空调风管系统声学特性研究

发布时间：2020-08-03 16:21

【摘要】：伴随着现代化进程的加快,人们生活和工作的节奏也随之加快,人们在建筑环境中的生活时间远远大于在室外环境中生活时间,所以建筑室内环境无论是对于人们的工作效率,还是对人们的身体健康都起着及其重要的作用。因此,在公用建筑和民用建筑中,空气调节系统被广泛应用。但是空调系统在为人们提供一个舒适的建筑热湿环境和良好的空气品质的同时,往往伴随着噪声的产生,其中空调系统中的管路会对建筑内噪声传播产生至关重要的影响。当空调系统运行噪声超过一定值后,通过空调管路传播到室内环境的噪声不但会影响到建筑室内声环境,而且还会影响到建筑外围声环境,本文从暖通空调管路中的声传递和管路内空气流动引发的湍流噪声两个方面,利用暖通空调知识和声学知识对空调管路进行联合仿真分析,提出了优化方案。本文主要从以下的几个方面对空调管路声学特性进行研究。1、将传递损失理论进行推广,对空调管路系统中的主要风管部件进行传递损失计算,分析了不同弯角、等截面和变截面、不同局部压力损失系数等因素对弯管中声传递损失的影响,对计算出的传递损失声压级频谱图进行分析。2、对空调风管中的变截面管,包括渐扩型和渐缩型、天圆地方变径管传递损失计算,并与声号筒理论比较,变径管传声理论并不一定符合所有频率下的噪声,会出现传递损失异常点。3、对三通传递损失进行了计算,发现三通管中的传递损失存在着一个普遍规律,三通中的声传递损失随着进出口面积比的变化会出现极大值,同进出口截面积矩形三通中,Y形90°三通噪声传递损失大于Y形45°三通,T形三通噪声传递损失最小。4、对末端风口的模态频率进行计算,从流体力学的角度对末端风口流场进行分析,将时域转换成频域,对末端风口声场进行计算,提出优化措施。对优化后的末端风口噪声与优化前的末端风口噪声相比较,从频谱的角度表明优化措施对啸叫声的控制效果良好。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU831;TB657.2
【图文】：

图 2.1 离心风机的三种基本类型Fig.2.1 Three basic types of centrifugal fan离心风机的划分可以按照叶片类型来划分，通常可以分为前向型、后向型和辐射型三种类型，如图 2.1 所示。后向型离心风机与其他类型风机相比有着最高的效率和最低的噪声，在一般空调系统中，高、低、中三种风压均可适用。此类风机的叶片一般在 8 到 16 片之间，相对于其他类型的风机来说，后向型风机的旋转频率噪声更小。如果为了得到相对较高的风压，可以改进后向型风机叶片，在叶片靠里部分做一个镶嵌的倾角，外部分做成辐射型，如图 2.1 所示。但是改进型的后向型风机旋转频率噪声增大。辐射型离心风机具有最简单的结构，叶片一般从 6 到 12 片不等，叶片如果短而且宽的话，适用于低风压但是流量大的场合；叶片如果细而长的话，适用于流量小但是高风压的场合。这类风机中旋转频率噪声比较强烈。前向型离心风机广泛运用于风机盘管系统中，此类风机具有低风压和大流量的特点。比后向型风机有更大的噪声，然而其旋转频率噪声占总噪声比较低，此类风机叶片数一般在 36 到 64 片之间。

连续弯头的总噪声衰减量并不仅仅是两个单独弯头的衰减量线性叠加。还与弯头之间的距离有关。图3.1 表示为无内衬的连续弯头的噪声衰减值。连续弯头之间的管道内壁贴有吸声材料。风管中连续弯头的噪声消声量可以按照以下准则来估算：当 2x<1 时，总的噪声衰减量基本等于两个单独的弯头的噪声衰减量之和。当 0<1<2x 时，总的噪声衰减量只有单个弯头噪声衰减量的 1.5 倍。2x 表示的是风管断面对较小长度。图 3.1 无内衬的连续弯头噪声衰减量Fig.3.1 Noise natural attenuation in continuous bend without lining表 3.4 圆形弯头自然噪声衰减量Tab.3.4 Noise natural attenuation in circular bend圆管的弯头直径D(mm)倍频程中心频率(Hz)63 125 250 500 1k 2k 4k62.5~125150~250- - - - - 1 2- - - - 1 2 3275~500 - - - 1 2 3525~1000 - - 1 2 3 3 31025~2000 - 1 2 3 3 3 33、三通管中的自然声衰减当管道中存在三通，即管道出现分叉的情况时，其噪声能量的分配可以按照支管断面积比或者风量分配比来分配噪声能，从主管道到任意支管道的噪声衰减量可以按照式 3.1 计算：хL = (3.1)式中：S1为支管断面积(m2)；S 为分叉处支管的断面积总和(m2)。

图 3.2 三通管中的自然噪声衰减图Fig.3.2 Noise natural attenuation in three way pipe中的噪声自然衰减图 3.3 变径管的自然噪声衰减量Fig3.3 Noise natural attenuation in adjustable tube统中的风管系统中，经常会遇到管道中界面突然发生改变减，此衰减可以由下式进行估算хL = ( )

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈志勇;毛阳;史文库;施腾;黎晓燕;杨家宏;;汽车空调压缩机噪声异常问题的诊断与试验[J];振动.测试与诊断;2015年06期

2 徐庆春;;汽车空调系统异响引起的车内噪声研究与解决[J];汽车实用技术;2015年10期

3 郭军丽;吴亚锋;徐俊伟;刘晓凌;;基于管道声模态的消声器传递损失计算[J];噪声与振动控制;2013年05期

4 兰江华;;某空调异常啸叫声的声源定位与消除及其频谱特征研究[J];应用声学;2010年04期

5 徐航手;季振林;康钟绪;;抗性消声器传递损失预测的三维时域计算方法[J];振动与冲击;2010年04期

6 林泽安;班琦;单磊;李芳;;声强测量法在汽车空调噪声测量中的应用[J];制冷与空调;2006年03期

7 龚农斌,陈士杰;通风空调系统再生噪声的识别与控制[J];噪声与振动控制;1999年02期

8 宋建伟;国产标致505轿车空调系统管路噪声的产生原因与消除[J];广东公路交通;1997年01期

9 ;中华人民共和国国家标准GB3096－93城市区域环境噪声标准[J];油气田环境保护;1994年03期

10 赵新明,姜哲,郭骅;穿孔式消声器传递损失计算[J];江苏工学院学报;1992年04期

相关会议论文 前2条

1 侯艳芳;;汽车空调系统消声器的声学性能优化[A];2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集[C];2014年

2 肖彪;王成;武连发;;风管机噪声分析及应对措施[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会文集[C];2006年

相关博士学位论文 前1条

1 李艳华;考虑流固耦合的管路系统振动噪声及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

相关硕士学位论文 前7条

1 许冬;船舶管路气动噪声数值模拟及优化设计[D];大连理工大学;2015年

2 杨菊菊;暖通空调系统设备噪声的特性分析与治理研究[D];湖南大学;2012年

3 郭涛;管路的流致振动及噪声研究[D];华中科技大学;2012年

4 王翊;蒸汽管路阀门流动与噪声源特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

5 苏宏兵;中央空调噪声控制研究与应用[D];清华大学;2006年

6 吴石;海水管路系统流噪声测量方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

7 封海波;海水管路系统中阀门动态特性和噪声控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

本文编号：2779882