?。筹L扇噪聲
風扇噪音是由冷卻風扇轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的,與轉(zhuǎn)速成正比。風扇噪音主要是由風扇葉片切割空氣或由風扇后面的部件所產(chǎn)生的空氣紊流產(chǎn)生的,通過改變?nèi)~片的直徑、數(shù)量、形狀或角度,以及采用可變?nèi)~片風扇或改進風扇罩形狀都可以減少風扇噪音。
風扇噪聲在內(nèi)燃機噪聲源中也占有較大比重。風扇噪聲主要是由葉片旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲引起的,前者是窄帶噪聲,后者是寬帶噪聲。此外,風扇的護風圈等結(jié)構(gòu)由于共振也會產(chǎn)生機械噪聲。
旋轉(zhuǎn)噪聲是由風扇旋轉(zhuǎn)的葉片周期性打擊空氣質(zhì)點,引起的壓力脈動面激發(fā)的噪聲,這種周期性的壓力脈動是由一個穩(wěn)態(tài)的基頻和一系列諧波分量的疊加而成。這些脈動分量可用下式表示:
?。妫剑椋睿叮埃ǎ龋?br />
式中:z——風扇葉片數(shù);
n——風扇轉(zhuǎn)速,(r/min);
?。椤保?,3…。
風扇旋轉(zhuǎn)時,渦流噪聲的頻率取決于葉片與氣體的相對速度,而葉片的圓周速度隨與圓心的距離而變化,因此,渦流噪聲的頻率是連續(xù)的,噪聲的頻譜也是連續(xù)的。渦流噪聲一般是寬頻帶噪聲,其主要峰值頻率為:
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式中:K——常數(shù);0.15~0.22
?。帧L扇圓周線速度,(m/s);
?。洹~片在氣流入射方向上的厚度(m)。
影響風扇噪聲的因素主要有以下幾方面:
①風扇轉(zhuǎn)速、直徑、靜壓
研究表明,風扇的風量越大,其噪聲也就越高,風扇直徑的大小、轉(zhuǎn)速的高低直接影響風扇噪聲。三者有以下關(guān)系式表示:
L∞DN
式中:L——噪聲聲壓級;
D——風扇直徑;
?。巍L扇轉(zhuǎn)速。
風扇直徑的大小、轉(zhuǎn)速的高低與風扇風量的關(guān)系:
V∞DN
式中:V——風扇風量;
D——風扇直徑;
?。巍L扇轉(zhuǎn)速。
因此,為了保證需要的風量,適當?shù)卦龃笾睆健p小轉(zhuǎn)速是適宜的。風扇風量的大小是根據(jù)內(nèi)燃機的散熱量來確定,從降噪的角度考慮,增強內(nèi)燃機及其冷卻系統(tǒng)的散熱能力,可以減小風扇風量,降低噪聲。
②風扇效率
普遍規(guī)律是,風扇效率越低,消耗功率越大,風扇噪聲越大。
風扇消耗之功率為:N=pV/ηηηv
式中:V——風扇風量;
η——風扇的液力效率;
η——風扇的機械效率;
η——風扇的容積效率;
由式可見,如果風扇的總效率提高,則同樣風量時風扇消耗功率越小,噪聲亦隨之減小。通常變化不大,只要提高風扇的液力效率和容積效率,實際上都有利于降低噪聲。