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6MF-30便携式风力灭火机是我国独立创造并规模生产的重要林业消防机械,该风力灭火机具有操作方便等优势,但它在工作过程中产生的噪声,会严重影响操作人员的生理和心理健康。因而,本文针对6MF-30便携式风力灭火机风机气动噪声的相关问题进行研究,为该类风力灭火机的进一步降噪优化设计提供依据。本文主要研究内容和结论如下: 1、通过对便携式风力灭火机风机气动噪声的理论分析可知,风力灭火机叶轮转动和蜗壳的不均匀性造成内部流体的脉动,从而导致气动噪声的产生。从声源理论角度出发,风力灭火机风机的气动噪声可以看作是空气流动形成不均匀质量流造成的单极子声源,叶轮及壳体表面振动力与空气的相互作用造成的偶极子声源,以及高速流动的空气产生的粘滞应力引起的四极子声源组成。 2、对便携式风力灭火机风机进行内部流场的仿真与结果分析。首先进行风速试验测试,测试对象为风力灭火机风机风速进口,通过试验结果确定进口风速大小为1.8m/s。在此基础上,构建风力灭火机风机二维模型,并利用FLUENT软件,通过Realizable k-ε湍流模型进行流场仿真,获得动压、湍流和速度3个方面的流场图。结果表明风力灭火机风机主要气动噪声源可能分布区域包括涡舌、叶轮和蜗壳3个。 3、通过FLUENT软件,采用LES/FW-H的湍流及噪声计算模型的配合方法,进行便携式风力灭火机的风机气动噪声仿真计算。在完成噪声仿真计算的基础上,进行风力灭火机风筒出口和耳旁噪声测试试验,并将噪声测试结果与噪声仿真计算结果进行对比分析和验证。最终确认6MF-30便携式风力灭火机风机的主要气动噪声源为涡舌和叶轮2个部分,同时获得可以应用于6MF-30便携式风力灭火机风机的气动噪声仿真模型及相关仿真设置。 4、最后,对影响便携式风力灭火机风机气动噪声的结构参数进行了仿真研究和对比分析。对不同参数的风力灭火机风机的气动噪声进行仿真,并将噪声仿真结果与原风力灭火机风机模型仿真结果进行对比分析。结果表明,叶轮叶片出口安装角对气动噪声影响较小,可忽略不计,入口安装角和曲率比对噪声的影响需要分频段进行分析。在低频率段(<80Hz)和高频率段(1000~5000Hz),入口安装角为30°时,风力灭火机风机气动噪声最低;在其他频率段,入口安装角为40°时,风力灭火机风机气动噪声最低。在低频率段(<100Hz),曲率比为2.1时,气动噪声最低;在中高频率段(100~1000Hz),曲率比为4.7时,气动噪声最低;在高频率段(1000~5000Hz),单圆弧叶片叶轮气动噪声最低;当频率继续升高,大于5000Hz时,单圆弧叶片叶轮气动噪声变为最高。