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随着双螺杆压缩机制造、安装水平的提升,其机械噪声大幅下降,流致噪声成为主要的噪声来源。双吸平衡式双螺杆压缩机作为新型结构压缩机采用对称设计,平衡了阴阳转子的轴向力使得机械噪声变得更小,但因其采用对称结构其流致噪声也呈对称分布,两侧噪声相互耦合与叠加,具体噪声分布情况尚需研究厘清。目前,双螺杆压缩机的噪声研究主要以实验测量为主,方法存在一定局限性。为明确双吸平衡式双螺杆压缩机的流致噪声分布情况以及解决实验测量噪声的局限性,采用新的研究方法解决上述问题显得尤为必要,也是双螺杆压缩机发展的必然趋势。
本文提出利用数值仿真技术对双吸平衡式双螺杆压缩机的流致噪声进行分析。在流体计算方面,首先选取压缩机的三个重要结构参数:齿间、齿顶、端面间隙进行正交实验设计,根据正交实验表运用 CFX 进行计算流体动力学(CFD)计算,得到进气、排气、转子三部分的流场信息。在声场计算方面,采用Actran将CFD计算结果作为输入信息进行时域和频域的计算。根据 Actran 计算结果分析总结出双螺杆压缩机这一类型压缩机的噪声特点,根据正交实验结果总结出各结构间隙对压缩机噪声的显著性影响程度。为进一步明确压缩机不同流域的噪声贡献度及影响,运用格林分析法分析机体表面对监测点声压级的贡献度。最后综合双吸平衡式双螺杆压缩机噪声的分布特点设计双层转子壁面降噪结构,采用matlab优化目标函数,将计算结果代入Actran求解验证该优化设计的有效性。
通过分析CFD计算结果,发现压缩机湍流和脉动现象最为剧烈的区域是转子区域,其次是排气区域和进气区域;三种间隙对压缩机压力脉动影响最大的是齿间间隙,其次是齿顶和端面间隙;压缩机存在的三种间隙使得压力脉动减弱,湍流强度降低,同时因间隙引起气压泄露也导致压缩机性能的降低。通过分析Actran计算结果,发现压缩机转子区域峰值声压级对应的频率,约等于压缩机转子排气基频及其谐波频率;双螺杆压缩机的湍流造成其高频声压级较大而没有衰减;对声场计算结果进行方差分析,得知齿顶间隙、齿顶和端面间隙的交互作用对平均声压级有显著性影响。最后设计的双层转子壁面降噪结构能够针对特定频率较低声压级,实现了降低声压级的目标。上述研究方法一定程度上拓展了研究双吸平衡式双螺杆压缩机噪声的思维方式,所得的研究结论为进一步优化结构降低噪声以及实际应用方面具有一定的参考价值。
本文提出利用数值仿真技术对双吸平衡式双螺杆压缩机的流致噪声进行分析。在流体计算方面,首先选取压缩机的三个重要结构参数:齿间、齿顶、端面间隙进行正交实验设计,根据正交实验表运用 CFX 进行计算流体动力学(CFD)计算,得到进气、排气、转子三部分的流场信息。在声场计算方面,采用Actran将CFD计算结果作为输入信息进行时域和频域的计算。根据 Actran 计算结果分析总结出双螺杆压缩机这一类型压缩机的噪声特点,根据正交实验结果总结出各结构间隙对压缩机噪声的显著性影响程度。为进一步明确压缩机不同流域的噪声贡献度及影响,运用格林分析法分析机体表面对监测点声压级的贡献度。最后综合双吸平衡式双螺杆压缩机噪声的分布特点设计双层转子壁面降噪结构,采用matlab优化目标函数,将计算结果代入Actran求解验证该优化设计的有效性。
通过分析CFD计算结果,发现压缩机湍流和脉动现象最为剧烈的区域是转子区域,其次是排气区域和进气区域;三种间隙对压缩机压力脉动影响最大的是齿间间隙,其次是齿顶和端面间隙;压缩机存在的三种间隙使得压力脉动减弱,湍流强度降低,同时因间隙引起气压泄露也导致压缩机性能的降低。通过分析Actran计算结果,发现压缩机转子区域峰值声压级对应的频率,约等于压缩机转子排气基频及其谐波频率;双螺杆压缩机的湍流造成其高频声压级较大而没有衰减;对声场计算结果进行方差分析,得知齿顶间隙、齿顶和端面间隙的交互作用对平均声压级有显著性影响。最后设计的双层转子壁面降噪结构能够针对特定频率较低声压级,实现了降低声压级的目标。上述研究方法一定程度上拓展了研究双吸平衡式双螺杆压缩机噪声的思维方式,所得的研究结论为进一步优化结构降低噪声以及实际应用方面具有一定的参考价值。