空调电子膨胀阀气动噪声与降噪研究

发布时间：2020-06-17 04:54

【摘要】：本文在变频空调额定制冷工况下,对电子膨胀阀的流体噪声进行了测量;同时建立电子膨胀阀三维模型,以氟利昂作为工质,对其内部流动及噪声特性进行了数值模拟。计算结果对空调噪声研究具有重要的参考价值。本文对电子膨胀阀流场的数值模拟采用Reliable k-?湍流模型,采用蒸发和沸腾模型来描述并计算在闪蒸过程中阀口及其下游气液两相之间的质量转换;采用宽频噪声模型对流场噪声进行了计算;控制方程使用有限差分法进行离散;使用Coupled算法求解压力-速度祸合流场。首先,建立电子膨胀阀不同开度下的三维流道模型,对其进行网格划分并进行网格无关性分析;通过对电子膨胀阀的流场进行时均化处理,得到不同开度下电子膨胀阀的流量。另外,对比不同开度下流场的压力云图和速度云图发现其分布均极为相似,选取1.875mm开度的流场单独进行分析。发现在阀口入口拐角及阀针下端面处存在压力极小值,从流线图中发现阀针下端面存在两处漩涡,它们相互扰动,形成了该区域无规律的压力分布。另外通过提取对称平面上压力、速度以及湍流动能主流区域线上的数值,分析得到电子膨胀阀内噪声产生的位置在阀口靠近壁面处及其中下游处。接着,对电子膨胀阀噪声问题进行了成因分析并比对了实验的结果,验证了仿真结果的正确性。电子膨胀阀的主要噪声来源于四极子噪声,即阀内流体无规则运动产生了较大的湍流动能,主要分布在阀口壁面、阀针下端面以及下游管道的特定区域。介绍了压缩比与噪声以及质量流量的关系,分析了压缩比的重要性。最后,在压缩比的基础上,设计出了在膨胀阀之前连接一个毛细管的方法降低阀门的噪声的方案并进行了实验仿真验证。对得到的数值模拟的结果与单个的阀门仿真结果进行了比对,发现优化方案中流体进入阀门处的压力确实得到了很好的控制,阀门内部流体的速度相较单个阀门也降低了很多。阀门处以及阀门中下游噪声都得到了很好的控制,证明了优化方案的正确性。
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB657.2

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