对旋风机内部流场及气动噪声特性研究

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fuwutu
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对旋风机因其特殊的结构和性能优势,被广泛的应用于锅炉、隧道和矿井等工程领域,但噪声问题一直困扰着研发和使用人员。本文以一台型号为FBD5.0/2×7.5的矿用式局部对旋通风机为例,运用Solid Works和Gambit建模软件完成模型建立,采用计算流体动力学(CFD)中的大涡模型(LES)和快速傅里叶变换(FFT)技术一同完成了风机三维流体场的非定常数值分析,并对风机整体气动噪声分布情况做出了预估。首先,运用SIMPLE算法和Realizable k-?湍流模型,给定入口速度和出口压力边界条件,采用多重旋转坐标系(MRF)对对旋风机进行稳态场数值计算。其次,以定常数值计算收敛结果作为非定常数值计算的初始值,采用滑移网格(Moving Mesh),运用时间推进法进行数值迭代求解计算。选择迭代相对充分收敛的第二旋转周期,对在此周期内两级叶轮旋转区域干涉面上的四个不同时刻(0.25T、0.5T、0.75T和1T)压力和速度场进行对比分析。再次,在两级旋转叶轮区域布置10个监测面共30个监测点,以非定常运算为前提,输出风机在2个稳定旋转周期中不同时刻各监测点处压力脉动时域分布图,采用FFT方法获得其对应功率谱频域图。通过对各监测点处压力脉动做频域分析得到其压力脉动频率、强度和主频大小等特性,并通过对比各截面监测点脉动变化趋势,确定了流体沿叶轮径向和风机轴向的脉动分布规律。最后,启用Fluent软件中噪声模块,采用大涡模拟模块,通过FW-H声学模型计算得出各监测点声压值随频率变化的分布情况。引入宽频噪声模型Proudman对风机整体气动噪声声功率情况进行预测,通过对宽频声源位置的预估,发现了风机噪声源主要区域,这对风机的设计和噪声预估起到了举足轻重的作用。
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