横流风机流场与声场综合研究用装置的研制

　　引言

　　随着对空调器噪声的限制,使得横流风机流动噪声的研究变得越来越重要,但考虑到这类噪声研究的复杂性(既要使噪声降低又要保证其流动性能),因此有必要对空调器横流风机的流场和声场进行综合的研究。目前,国外已有相应的试验装置用于这方面的研究。鉴于国内对空调器的自行设计才刚起步,有必要研制一种经济实用的用于流场显示和流量、噪声同步实验装置。本文所研制的流场显示装置可通过观察烟谱图来研究横流风机系统流场的旋涡方式和流动情况,并采用横流风机流量、噪声同步实验装置同步测量横流风机在给定转速下的流量、压力、所耗功率、效率及其相应的噪声声压级等有关参数,从而达到对空调器产品进行优化设计和对其成品进行评估的目的。

　　1　空调器横流风机模型简介

　　横流风机模型是用于研究其通风性能及其噪声水平的试件。根据研究的需要常选用三类横流风机模型即二元模型、三元模型和成品原型。二元模型是指其贯穿风轮的流场为二元流场并是一种供风轮横截面方向流场显示用的模型。它是取自横流风机横截面方向的一片实体,包括叶轮、蜗舌和蜗壳,省略了其他部件,其中蜗壳的形状、叶轮和蜗舌的间距可以改变,目的是找出流场与声场品质比较好的最佳蜗壳线型。三元模型是指其贯穿风轮的流场为三元流场,并与二元模型相同,在实验过程中通过改变叶轮同蜗舌的间距及蜗壳的外型寻找在某给定流量下的通风性能和噪声水平较为合适的最优结构参数。成品原型将在横流风机流量、噪声同步实验装置中进行标定。

　　2　流场显示装置的研制

　　流场显示装置是横流风机流场和声场综合研究用的实验装置。它的主要功能是用于观察横流风机各种结构参数下所对应的贯穿整个风轮的烟谱图(结构参数可通过改变蜗壳外型、风轮与蜗舌的间距等来调节),从而达到在理论设计的基础上优化横流风机结构参数的目的。为了便于流场显示,该装置选用横流风机的二元模型作为其流场和声场综合研究的对象,并将其与装置本体和发烟系统安装在同一体中,参见图1。

　　关于流场显示装置研制中的关键技术问题有如下几点:

　　1)二元模型的流道宽度的选择。它应根据横流风轮叶栅结构来定,一般对叶栅结构在轴向变化较大的横流风轮来说应选择较小的流道宽度,这样才能作为二元模型,否则将作三元模型处理。

　　2)蜗壳线型的调节。为了操作方便选用了有弹性的不锈钢薄片作为蜗壳型面其蜗壳的基准曲线是由生产厂家提供的理论设计蜗壳曲线,在此基础上,可通过调节螺杆来改变蜗壳的线型。