)流罩尚寬度對空調(diào)室舊外機噪聲一定宇的影響。如圖敗所示，隨著導(dǎo)愉流罩寬度的增醬大，室外機噪劇聲先減小然后瘋又增加，在寬遭度接近六48mm甜時噪聲達到最秤小值。坦圖拉1夾1祥為具有無導(dǎo)弧端導(dǎo)流罩、單導(dǎo)墾弧導(dǎo)流罩、雙轟導(dǎo)弧導(dǎo)流罩時收室外凈機票1/腎3罪倍頻程噪聲頻糠譜圖。由該圖夏可看出，正如委前面數(shù)值模擬同結(jié)果所顯示的時，導(dǎo)流罩導(dǎo)弧駝對空調(diào)室外機愈噪聲一定的影政響。根據(jù)體圖逼1駛1勾中各頻率段的尤分貝值，可計非算出雙導(dǎo)弧導(dǎo)球流罩室外機較總君A炕聲級型為封53.6d練B惡、單導(dǎo)弧六為嶼54.4d啄B擊、無導(dǎo)弧環(huán)為錘55.8d燈B蠶，可見雙導(dǎo)弧異導(dǎo)流罩室外機雜噪聲最低。另牢外，由罷圖步1惠4襖可見，雙導(dǎo)弧柏導(dǎo)流罩室外機弊在頻譜的中高婆頻貍段戚(1000咽H供z冒～強8000減Hz吵)駕聲能量與單導(dǎo)濁弧、無導(dǎo)弧相琴比有了比較明轎顯的減小，這輸是渦流噪聲變羞化的特點。這咬是因為雙導(dǎo)弧蘆結(jié)構(gòu)不僅能防佩止氣流進入導(dǎo)模流罩時的氣流罷突變，而且防份止了氣流從導(dǎo)次流罩流出時的疫氣流突變，更邪好地保證了氣著流的均勻性，乓從而達到降低障渦流噪聲的目煤的。4結(jié)論換導(dǎo)流罩對空調(diào)騰器室外機噪聲寫有著重要的影櫻響。通過對室伐外機導(dǎo)流罩的亭數(shù)值計算和試納驗分析，得到設(shè)以下一些結(jié)論谷：滔鐮(1混)雞導(dǎo)流罩的存在泥主要是影響室斷外機的渦流噪連聲。套(2厘)落采用不同導(dǎo)流驕罩，室外機的脾系統(tǒng)性能變化錘不大。炭(3該)繁隨著導(dǎo)流罩寬領(lǐng)度的增大，室擴外機噪聲先減梯小然后又增加負(fù)，即存在一種忠導(dǎo)流罩寬度使鴉得室外機噪聲讓最??；對于所慕模擬的這款功羅率宗5000再W困的落地式空調(diào)主器室外機，當(dāng)與導(dǎo)流罩寬度為粒48mm叫時室外機噪聲除最小。贏(4蝶)加導(dǎo)流罩導(dǎo)弧的陳存在可以降低外室外機噪聲。第(5雞)蒜雙導(dǎo)弧導(dǎo)流罩神能有效的防止耽氣流流速突變謙，更好地保證六氣流的均勻性賀，從而降低空喚調(diào)室外機噪聲腥。參考文獻烏1KooH乘M.Ex絡(luò)perime析ntals瘋tudyo羅fthe逝noise瓶andth技eperfo也rmance棵ofcr餐oss-fl困owfan科sinr辨oomai忠r-cond捐itioni犯ngsys蛋tems.訴Noise捎Contro蕉lEngi縮neerin戀gJour拌nal,20找00,48(昨2籃)匙：丑4狠1載～禮47卷2引鄧明嫂義重,廚孟匠鳴戰(zhàn),筒王蜂軍池,萬等深.社但多折熱交換器比及其局部倒片譜降低空調(diào)室內(nèi)介機氣動噪聲的勢研確究儀.息流體機胞械袋,2001,膀9(10)址:5嬌8栗～柏60若3攪區(qū)穎撲達責(zé),秩游肚斌餐.欄燈分體空調(diào)室內(nèi)乒體貫流風(fēng)機蝸睡舌間隙對氣動嘗特性的影競響閱.稠歡風(fēng)機技累術(shù)召,2001煌(4直)左：翼7夢～奴9披4Quinl槽anDA紋,Bent凳PH.H沾ighfr祖equenc巖ynois榆egene瓜ration眉insm磁allax斤ialfl鏟owfan吼s.Jou跌rnalo廢fSoun獨dandV寫ibrati寬on,19電98,21售8(2堤)故：燥17否7癢～憑204繼5Maalo初umA,K招ouidri普S,Ba額kirF,嘉etal蹄.Effe款ctofi梢nletd花uctco伯ntour形andla股ckthe頸reofo詠nthe販noise避genera絕tedof伙anax貫ialfl我owf