電子膨脹閥節(jié)流噪聲數(shù)值模擬.pdf

1、變頻空調利用變頻壓縮技術有效節(jié)省了空調用電，電子膨脹閥是其中重要組成部件之一。它不僅用于調節(jié)制冷劑的流量，而且能夠影響空調的能效比。在空調性能逐漸提升的同時，電子膨脹閥的噪聲問題也受到越來越多的重視。
　　本文在變頻空調額定制冷工況下，對電子膨脹閥的流體噪聲進行了測量；同時建立電子膨脹閥三維模型，以HFC-410A作為工質，對其內部的兩相流動及噪聲特性進行了數(shù)值模擬。計算結果對電子膨脹閥的流道模型設計及改進具有重要的參考價值。

2、r>　　本文對電子膨脹閥流場的數(shù)值模擬采用Reliable kε湍流模型，兩相流模型選用Mixture模型，采用蒸發(fā)和沸騰模型來描述并計算在閃蒸過程中閥口及其下游氣液兩相之間的質量轉換；采用寬頻噪聲模型對流場噪聲進行了計算；控制方程使用有限差分法進行離散；使用Coupled算法求解壓力-速度耦合流場。
　　首先，建立電子膨脹閥不同開度下的三維流道模型，對其進行網(wǎng)格劃分并進行網(wǎng)格無關性分析；通過對電子膨脹閥的流場進行時均化處理，得到

3、不同開度下電子膨脹閥的流量，并與實驗值進行對比，發(fā)現(xiàn)模擬結果與實驗所測數(shù)值變化趨勢相同且在誤差允許范圍內吻合較好。另外，對比不同開度下流場的壓力云圖和速度云圖發(fā)現(xiàn)其分布均極為相似，選取0.625mm開度（即100脈沖）的流場單獨進行分析。發(fā)現(xiàn)在閥口入口拐角及閥針下端面處存在壓力極小值，從流線圖中發(fā)現(xiàn)閥針下端面存在兩處漩渦，它們相互擾動，形成了該區(qū)域無規(guī)律的壓力分布，并在下游不遠處引起一處高壓區(qū)。另外通過提取對稱平面上壓力、速度以及湍流動

4、能主流區(qū)域線上的數(shù)值，分析得到電子膨脹閥內噪聲產生的位置在閥口靠近壁面處及其下游z=-0.138m（即4倍管道直徑）處。
　　接著，對電子膨脹閥噪聲問題進行了成因分析，電子膨脹閥的主要噪聲來源于四極子噪聲，即閥內流體無規(guī)則運動產生了較大的湍流動能，主要分布在閥口壁面、閥針下端面以及下游管道的特定區(qū)域。
　　然后，對電子膨脹閥進行了噪聲實驗研究，在電子膨脹閥同一水平面30cm處布置測點，通過焓差實驗室制造額定工況下室內/外環(huán)境

5、室溫度，調節(jié)空調器的風速，得到電子膨脹閥開度與聲壓級之間的關系曲線，發(fā)現(xiàn)不同風速條件下聲壓級隨開度的變化趨勢一致，表明流道形態(tài)對噪聲有重要的影響。
　　最后，根據(jù)前文分析的結果，改變入口壓力、上/下游擴口角度以及閥口長度的大小，建立不同流道結構模型并進行數(shù)值模擬。改變壓力項模擬結果顯示，隨著壓差的增大，電子膨脹閥質量流量及湍流動能逐漸增大，代表聲功率級逐漸增大。改變擴口角度的數(shù)值模擬結果顯示，上游擴口角度對噪聲的影響很大，且在所選