軸流風機葉片仿生降噪研究

【英文題名】 Study of Noise Reduction on Fan Vane with Bionic Structure 【作者】 劉慶萍; 【導師】 任露泉; 【學位授予單位】 吉林大學; 【學科專業(yè)名稱】 農(nóng)業(yè)機械化工程 【學位年度】 2006 【論文級別】 碩士 【網(wǎng)絡出版投稿人】 吉林大學；劉慶萍 【網(wǎng)絡出版投稿時間】 2007-04-03 【關鍵詞】 降噪; 仿生改形; 非光滑表面; 風機葉片; 【英文關鍵詞】 noise reduction; bionics shape optimized; non-smooth surface; blade of wind turbine; 【中文摘要】 本文依據(jù)某些生物體表非光滑結構,對軸流風機葉片進行表面仿生改形。在葉片的表面或邊緣,設置凸包形或條紋形或鋸齒形形態(tài),期望這種仿生改形的葉片能夠降低風機噪聲。分別作凸包形、條紋形和鋸齒形葉片風機試驗,結果表明:三種形式的仿生改形葉片都具有降低風機噪聲的效果。和普通風機相比,仿生改形葉片風機的A升級噪聲值分別降低了0.9、1.2和1.4(dB)。在對比試驗取得降噪效果基礎上,對條紋形仿生葉片作了正交優(yōu)化試驗。在風機葉片的正壓力面上設置條紋形結構,取條紋寬度A、間距B和厚度C為影響因素,每個因素2水平。試驗表明,條紋厚度C是關鍵因素,三個因素主次順序為C-B-A,優(yōu)化組合是A2B1C2,其噪聲降低2.7dB。葉片表面和邊緣的仿生改形設計,減小了葉片前緣對空氣的沖擊噪聲,并且使附面層渦流群趨向有序化,減小了渦流脈動噪聲和尾緣渦流脫離噪聲。 【英文摘要】 As air and water pollution, noise has become another serious contamination. Noise reduction is of great significance to production and life. Fans have been in common used in the production and life, fan noise pollution is the major source of noise in factories and residence, thus reducing fan noise is of great significance for the control of noise pollution. In addition, the fan noise is the main source of noise of submarines. Submarine fan noise reduction is important for improving the submarin... 【DOI】 CNKI:CDMD:2.2007.019061 【更新日期】 2007-05-18

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收錄時間:2011年01月07日 15:06:40 來源:ccen 作者:

??????? 工業(yè)的迅猛發(fā)展，生活水平的大幅提高都產(chǎn)生了越來越多的污水等待處理，污水處理的問題也越來越擺在了相關部門的重要議事日程上。污水處理得好壞已經(jīng)不僅是關系環(huán)境保護的問題，對國民經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實意義。 ???????? 新型的水污染濾水及協(xié)調(diào)風機房反沖控制系統(tǒng)是北京安控科技股份有限公司最新研發(fā)的污水處理控制系統(tǒng)，它結合了多種新技術的優(yōu)勢，使整個系統(tǒng)的性能大幅度的提高，適應了現(xiàn)在市場上迫切的需要。 示意圖 ???????? 產(chǎn)品功能 濾池 濾池的恒水位控制，濾池的反沖及運行。 ① 濾池的恒水位過濾控制 RTU根據(jù)每個濾池的液位計（可設定高低限報警）給出的信號，控制濾池出水閥門的開度，以保證濾池的水位恒定。 ② 濾池的反沖洗控制 RTU對每個濾池的反沖洗控制有3個條件。 過濾周期：工作人員根據(jù)工藝上提出的要求，設定濾池的最大過濾時間。在濾池開始過濾時，濾池RTU開始計時，并與設定值比較。當兩者相等時，濾池RTU發(fā)出反沖洗請求。 壓差值：在濾池RTU上設定濾池的最大組塞壓差值。當過濾時組塞壓差傳感器連續(xù)測定濾料的組塞壓差值，RTU將此值與設定值進行比較。當兩者相等時，濾池RTU發(fā)出反沖洗請求。 強制方式：由工作人員根據(jù)現(xiàn)場需要，在濾池控制器上進行功能操作，強制濾池RTU工作。 反沖洗現(xiàn)場 ???????? 主要控制功能 旁路閥控制，沖洗控制，保護設備停車控制，反沖洗水泵備用切換，鼓風機備用切換。 ① 鼓風機開/停，相關閥開/關 當濾池RTU接到發(fā)出的反沖洗請求后，鼓風機開始工作，相關的閥門打開。反沖洗完成后，鼓風機停止工作，相關的閥門關閉。 ② 水泵的開/停，相關閥的開/關 當濾池RTU接到發(fā)出的反沖洗請求后，水泵開始工作，相關的閥門打開。反沖洗完成后水泵停止工作，相關的閥門關閉,換氣負壓風機。 主要檢測參數(shù) 濾池 每個濾池的水位連續(xù)檢測及顯示、水頭損失檢測、渾水閥、清水閥、反沖洗閥、排污閥、反沖氣閥、排氣閥等設備工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，手/自動狀態(tài)；清水閥閥門開度、開關限位、超開/超關狀態(tài)報警。 反沖洗現(xiàn)場 反沖洗水泵開停、故障、手/自動；反沖洗水泵電流、有功功率；出口閥開關狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/自動；反沖洗鼓風機開停、故障、手/自動；出口閥開關、故障、手/自動；出口旁路閥開關、故障、手/自動；反沖洗水流量、壓力；反沖洗氣量、流量開關；儲氣罐壓力。 ???????? 客戶價值 ??????? 該系統(tǒng)是我公司采用國內(nèi)外最新計算機軟硬件技術研制開發(fā)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有操作簡單、使用方便、功能齊全、性能可靠、適應廣泛、組態(tài)靈活等特點。從現(xiàn)場控制終端到辦公室管理計算機，從通訊系統(tǒng)到管理網(wǎng)絡，從軟件到硬件，EchoSCADA為您提供了全面的解決方案。操作員可以對系統(tǒng)參數(shù)、工作狀態(tài)進行監(jiān)視，及時了解生產(chǎn)運行狀況。同時也是工程師進行系統(tǒng)組態(tài)、管理和維護的節(jié)點，工程師登錄后可對系統(tǒng)功能做相應組態(tài)、分析和修改。 ???????? 主要產(chǎn)品簡介 SuperE－S RTU ??????? RTU（Remote Terminal Unit）是一種遠端測控單元裝置，它可實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場信號的采集和對現(xiàn)場設備的控制。與常用的可編程控制器PLC相比，RTU具有更優(yōu)良的通訊能力，更大的存儲容量，更強的計算功能，更方便的開發(fā)，更強的環(huán)境適應能力，可在惡劣環(huán)境下工作。正是由于RTU完善的功能，使得它在SCADA系統(tǒng)中得到了大量的應用。 ???????? SuperE－S系列RTU，是我公司在做了大量的現(xiàn)場調(diào)研，征求了許多專家及用戶意見基礎上而設計的通用RTU。它具有多種結構形式、多種配置和多種功能的選擇，用戶可根據(jù)實際需要進行定制、集成、開發(fā)和應用。 收錄時間:2011年05月02日 00:00:36 來源: 作者:不詳 點擊: 次

既然稱負壓通風（降溫，下同），就一定有正壓通風。我們先說說正壓吧。

常見的正壓通風降溫一般是指中央空調(diào)、柜式空調(diào)和環(huán)保空調(diào)。前兩種空調(diào)一般人都很熟悉，主要是在密閉空間內(nèi)釋放冷空氣，以此來中和原來的熱空氣，這種通風降溫比較被動，換氣量也十分有限。因此常常導致空氣很悶，而悶主要是缺氧。另一個缺陷是使用這種空調(diào)需要補充水分，不然人體皮膚會收縮。我們常說的空調(diào)病，也就是人體缺氧、皮膚收縮，甚至部分人眼睛會干、癢，喉嚨會難受。

第二種正壓通風就是環(huán)�？照{(diào)，也就是由風機和水簾制冷后，通過管道將冷空氣打進室內(nèi)，和中央空調(diào)、柜式空調(diào)一樣，它也是在室內(nèi)增加冷空氣，以此中和熱空氣達到降溫效果。與上述兩種空調(diào)不同的是，此種通風方式不需要關閉門窗，室內(nèi)空氣會自動擴散。因此比上述兩種空調(diào)空氣質量會好一些，也不用雪種，環(huán)�？照{(diào)因此得名。

負壓通風的前提條件是在相對密封的空間內(nèi)。墻壁一面的負壓風機強行將室內(nèi)空氣抽出，會形成瞬時相對真空（負壓），另一面墻上安裝的水簾有很多小孔，室外空氣在大氣壓（不要小看大氣壓呀，其實壓力很大的，我們感覺不到那是因為我們適應了這種壓力）下自動流入室內(nèi)。因此空氣不斷與室外循環(huán)。如果安裝的合適，室內(nèi)的所有空氣都會參與這個大循環(huán)。因此對于污濁、煙霧、灰塵、異味的房間而言，這種通風模式最徹底�？紤]到投入成本，有些客戶會僅僅選擇負壓風機，而不安裝降溫水簾。此時風機對面的空氣經(jīng)過門和窗戶進入，沒有降溫處理。室內(nèi)空氣流動也會有較好的降溫效果。

我們先說說軸流風機。這種風機不妨稱為正壓。它好比高壓水龍頭，揚程和壓力是它的一個重要指標。而這種風機的風量一般都很小，功率1KW左右的，也就在10000M3/H左右。用于吹風效果很不錯。人站在風機對面，會感覺強大的氣流。但用于抽風卻效果很差。

我們遇到過很多客戶的高溫廠房通風設備都安裝有大量的軸流風機�？墒擒囬g降溫還是那么悶熱，還是那么多的灰塵與異味。原因何在呢？如果大家站在軸流風機軸線的旁邊，你根本感覺不到氣流，雖然軸線上有很大的風。他的氣流是呈直線性。對于周邊的空氣很少能帶動。就象高壓水龍頭噴水，站在水流的側面，你的身上不會濕一樣。

而負壓風機則不同。負壓風機好比反向的噴霧器，它對空氣的吸收是呈喇叭狀，并不僅僅帶動風機軸線的氣流，而是由風機里向外呈喇叭狀的卷動空氣，我們站在風機軸線旁邊也會感覺到強大的氣流。它的這種特性決定了它排氣的徹底與高效率。

另外很重要的一點，安裝負壓風機時，風機這邊的墻面一定要做好密封處理。尤其是風機周邊不能有空隙。我們常常看見很多客戶自行安裝很多負壓風機，可是車間還是很悶，他們于是斷定負壓風機也沒有效果。我去看過很多現(xiàn)場，常常是一個很大的窗戶，安裝一臺風機后，風機旁邊的窗扇都打開了�？上攵�知，大量的空氣只是在風機周邊循環(huán)，當然不能吸收車間遠處的空氣了。

安裝負壓風機最理想的方法是，風機這面的墻壁和附近的門窗全部關閉，風機對面墻壁的門窗打開，保證氣流呈直線行流動。如果風機側面墻壁的窗戶也要打開的話，那么離風機越遠越好，目的就是充分保證氣流從風機對面進入.

　　近日，美國伍斯特理工學院的一隊研究人員在美國國家科學基金會30萬美元資助下，歷時3年研究將大型風力發(fā)電機置于深海平臺，目前該項目已進入測試階段。據(jù)了解，此項研究將復雜的計算機模擬與物理模擬方法相結合。有專家預計，該研究或許能夠為環(huán)境友好型能源發(fā)展指出一條明路，同時也有可能使風力發(fā)電滿足美國諸多沿海州的大部分電力需求。

　　據(jù)悉，此項目由美國伍斯特理工學院機械工程系主任特里格瓦松教授及副教授大衛(wèi)?奧林杰博士聯(lián)合領導。奧林杰博士指出：“風力發(fā)電未來在滿足美國能源需求上將扮演很重要的角色，因此研究中有兩點必須考慮：首先，能源應該在鄰近需要的地方生產(chǎn)；另外，對于風力發(fā)電來說，還應該在風力較為穩(wěn)定的地方進行。美國東西海岸的沿線城市都需要大量電力，可以充分利用來自海上的風力�！�

　　奧林杰的研究主要是評估海上浮式風力發(fā)電場的可行性。該項目計劃打造一座由100臺浮式風力發(fā)電機組成的風電場，每臺風機的發(fā)電能力為5兆瓦（比普通陸上風機發(fā)電能力多60%），所發(fā)電量能夠滿足50萬個家庭的需求。

　　奧林杰指出，盡管海上風電場的發(fā)電能力巨大，但是在深海區(qū)域，將重達1500萬磅的風機樹立在高達300英尺的浮塔上是十分困難的。“在深水風機開發(fā)并成功應用前，應先考慮一系列問題，這樣才能設計出合適的風機,六葉模壓風機，”奧林杰說，“比如，應該如何將風機運抵安裝地？什么樣的平臺和浮標設計組合，加上系泊解決方案能夠最好地抗拒大風暴和大浪的沖擊？各個海洋區(qū)域間的環(huán)境條件有怎樣的不同？等等類似問題�！�

　　為解決上述及其它一些存在的問題，奧林杰和他的團隊將計算機模擬與物理模擬相結合，“雖然計算機模擬在控制中度海浪與風力的力度方面表現(xiàn)良好，但是風暴條件下造成的非線性反應仍需要物理模擬來處理”。為此，伍斯特理工學院的研究團隊借用了美國歷史最為悠久的水力學實驗室，用于模擬深水區(qū)域的環(huán)境，以測試相關設備。奧林杰說：“該實驗室可以協(xié)助我們確定一些意想不到的條件，以及確定開發(fā)早期需要進行修改的設計。為我們的研究節(jié)約了大量成本�！�

　　奧林杰希望，當全部項目完成時，他們能夠擁有一個完整的計算機模擬系統(tǒng)，用以檢測更多設計類型和潛在的環(huán)境條件。

　　據(jù)了解，歐洲目前擁有超過5000臺風力發(fā)電機，總裝機容量超過6500萬千瓦。這其中許多都是海上風力發(fā)電機，并且一直以來都在不斷建設新的海上風電場。而全球首個深水浮式風機目前也在挪威海上進行測試。然而，據(jù)美國能源部透露，盡管美國擁有超過1.2萬英里的海岸線，但是在風力發(fā)電上卻遠落后于歐洲。剛剛獲批準的海角風電項目（Cape Wind Project）將在科德角附近的海上淺水區(qū)域安裝170臺風機，這將是美國第一個海上風力發(fā)電場。但是它的發(fā)展卻一直停滯不前，主要因為擔心樹立的風機會破壞海角海岸的自然美景。

　　對此，奧林杰表示，浮式風力發(fā)電機通常安裝在遠離陸地的地方，這種方式能夠很好地解決環(huán)境、景觀與風機安放間的矛盾。奧林杰還驕傲地表示：“我們的工作是基礎性的。美國計劃到2030年讓20%的電力來自風能，如果深水風電能夠在完成該計劃中發(fā)揮重要作用，那么我們目前的研究將是意義非凡的。”

12月2日，在圓滿完成了電力推進動力裝置、船舶下潛上浮等近40項關鍵海上航行測試后，亞洲最大、全球最先進的5萬噸半潛船“祥云口”號勝利返航，目前正進行交船前的收尾工作。

在歷時12天的海上航行試驗中，廣州廣船國際股份有限公司和中船黃埔造船有限公司的項目團隊與船東、船檢、設計公司、設備商齊心協(xié)力，晝夜奮戰(zhàn)，克服重重困難，安全、高效地完成了電力推進系統(tǒng)調(diào)試、耐航、無人機艙等多項常規(guī)試驗，推進系統(tǒng)獨立冗余的故障模式及影響分析（FMEA）試驗，以及海上下潛上浮等重大專項試驗。

    中國風機產(chǎn)業(yè)網(wǎng)  目前海內(nèi)發(fā)電站使用風機主要有火力、風力、核電站三大類型，其防腐要求隨不同類型電站而各不相同。火力發(fā)電站，無論是以重油仍是用煤作燃料，在運作過程中都會開釋大量侵蝕性氣體，如硫的氧化物等,進口水簾。這些氣體與空氣中的水汽或雨水相結合就形成酸性溶液，當這種溶液粘附在風機表面時，使其常常處于化學侵蝕狀態(tài)下。另外煤粉在風機表面堆積，因煤粉中碳的電極電位相對鐵較高，會引起電化學侵蝕，更加速風機的侵蝕。

    火力發(fā)電風機的防腐涂裝基于風機的侵蝕環(huán)境和長期使用要求，應列為重防侵蝕涂裝。風機防腐涂裝，一般分為底漆、中間漆和面漆。底漆的主要功能是防銹，增強與金屬表面和中間漆之間的附著力；中間漆的主要功能是增強漆膜厚度和漆層體質；而面漆除獲得裝飾性外觀以外，還有更為多方面的功能要求。

    近年來，為適應重防侵蝕涂裝的需要，已有底面合一厚漿涂料泛起，采用高壓無氣噴涂技術，一次可以噴涂幾百微米厚的漆膜。針對火力電站風機的防腐涂裝，經(jīng)由多年來的實踐，我廠已逐步形成了一些合用于電站風機長效防腐涂裝的涂料配套體系。遵照國家對環(huán)保要求劃定，新建電廠安裝廢氣脫硫裝置是必定趨勢�，F(xiàn)常用的一種脫硫裝置就是用碳吸收廢氣中的二氧化硫或三氧化硫。因此脫硫風機所用涂料要耐堿。

    在各種因素中表眼前處理的好壞對防腐涂層的有效性是最主要的，必需充分正視。某廠采用噴拋丸機械除銹方法，并對磨料進行選擇、試驗。磨料顆粒過小，會影響表面除銹等級及效率。過大則造成拋丸噴射密度減小，還會造成較大凹坑。拋丸的噴射是使鋼材表面變得粗拙，增加表面積，有利于進步漆膜的附著力，增進表面活化狀態(tài)，但若粗拙渡過大，會消耗過多的涂料，而且可能使涂層下面截留氣泡或產(chǎn)生沒有復蓋涂層的波峰，這就會引起漆膜的破壞和使漆膜的防腐性變差。

    根據(jù)某廠出產(chǎn)經(jīng)驗，電站風機鋼材表面粗拙度值為40一70。當涂層的厚度為200左右時，是符合國外資料先容的約為粗拙度最大值3倍的劃定。為了能使工件的表面處理能達到較理想的除銹質量和獲得適度的粗拙度。采用鋼丸和棱角砂混合磨料對工件進行噴拋射。根據(jù)資料先容，圓形的顆粒，在噴射時主要起敲擊作用，而棱角形顆粒磨料主要是起切削作用，能使底材與漆膜起咬合作用，使涂層對底材有更強的附著力。經(jīng)由多次反復試驗，選擇了最佳混合比的噴拋磨料。

   

風機中幾個常見種類的結構和特點

風機的種類繁多，在風機的分類方式中最為我們所熟悉的，是按照氣體流動方向不同所區(qū)分的幾個類別的風機，如離心風機、軸流風機、斜流風機和橫流風機。以下是這些分類風機的結構和特點介紹。             1、離心風機             離心風機是歷史比較悠久的一類風機，可見離心風機的結構與原理比較簡單，并且易于制造和操作。             離心風機設計有葉片通道，葉輪在通道中心做旋轉運動，氣體進入離心風機之后，會在葉輪的帶動下持續(xù)轉動并產(chǎn)生離心力。氣體受到離心力作用而被壓縮，而當離心力增大到一定程度時，氣體會脫離葉輪的帶動沿葉片通道流出。             離心風機在壓縮和輸送氣體過程中，可以改變氣體流動的方向，且出風口的壓力穩(wěn)定，易于和其他設備配合使用。             2、軸流風機             軸流風機是指氣體流動方向與葉輪軸方向相同的一類風機，我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾婏L扇就是最簡單的一種軸流風機。軸流風機由于設計方式的局限，很難在工作過程中改變氣體的流動方向，但相對的軸流風機也獲得了更好的氣體流量參數(shù)。             3、斜流風機             斜流風機是介于離心風機和軸流風機之間的一種風機。斜流風機的葉輪帶動氣體運行后，氣體既存在離心運動也存在軸向運動，實際上斜流風機的氣體流動方向近似于錐面流動，這也是斜流風機被如此命名的原因。             斜流風機的氣流沿葉片中心為散射形，因此斜流風機的通風量高于離心風機，氣體加壓能力高于軸流風機，并可適量改變氣體流動方向。另外，斜流風機的結構比離心風機更為緊湊，占地面積小，更易于安裝和使用。             4、橫流風機             橫流風機是多用于空調(diào)通風的一種風機。橫流風機的葉輪為多翼式結構，出口截面細長，所獲得的氣流扁平、高速。橫流風機可以改變氣體的進出方向，對風量的控制能力較好，但由于橫流風機的設計尚不成熟，因此使用范圍較窄。

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收錄時間:2011年03月26日 05:12:44 來源:無憂備件網(wǎng) 作者:

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