為研究后9-19風(fēng)機(jī)葉輪的流場(chǎng)及噪聲問(wèn)題，采用三維建模軟件ＵＧ對(duì)現(xiàn)有葉輪進(jìn)行逆向建模，提取出葉輪的幾何模型，運(yùn)用Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ對(duì)葉輪模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后采用Ｆｌｕｅｎｔ軟件模擬了葉輪三維粘性定常流動(dòng)特性，分析了葉輪內(nèi)部流動(dòng)情況，在此基礎(chǔ)上對(duì)葉輪模型進(jìn)行噪聲分析，得到流場(chǎng)模擬和噪聲分析結(jié)果，為葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。9-19風(fēng)機(jī)管道共振和檢查處理措施風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口管段風(fēng)速很高，高速穿行的風(fēng)會(huì)擾動(dòng)管道，使管道發(fā)生共振。

9-19風(fēng)機(jī)作為干燥、通風(fēng)類家電產(chǎn)品的重要組成部件，其性能直接影響著家電產(chǎn)品質(zhì)量的高低。隨著現(xiàn)代生活對(duì)節(jié)能、環(huán)保等要求日益提高，開發(fā)、低噪風(fēng)機(jī)成為必然趨勢(shì)。離心式通風(fēng)機(jī)的工作介質(zhì)為氣體，工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲和氣固耦合噪聲，其中氣動(dòng)噪聲是主要噪聲，約占到總噪聲的４５％左右。風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲主要由離散噪聲（旋轉(zhuǎn)噪聲）和湍流噪聲組成。高速高壓離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲較高，低速低壓風(fēng)機(jī)以湍流噪聲為主。且基頻噪聲和寬頻噪聲在風(fēng)機(jī)中不同程度的存在。目前對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)降噪研究還處于試驗(yàn)為主的研究階段，但試驗(yàn)研究成本較大、周期較長(zhǎng)，這對(duì)9-19風(fēng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)非常不利。此外，影響離心式通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲的因素眾多，設(shè)計(jì)所得結(jié)果的降噪機(jī)理難以被系統(tǒng)揭示。數(shù)值模擬方法能夠提供風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)信息和噪聲分布情況，有利于準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)離心式通風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生機(jī)理和降噪原理，為進(jìn)一步推廣降噪設(shè)計(jì)的方法提供依據(jù)。1Pa，相比可以看出，9-19風(fēng)機(jī)加米字形集流器導(dǎo)流效果比普通圓弧形集流器好。所以，對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬的研究是非常必要的。

9-19風(fēng)機(jī)葉片吸力側(cè)形成的低能流積聚的“尾跡區(qū)”，形成“射流-尾流”結(jié)構(gòu)。加進(jìn)氣箱后，風(fēng)機(jī)葉輪尾緣處的“尾跡-射流”更加的嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)模型尾跡區(qū)占了比較大的空間，減少了風(fēng)機(jī)流道有效面積。在小流量區(qū)，風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場(chǎng)分布發(fā)生偏心現(xiàn)象(C 處)，葉輪流道E 側(cè)，氣體比較充實(shí)，葉輪流道F 側(cè)氣體分布較差，與原始風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)分布相比，其9-19風(fēng)機(jī)葉輪流道的充盈性差。離心風(fēng)機(jī)的效率曲線如圖6，無(wú)進(jìn)氣箱情況下在流量為2.82kg/s，壓力為3 106.23Pa 時(shí)，達(dá)到較率68.64%；加進(jìn)氣箱后在流量為1.68kg/s，壓力為2 775.54Pa，達(dá)到較率59.45%，通過(guò)與原始風(fēng)機(jī)對(duì)比可知，加進(jìn)氣箱后其較率降低8.19%。同樣由圖6 效率曲線對(duì)比圖可知,加進(jìn)氣箱后風(fēng)機(jī)整體效率降低，與原始9-19風(fēng)機(jī)相比其區(qū)域比較窄，縮短了工作區(qū)域，且加進(jìn)氣箱后較優(yōu)工況點(diǎn)向小流量區(qū)偏移。加進(jìn)氣箱后，離心風(fēng)機(jī)的全開流量降低，與無(wú)進(jìn)氣箱相比，流量降低了16.9%。由圖7 可知，加進(jìn)氣箱不僅降低了風(fēng)機(jī)的全開流量，其全壓也有所減少。風(fēng)機(jī)性能測(cè)試采用C 型試驗(yàn)裝置對(duì)帶進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了性能測(cè)試，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)按GB/T 1236-2017《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)》執(zhí)行。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場(chǎng)受壓分布所示，9-19風(fēng)機(jī)米字形集流器入口壓力為-8000Pa，到集流器出口達(dá)到-18000Pa，壓差10000Pa。

9-19風(fēng)機(jī)在大流量區(qū)計(jì)算值比實(shí)測(cè)值偏高，小流量區(qū)計(jì)算值比實(shí)測(cè)值偏低，但是整體上計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合。由效率曲線圖可知，大流量區(qū)計(jì)算結(jié)果比實(shí)測(cè)結(jié)果偏高，小流量區(qū)計(jì)算結(jié)果比實(shí)測(cè)結(jié)果偏低，說(shuō)明計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合。通過(guò)實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值的對(duì)比，CFX 軟件的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果一致，由此驗(yàn)證了采用CFX 軟件對(duì)帶進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬是可靠的。B組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約5．0Pa，9-19風(fēng)機(jī)效率下降了約0．9%。

試驗(yàn)噪聲分析

離心風(fēng)機(jī)的噪聲按照流體動(dòng)力聲源的發(fā)聲機(jī)制，分為三類：1）單極子，2）偶極子，3)四極子，風(fēng)機(jī)正常工作狀態(tài)下產(chǎn)生的噪聲主要來(lái)源于偶極子源。根據(jù)GB/T2888-2008《風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)有無(wú)進(jìn)氣箱離心風(fēng)機(jī)的噪聲進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)地點(diǎn)：浙江上風(fēng)高科專風(fēng)實(shí)業(yè)有限公司CNAS 檢測(cè)中心；蝸殼優(yōu)化對(duì)9-19風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的影響蝸殼是離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪的重要組成部分。采用聲級(jí)計(jì)對(duì)風(fēng)機(jī)出口處的噪聲進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方式及儀器。測(cè)量時(shí)，除地面外無(wú)其他的反射條件，測(cè)點(diǎn)位置D 距地面的高度與風(fēng)機(jī)出口中心持平，水平方向上與出氣口軸線成45° ，距離出氣口中心L=1m。

9-19風(fēng)機(jī)的噪聲在小流量區(qū)，帶進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)噪聲低于不帶進(jìn)氣箱，隨著流量的增加，帶進(jìn)氣箱的風(fēng)機(jī)噪聲顯著提高，在大流量區(qū)，明顯的高于不帶進(jìn)氣箱的噪聲。

為改善9-19風(fēng)機(jī)受氣體粘性影響導(dǎo)致流動(dòng)分離加劇的現(xiàn)象，在傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，研究氣體粘性力矩對(duì)蝸殼壁線分布的影響，并采用動(dòng)量矩修正方法對(duì)其進(jìn)行改型設(shè)計(jì)。另外，為真實(shí)反映風(fēng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)分布情況，在標(biāo)準(zhǔn)k-ε 計(jì)算模型的擴(kuò)散項(xiàng)中加入粘性應(yīng)力作用，使其高計(jì)算誤差降低至3%。對(duì)比分析改型前后風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算和試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果可知，采用修改的k-ε 模型進(jìn)行計(jì)算發(fā)現(xiàn)改型后風(fēng)機(jī)內(nèi)旋渦強(qiáng)度減小，蝸殼出口靠近蝸舌處流動(dòng)分離得到改善。試驗(yàn)結(jié)果表明：改型9-19風(fēng)機(jī)出口靜壓提升約25Pa，較大全壓效率較原型機(jī)提升約10%。對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝條件有限制并且對(duì)噪聲有一定要求的離心風(fēng)機(jī)，吸聲蝸殼是較好的選擇。

同時(shí)，由于蝸殼張開度擴(kuò)大能夠抑制流動(dòng)分離，使蝸舌附近區(qū)域的旋渦強(qiáng)度及其影響區(qū)域減小，從而有效地降低了多翼離心風(fēng)機(jī)噪聲2.5dB。多翼離心風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，是工業(yè)生產(chǎn)中主要耗能設(shè)備之一，蝸殼作為離心風(fēng)機(jī)中不可或缺的基本元件，其結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性及內(nèi)部流動(dòng)的復(fù)雜性會(huì)對(duì)葉輪出口氣流角造成較大影響，使其沿圓周方向呈現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱性。而在風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，9-19風(fēng)機(jī)葉輪出口氣流與蝸殼壁面間存在強(qiáng)烈的非定常干涉，使得蝸殼壁面成為風(fēng)機(jī)的主要噪聲源。因此提高蝸殼型線設(shè)計(jì)水平，不僅能改善風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能，還能達(dá)到降低噪聲的效果。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)離心風(fēng)機(jī)蝸殼型線的研究，主要集中在尋找能真實(shí)反映蝸殼內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法。在小流量工況下，風(fēng)機(jī)流動(dòng)惡化，風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大，導(dǎo)致振動(dòng)噪聲很大以致降噪效果反而變差。