離心風機蝸殼共振頻率的探討
關鍵詞：離心風機 發布時間：2013-08-21 點擊數：2476
摘要 ： 在一些吸聲系數和體積較小的工業廠房通風及空調系統中 ， 當風機穩定的頻率與房間簡正頻率相近時 ， 房間會出現強烈和持續的低頻嗡聲 。風機蝸殼共振時出現較大的噪聲峰值 。根據離心風機蝸殼的聲學特點 ， 通過電 －力 －聲類比線路和其數學模型分析 ， 推導出蝸殼結構的兩個聲學共振簡正頻率 ， 并與已有文獻提供的試驗數據進行了比較 ， 結果顯示兩個共振簡正頻率之一與蝸殼進氣口幾何尺寸無關 。
１引言
風機作為通風與空調系統的重要動力設備 ， 已經廣泛應用于工業與民用建筑當中 ， 同時它也成為了這些建筑的*大噪聲源之一 ； 在工業建筑方面 ， 有的大型鼓風機可以產生高達 １３０ｄＢＡ 的噪聲 ［１］ ； 在民用建筑方面 ， 特別是一些大型公共建筑如音樂廳 、歌劇院以及體育館等等 ， 通風與空調系統中風機產生的噪聲已經部分影響了其使用功能 。 如何有效降低風機噪聲一直是國際上亟待解決的課題 。風機根據其種類和型號的不同 ， 其產生的噪聲和頻率特性也有所不同 ， 但從噪聲產生的機理和風機機組向外輻射噪聲的部位來看 ， 各種類型的風機卻都有共同之處 。在風機產生的各種噪聲輻射源中 ，以進氣口及出氣口輻射的空氣動力性噪聲*為強烈 ， 已有文獻表明 ， 進出氣口輻射的空氣動力性噪聲比其它部位輻射的噪聲要高出 １０ｄＢ～通過對２０ｄＢ。風機本身結構上的研究與改進從而降低其噪聲已經引起普遍重視 。 國內已有許多文獻對離心風機渦殼的共振頻率作了研究 。
2離心風機聲學模型及其共振頻率
在聲學元件的線度比聲波波長小得多時 ， 可將聲學元件看作是集中參數系統 。 所以得到如圖 １ 所示的離心風機渦殼類比聲學等效圖 ， 它由截面積為） 長度為 ｌ１ 和 ｌ２ 的短管與容積為Ｓ１ 和 Ｓ２（ 半徑為 α 、Ｖ的腔體組成 ［ ６］ 。 同時假定 ：
（ １） 風機渦殼的線度遠小于聲波波 長 ， 即 α ｌ１，，ｌ２， 以及 !Ｖ０ ＜＜!。
（ ２） 短管體積遠小于腔體體積， 即 Ｓｌｉ＜＜Ｖ（ ｉ＝１， ２） 。
（ ３） 腔體內媒質壓縮和膨脹時 ， 腔壁不會變形 ，即腔壁是剛性的 。
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２．２離心風機等效模型共振頻率的推導
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