基于氣動性能和噪聲的雙轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、小型軸流風(fēng)扇作為重要的散熱器件，其通風(fēng)量影響產(chǎn)品的性能和壽命，噪聲影響人們的工作環(huán)境，而風(fēng)扇噪聲是很多設(shè)備中主要的噪聲源。本文的研究對象對旋式雙轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇，其風(fēng)量和效率均比單轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇有很大的提升，但氣動噪聲也增大較多，因此設(shè)計一種散熱效果好且噪聲小的雙轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇具有很強的現(xiàn)實意義。
　　本文以對旋式雙轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇為原型，設(shè)計并建立了葉片穿孔雙轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇模型，通過數(shù)值模擬研究了不同級葉片穿孔、葉片穿孔孔

2、徑和葉片穿孔數(shù)量對風(fēng)扇氣動性能的影響，對其靜特性、內(nèi)部流場以及氣動噪聲特性進(jìn)行了分析，研究了內(nèi)部流場與靜特性、氣動噪聲特性的相互聯(lián)系；同時對3種葉片穿孔參數(shù)進(jìn)行了正交優(yōu)化設(shè)計，以全壓效率和噪聲為優(yōu)化目標(biāo)，得到一種性能最優(yōu)的葉片穿孔風(fēng)扇，并對其進(jìn)行了數(shù)值模擬研究、靜特性實驗測試和氣動噪聲實驗測試。論文的主要工作及結(jié)論如下：
　　(1)設(shè)計了前級穿孔、后級穿孔和前后級穿孔3種不同葉片穿孔風(fēng)扇，對其靜特性、葉片表面靜壓分布與氣動噪聲特性

3、進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：葉片穿孔能夠降低風(fēng)扇的噪聲，但靜特性下降，不同級葉片穿孔對風(fēng)扇的靜特性和噪聲影響不同，前級穿孔整體性能較好。
　　(2)對穿孔孔徑為0.5mm、1mm和1.5mm的3種不同葉片穿孔風(fēng)扇進(jìn)行數(shù)值模擬，對其靜特性、內(nèi)部流場與氣動噪聲特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：葉片穿孔孔徑一定要合理，孔徑太小，風(fēng)扇的降噪效果不明顯，而孔徑太大，葉片穿孔風(fēng)扇的靜特性下降太多，穿孔孔徑為1mm的葉片穿孔風(fēng)扇整體性能最優(yōu)。
　　(3

4、)通過對穿孔數(shù)量為4×3、4×4和4×5的3種不同葉片穿孔風(fēng)扇進(jìn)行數(shù)值模擬分析，結(jié)果表明：在一定范圍內(nèi)，穿孔數(shù)量越多，降噪效果越明顯。綜合考慮風(fēng)扇的靜特性與氣動噪聲，4×4穿孔風(fēng)扇的穿孔數(shù)量相對較好。
　　(4)設(shè)計了以葉片穿孔孔徑、穿孔數(shù)量和穿孔傾斜角為自變量，風(fēng)扇的全壓效率與噪聲為因變量的正交優(yōu)化試驗方案，創(chuàng)建多目標(biāo)優(yōu)化模型，利用熵權(quán)法求解優(yōu)化目標(biāo)的權(quán)重值，再進(jìn)行極差分析，得到性能最優(yōu)的葉片穿孔風(fēng)扇模型，并對優(yōu)化風(fēng)扇與原型風(fēng)扇