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相对于直冷式冰箱,间冷式冰箱降低了制冷系统的复杂性,但由于增加了风道系统,其能耗和噪声均有一定程度的提高。风道系统的特性决定了送风效率,而风机的设置则增大了间冷式冰箱的能耗及噪声。与设计工况下运行的风机相比,间冷式冰箱的风机往往设置在内部,导致其运行条件较为恶劣,性能下降。由于间冷式冰箱的发展时间相对较短,风道系统特性尚未有充分且系统的研究。因此,研究间冷式冰箱的风道系统特性与降噪方法具有重要意义。本文在对国内外间冷式冰箱的性能、风道设计、以及风机气动与噪声性能等文献分析研究的基础上,采用数值模拟与实验研究的方法,对间冷式冰箱风道系统的主要部件结构进行研究,对冰箱的整体性能进行优化。论文的主要内容及成果如下:(1)研究了间冷式冰箱风道的气动特性与间室的温度均匀性。对于冷藏室送风道,提出了基于流动特性的风道设计方法,并设计了渐扩式的流道截面结构,提升了流场的平顺性;结合冷藏室的结构及热负荷分布特性,匹配了冷藏室各层空间的风量,通过设计包围式的空气循环与冷却结构,使冷藏室内的最大温度差异低于2.5℃。(2)研究了不同形式的导流罩对冷凝风机气动性能的影响。冷凝风机叶片压力面与吸力面的压差使得叶顶后缘产生叶顶涡。在半开式导流罩作用下,只有距离导流罩较近区域的叶片附近形成漩涡:而封闭式导流罩下,整个叶顶附近均形成漩涡,且强度沿旋转的反方向随着压差的增大或降低而增强或减弱,其位置由压力面逐渐向吸力面运动。冷凝风机使用半开式导流罩时拥有更好的气动性能。(3)研究了不同形式的导流罩对冰箱冷凝风机噪声的影响。导流罩主要影响轴流风机的叶顶与压力面流场的压力波动。采用封闭式导流罩时,风机叶顶与压力面的静压波动较大,呈现宽频的特性;采用半开式导流罩时,风机噪声主要为叶顶噪声与压力面的离散噪声。半开式导流罩通过减弱对风机的约束,在小幅提升吸力面噪声的条件下降低了压力面与叶顶噪声,风机的总体噪声降低了3.4dB(A)。(4)研究了叶片吸力面与压力面大压差运行条件下的冷冻风机流场特性。在大压差运行条件下,轴流风机的出口气流呈径向流动,风机前后的大压差阻碍了气流的轴向流动,风机对气流的周向作用力与空气的粘性提供了气流的周向速度,而离心力则使气流沿径向流动。当压差减小时,风机出口气流方向发生突变而呈现轴向流动,主流与回流之间出现大量的漩涡,且随着气流向下游的运动而迅速耗散。(5)冷凝风机使用半开式导流罩时,间冷式冰箱各频段的噪声均有所降低,中频段和高频段噪声降低幅度较大,当其长度变化时冰箱噪声存在一个极小值,而缩短封闭式导流罩时,冰箱噪声震荡下降;冷冻风机导流罩长度的增加导致风机的进出口压差增大,压力波动增大,提高了风机的噪声值。通过匹配风机的导流罩与转速,间冷式冰箱的噪声降低了3dB(A),能耗降低约5%。