关键词:
双螺杆空压机
噪声分析
消声器设计
降噪分析
摘要:
双螺杆空压机因其结构简单、性能稳定、易损件少、工作效率高,而被广泛用于航空航天、石油化工、金属冶炼、武器系统等方面。但是双螺杆空压机在工作过程中,因为吸气和排气口的周期性张开与闭合,会产生较大的吸气和排气噪声,对工作人员的身体健康和居住环境产生一定的干扰。本文通过对双螺杆空压机的流场噪声进行分析,研究流场噪声的变化情况,并针对噪声的特点,设计出消声器对其进行降噪处理,研究内容如下:
(1)分析了双螺杆空压机的工作原理、噪声的产生和降噪理论,给出了噪声表述的参量及传播方式。根据双螺杆空压机的几何参数,利用UG软件建立空压机的流场计算模型;将流场计算模型导入ANSYS软件,对空压机流场进行数值分析,将流场计算结果作为声场输入的边界条件,计算空压机工作过程中的流场噪声。得到空压机吸气、排气以及流场域在工作压力0.8MPa下的噪声频谱图,对比分析得到排气口噪声最大。同时求解了不同工况下的流场噪声,得到流场噪声随排气压力的变化规律。
(2)根据流场噪声计算结果,空压机吸气口产生了较大的吸气噪声,对吸气口设计消声器进行降噪。首先设计吸气消声器,通过三种相同类型、相同尺寸、不同结构吸气消声器的设计和性能分析,选择降噪性能较好的内插管消声器作为空压机的吸气消声器,对该消声器进行优化,将优化之后的消声器安装在空压机吸气口处,进行降噪分析,得到了较好的降噪效果。
(3)根据流场噪声计算结果,排气口处产生了较大的排气噪声,为了降低排气噪声,同时防止排气过程中,产生的气流在管路和排气消声器中形成振动,产生振动噪声,设计亥姆霍兹共振器作为稳流器安装在排气口处,用来减缓气流流速和降低低频噪声。设计三腔内插穿孔消声器作为排气口全频段降噪消声器,对其进行优化,提高降噪性能。将该消声器安装在稳流器之后,对全频段噪声进行降噪处理,得到了较好的降噪效果。