锋速达通风降温系统
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山东通风降温设备WED系列电液万能试验机多孔材料蜗舌对贯流风机
WED系列电液万能试验机主要适用于金属、纤维织物、橡胶、塑料、纸张、建材等材料的力学试验，适用于大专院校、工矿企业、研究所的材料试验或教学。
型号及规格最大试验力测力有效拉伸空载拉伸空载受压电机圆试样夹持片、带、板试样主要技术参数(KN)精度长度速度速度功率直径范围夹持尺寸(mm)(mm/min)mm/min)(KW)(mm)(mm)WED-1液压万能试验机0-10≤1%5008005000.75金属Ø1-Ø4非金属Ø1-Ø60.5-4Χ30WED-2液压万能试验机0-20≤1%5005005001.1金属Ø1-Ø4非金属Ø1-Ø60.5-6Χ30WED-5液压万能试验机0-50≤1%5005005001.5金属Ø1-Ø6非金属Ø1-Ø80.5-8Χ30WED-10液压万能试验机0-100≤1%5005005001.5金属Ø1-Ø120.5-10Χ30
摘要：在不改变蜗舌的几何外形与尺寸的情况下，使用4种不同的多孔材料制作蜗舌，得出某贯流风机蜗舌的4种替换方案。通过对其气动和声学性能的实验测试，比较了多孔材料制作的蜗舌对贯流风机的气动性能和噪声特性的影响。
关键词：贯流风机；多孔结构；气动性能；声学性能
Influence of the Volute Throat Made of Porous Materials on Aerodynamic and Acoustic Performances of a Crossflow Fan
Abstract: Four types of volute throat made of different porous materials are used on a cross-flow fan to obtain four alternative schemes for volute throat without changing the geometric outline and size. Aerodynamic and acoustic experiments are carried out to compare the influence of the volute throat made of porous materials on aerodynamic and acoustic performances of a cross-flow fan.
Key words: cross-flow fan; porous structures; aerodynamic performance; acoustic performance
0 引言
贯流风机具有结构简单、体积小、动压高、气流平稳等特点，被广泛应用于低压通风换气设备当中，如家用分体壁挂式空调器室内机。然而由于贯流风机内部流场的复杂性，其偏心涡结构会产生回流，造成很大的能量损失，通常使贯流风机的总效率只有10%～30%[1] 。另一方面，由于贯流风机内流场涡流的存在、叶轮叶片后缘涡脱落和附面层中的压力脉动等，导致了贯流风机的宽频噪声的产生，同时由于贯流风机内部旋转叶片的载荷脉动又导致了离散噪声的产生。这种流动的低效率以及噪声问题一直备受关注。近20年来，各国的专家学者就如何提高贯流风机气动性能，降低风机运行噪声展开了广泛地研究[2-4] ，主要通过改变蜗壳尺寸、采用不等间距叶轮和改变蜗舌间隙等方法[5-6] ，均收到了不同程度的效果，但大多是改变了贯流风机原有的几何形状与尺寸。
多孔材料是传统的吸声材料，通常用于控制远场的声辐射。近期国内外学者的研究表明：当多孔材料或多孔结构放置于流场中时，流体进出多孔表面的渗流流动，对流场中的旋涡结构与强度有重要的影响，可以用于通过改变流场而控制气动噪声[7-9] 。文献[7] 的研究表明：在流场中流体流过并冲击壁面的场合，可以通过在流场中采用多孔结构作为壁面来改变流场，进而控制声源结构和远声场的变化。文献[9] 中 Kim 和 Chokani 曾经使用多孔插片改善超临界翼型的特性，证实了多孔插片对翼型流动与损失特性改善的有效性。基于这种认识，在不改变蜗舌几何形状和尺寸的前提下，在前期多孔板蜗舌的基础上 [10] ，采用多孔材料制作蜗舌，对贯流风机蜗舌部分进行替换，利用多孔材料的渗流作用，影响风机内部流场，通过减弱流动与结构的干涉而改变贯流风机的声源流场，改善其噪声性能，从而达到控制气动噪声的目的。1 实验方案
研究对象为某分体式空调中的室内机。其内部贯流风机内部结构见图1a，叶轮外径： D2=94mm ，内径：D 1=70mm，内圆周叶片安装角：β 1=90 °，外圆周叶片安装角：β 2=26 °，叶片数：N b=35，叶轮总长：L=600mm，叶片形状为圆弧形，叶片厚度：1.5mm，叶片弦长：12mm。
表1列出了贯流风机的5种实验方案，风机内部结构及蜗舌的替代结构分别见图1a和图 1b，其中方案一到方案四为多孔材料方案，这4种多孔材料吸声性能见表2。
表1 贯流风机蜗舌实验方案
方案
所用材料或加工方法
原方案
ABS 塑料
方案一
吸音棉
方案二
玻璃棉
方案三
泡沫塑料
方案四
聚酯纤维
表2 不同多孔材料吸声性能表
材料
厚度 / mm
频率 /Hz
125
250
500
1000
2000
4000
吸音棉
50
0.23
0.68
0.82
0.88
1.08
1.08
玻璃棉
25
0.11
0.28
0.68
0.90
0.93
0.96
泡沫塑料
20
0.03
0.08
0.15
0.30
0.50
0.50
聚酯纤维
50
0.05
0.09
0.31
0.59
0.71
0.84
风机的气动性能测试在符合GB/T 1236-2000标准（等效ISO5801）的试验台上进行，试验台见图2。试验时通过调节辅助风机改变流量的大小来调节风机不同工况点。主要测量数据包括大气压力、大气温度、相对湿度、喷嘴处压差、叶轮转速、风室静压以及风机转速。
气动噪声的测量是在半消声室内进行的。该消声室设计参照ISO3745。截止频率为100Hz，本底噪声约为25dB。试验采用四通道声学测试工程测量远场声信号。传感器摆放位置以及测量过程参照国标GB/T7725-1996，采样频率选择40kHz，所用的计权为A计权。各传感器水平方向距离贯流风机出风口为1m，垂直方向距离贯流风机出口为0.8m。通过调节贯流风机的转速，测得风机的噪声总声
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