[发明专利]一种高海拔环境下离心风机气动噪声预测方法在审
申请号: | 202110293811.5 | 申请日: | 2021-03-12 |
公开(公告)号: | CN113361210A | 公开(公告)日: | 2021-09-07 |
发明(设计)人: | 刘学;刘剑;周启超 | 申请(专利权)人: | 辽宁工程技术大学 |
主分类号: | G06F30/28 | 分类号: | G06F30/28;G06F30/23;F04D27/00;G06F113/08;G06F119/10;G06F119/14 |
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地址: | 123000 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 海拔 环境 离心 风机 气动 噪声 预测 方法 | ||
本发明属于流体机械技术领域,提供一种高海拔环境下离心风机气动噪声预测方法,包含如下步骤:S1:建立离心风机物理模型,并进行网格划分;S2:根据大气压力与海拔高度的对应关系方程,计算高海拔地区大气压力;S3:采用计算流体力学(CFD)方法,进行高海拔风机流场稳态求解;S4:预估高海拔离心风机声功率级;S5:对风机流场进行瞬态求解;S6:定义声源面和噪声监测点,利用声类比的方法求解风机噪声波动方程,同时输出噪声声压数据;S7:将声压数据进行快速傅里叶变换(FFT),输出高海拔风机噪声频谱图。此方法预测高海拔环境下离心风机气动噪声具有准确性和高效性,对高海拔地区风机噪声污染治理和职业健康防护具有指导意义。
技术领域
本发明属于流体机械技术领域,具体涉及一种高海拔环境下离心风机气动噪声预测方法。
背景技术
目前,我国资源开采利用的重点正逐步向高海拔地区转移,离心风机作为重要的通风、排尘及冷却设备,广泛应用于工厂、矿井及隧道等场景。然而随着海拔的升高,低压、缺氧、寒冷干燥等气候环境极大程度影响着电气机械设备的正常运转,使离心风机在高海拔地区运行时产生的噪声异于平原地区,给高海拔地区工作的工人的身心健康带来了巨大威胁,而气动噪声是离心风机噪声的主要来源,因此,准确预测高海拔环境下离心风机气动噪声对高海拔地区风机噪声污染治理和职业健康防护具有重要意义。
高海拔地区大部分资源处于待开发状态,目前尚未建立有效的有关高海拔地区风机气动噪声的预测方法,而以往的常规风机气动噪声预测方法大多基于平原环境条件,忽视了高原气候特点,不能完全满足高海拔地区风机噪声预测的要求。因此,本发明提出了一种高海拔环境下离心风机气动噪声预测方法,可基于高海拔环境气候条件对离心风机的气动噪声进行预测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高海拔环境的离心风机气动噪声预测方法,以解决现有方法在高海拔地区离心风机气动噪声预测方面的不适用问题。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
发明一种高海拔环境下离心风机气动噪声预测方法,具体步骤如下:
S1:利用机械设计软件,建立离心风机物理模型,并进行网格划分;
S2:根据大气压力与海拔高度的对应关系方程,计算高海拔地区大气压力;
S3:将S2中大气压力作为初始环境条件,采用计算流体力学(CFD)方法,进行风机流场稳态仿真求解;
S4:待计算收敛后,利用宽频噪声模型预估高海拔离心风机声功率级;
S5:以稳态计算结果作为风机瞬态求解的初始场,对风机流场进行瞬态求解;
S6:定义声源面和噪声监测点,利用声类比的方法求解风机噪声波动方程,同时输出噪声声压数据;
S7:将声压数据进行快速傅里叶变换(FFT),输出高海拔风机噪声频谱图。
进一步,步骤S1中,划分的网格应在满足无关性要求的前提下尽可能少,以提高数值运算速度。
进一步,步骤S2所述大气压力与海拔高度的对应关系方程为:
式中,h为海拔高度,g为重力加速度,T为大气温度,Rg为气体常数,P0为平原环境大气压力,Ph为海拔高度为h时的大气压力。
进一步,步骤S6中,将离心风机叶轮定义为声源面。
进一步,步骤S6中,噪声监测点分别设置在风机内部的入口区、叶轮区、蜗舌区和出口区四个典型位置处。
进一步,步骤S7中,高海拔风机噪声频谱图包括声压级-频率曲线和A声级-频率曲线。
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