葉輪設計對吸油煙機風機系統(tǒng)風量及噪聲的影響研究.pdf

1、在目前國內(nèi)吸油煙機市場中，巨大的商機與激烈的行業(yè)競爭并存，各吸油煙機的品牌關注度相近。由于各品牌吸油煙機的性能相近，進一步提高吸油煙機的性能表現(xiàn)和品質有助于增強產(chǎn)品的市場競爭力。調(diào)查顯示，使用人群在采購吸油煙機時的兩個最重要考量因素分別為風量和噪聲。吸油煙機產(chǎn)品的不斷發(fā)展，也對其風量提高和噪聲降低提出了更高要求。優(yōu)化目標方面，目前的風機優(yōu)化研究多集中于風機風量、效率或噪聲等單方面性能的提升，并且往往以其他方面性能的犧牲為代價，已有的多目

2、標研究通常選取風量和效率作為優(yōu)化目標;優(yōu)化設計方面，大量研究基于現(xiàn)有的風機產(chǎn)品進行改良，設計改進空間有限。
　　本文課題來源于校企合作項目，目標是在提升風量的同時，降低氣動噪聲。為提高吸油煙機產(chǎn)品的設計改進空間，本文設計了吸油煙機風機系統(tǒng)的初始模型，基于計算流體力學(ComputationalFluidDynamics)仿真分析工具，用正交實驗的方法分析研究風機結構參數(shù)對吸油煙機風機系統(tǒng)的風量和噪聲的影響并進行結構優(yōu)化設計，提升了

3、風機性能，分析了葉輪各結構參數(shù)對于風量和噪聲的影響機理，并提出了運用這些機理優(yōu)化設計風機系統(tǒng)的方法。
　　首先，針對產(chǎn)品對于風量和噪聲的優(yōu)化要求，采用獨立參數(shù)經(jīng)驗設計方法，對風機進行包括蝸殼氣動設計、葉輪氣動設計和進氣裝置設計在內(nèi)的初始參數(shù)設計，在UG中完成實體建模和裝配，獲得風機系統(tǒng)的初始模型。
　　其次，探尋吸油煙機風機系統(tǒng)的數(shù)值模擬方法，在ICEMCFD中實現(xiàn)風機流道的網(wǎng)格劃分，在CFX中完成風機系統(tǒng)的旋轉模擬仿真計算

4、，并通過對比初始模型的仿真結果和原有產(chǎn)品的實測數(shù)據(jù)，分析仿真分析模型的有效性、合理性。
　　再次，安排模擬正交試驗，通過直觀分析得到葉輪各結構參數(shù)對于風量、噪聲影響的極差，通過采用綜合平衡法和綜合評分法，確定對于雙目標最優(yōu)的葉輪結構參數(shù)組合方案，通過對優(yōu)化后的葉輪進行仿真實驗，驗證其已達到優(yōu)化設計目標，風機系統(tǒng)風量和噪聲表現(xiàn)得到提升。
　　然后，通過因素指標分析，得到不同葉輪結構參數(shù)下的風機風量，在Matlab中實現(xiàn)不同結構

5、參數(shù)與風量的單因素影響關系描述，通過對比觀察不同結構參數(shù)下速度矢量圖、速度云圖、渦流云圖和壓力云圖的變化，發(fā)現(xiàn)導致風量下降的摩擦損失、內(nèi)循環(huán)現(xiàn)象和尾跡現(xiàn)象，結合出口速度三角形模型、相對渦流模型、影響關系擬合曲線，分析葉輪各結構參數(shù)對風機系統(tǒng)風量的影響機理。
　　最后，討論吸油煙機風機系統(tǒng)空氣動力噪聲源構成;基于Proudman噪聲理論研究強前彎葉片的渦流噪聲特性;研究旋轉噪聲特性，包括基頻旋轉噪聲與整體噪聲對比以及葉輪結構參數(shù)對旋