轴流风机叶片仿生降噪研究

【英文题名】 Study of Noise Reduction on Fan Vane with Bionic Structure 【作者】 刘庆萍; 【导师】 任露泉; 【学位授予单位】 吉林大学; 【学科专业名称】 农业机械化工程 【学位年度】 2006 【论文级别】 硕士 【网络出版投稿人】 吉林大学；刘庆萍 【网络出版投稿时间】 2007-04-03 【关键词】 降噪; 仿生改形; 非光滑表面; 风机叶片; 【英文关键词】 noise reduction; bionics shape optimized; non-smooth surface; blade of wind turbine; 【中文摘要】 本文依据某些生物体表非光滑结构,对轴流风机叶片进行表面仿生改形。在叶片的表面或边缘,设置凸包形或条纹形或锯齿形形态,期望这种仿生改形的叶片能够降低风机噪声。分别作凸包形、条纹形和锯齿形叶片风机试验,结果表明:三种形式的仿生改形叶片都具有降低风机噪声的效果。和普通风机相比,仿生改形叶片风机的A升级噪声值分别降低了0.9、1.2和1.4(dB)。在对比试验取得降噪效果基础上,对条纹形仿生叶片作了正交优化试验。在风机叶片的正压力面上设置条纹形结构,取条纹宽度A、间距B和厚度C为影响因素,每个因素2水平。试验表明,条纹厚度C是关键因素,三个因素主次顺序为C-B-A,优化组合是A2B1C2,其噪声降低2.7dB。叶片表面和边缘的仿生改形设计,减小了叶片前缘对空气的冲击噪声,并且使附面层涡流群趋向有序化,减小了涡流脉动噪声和尾缘涡流脱离噪声。 【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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收录时间:2011年01月07日 15:06:40 来源:ccen 作者:

??????? 工业的迅猛发展，生活水平的大幅提高都产生了越来越多的污水等待处理，污水处理的问题也越来越摆在了相关部门的重要议事日程上。污水处理得好坏已经不仅是关系环境保护的问题，对国民经济的持续健康发展都具有重大的现实意义。 ???????? 新型的水污染滤水及协调风机房反冲控制系统是北京安控科技股份有限公司最新研发的污水处理控制系统，它结合了多种新技术的优势，使整个系统的性能大幅度的提高，适应了现在市场上迫切的需要。 示意图 ???????? 产品功能 滤池 滤池的恒水位控制，滤池的反冲及运行。 ① 滤池的恒水位过滤控制 RTU根据每个滤池的液位计（可设定高低限报警）给出的信号，控制滤池出水阀门的开度，以保证滤池的水位恒定。 ② 滤池的反冲洗控制 RTU对每个滤池的反冲洗控制有3个条件。 过滤周期：工作人员根据工艺上提出的要求，设定滤池的最大过滤时间。在滤池开始过滤时，滤池RTU开始计时，并与设定值比较。当两者相等时，滤池RTU发出反冲洗请求。 压差值：在滤池RTU上设定滤池的最大组塞压差值。当过滤时组塞压差传感器连续测定滤料的组塞压差值，RTU将此值与设定值进行比较。当两者相等时，滤池RTU发出反冲洗请求。 强制方式：由工作人员根据现场需要，在滤池控制器上进行功能操作，强制滤池RTU工作。 反冲洗现场 ???????? 主要控制功能 旁路阀控制，冲洗控制，保护设备停车控制，反冲洗水泵备用切换，鼓风机备用切换。 ① 鼓风机开/停，相关阀开/关 当滤池RTU接到发出的反冲洗请求后，鼓风机开始工作，相关的阀门打开。反冲洗完成后，鼓风机停止工作，相关的阀门关闭。 ② 水泵的开/停，相关阀的开/关 当滤池RTU接到发出的反冲洗请求后，水泵开始工作，相关的阀门打开。反冲洗完成后水泵停止工作，相关的阀门关闭,换气负压风机。 主要检测参数 滤池 每个滤池的水位连续检测及显示、水头损失检测、浑水阀、清水阀、反冲洗阀、排污阀、反冲气阀、排气阀等设备工作状态和故障状态，手/自动状态；清水阀阀门开度、开关限位、超开/超关状态报警。 反冲洗现场 反冲洗水泵开停、故障、手/自动；反冲洗水泵电流、有功功率；出口阀开关状态、故障状态、手/自动；反冲洗鼓风机开停、故障、手/自动；出口阀开关、故障、手/自动；出口旁路阀开关、故障、手/自动；反冲洗水流量、压力；反冲洗气量、流量开关；储气罐压力。 ???????? 客户价值 ??????? 该系统是我公司采用国内外最新计算机软硬件技术研制开发的监控和数据采集系统。该系统具有操作简单、使用方便、功能齐全、性能可靠、适应广泛、组态灵活等特点。从现场控制终端到办公室管理计算机，从通讯系统到管理网络，从软件到硬件，EchoSCADA为您提供了全面的解决方案。操作员可以对系统参数、工作状态进行监视，及时了解生产运行状况。同时也是工程师进行系统组态、管理和维护的节点，工程师登录后可对系统功能做相应组态、分析和修改。 ???????? 主要产品简介 SuperE－S RTU ??????? RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，它可实现对工业现场信号的采集和对现场设备的控制。与常用的可编程控制器PLC相比，RTU具有更优良的通讯能力，更大的存储容量，更强的计算功能，更方便的开发，更强的环境适应能力，可在恶劣环境下工作。正是由于RTU完善的功能，使得它在SCADA系统中得到了大量的应用。 ???????? SuperE－S系列RTU，是我公司在做了大量的现场调研，征求了许多专家及用户意见基础上而设计的通用RTU。它具有多种结构形式、多种配置和多种功能的选择，用户可根据实际需要进行定制、集成、开发和应用。 收录时间:2011年05月02日 00:00:36 来源: 作者:不详 点击: 次

既然称负压通风（降温，下同），就一定有正压通风。我们先说说正压吧。

常见的正压通风降温一般是指中央空调、柜式空调和环保空调。前两种空调一般人都很熟悉，主要是在密闭空间内释放冷空气，以此来中和原来的热空气，这种通风降温比较被动，换气量也十分有限。因此常常导致空气很闷，而闷主要是缺氧。另一个缺陷是使用这种空调需要补充水分，不然人体皮肤会收缩。我们常说的空调病，也就是人体缺氧、皮肤收缩，甚至部分人眼睛会干、痒，喉咙会难受。

第二种正压通风就是环保空调，也就是由风机和水帘制冷后，通过管道将冷空气打进室内，和中央空调、柜式空调一样，它也是在室内增加冷空气，以此中和热空气达到降温效果。与上述两种空调不同的是，此种通风方式不需要关闭门窗，室内空气会自动扩散。因此比上述两种空调空气质量会好一些，也不用雪种，环保空调因此得名。

负压通风的前提条件是在相对密封的空间内。墙壁一面的负压风机强行将室内空气抽出，会形成瞬时相对真空（负压），另一面墙上安装的水帘有很多小孔，室外空气在大气压（不要小看大气压呀，其实压力很大的，我们感觉不到那是因为我们适应了这种压力）下自动流入室内。因此空气不断与室外循环。如果安装的合适，室内的所有空气都会参与这个大循环。因此对于污浊、烟雾、灰尘、异味的房间而言，这种通风模式最彻底。考虑到投入成本，有些客户会仅仅选择负压风机，而不安装降温水帘。此时风机对面的空气经过门和窗户进入，没有降温处理。室内空气流动也会有较好的降温效果。

我们先说说轴流风机。这种风机不妨称为正压。它好比高压水龙头，扬程和压力是它的一个重要指标。而这种风机的风量一般都很小，功率1KW左右的，也就在10000M3/H左右。用于吹风效果很不错。人站在风机对面，会感觉强大的气流。但用于抽风却效果很差。

我们遇到过很多客户的高温厂房通风设备都安装有大量的轴流风机。可是车间降温还是那么闷热，还是那么多的灰尘与异味。原因何在呢？如果大家站在轴流风机轴线的旁边，你根本感觉不到气流，虽然轴线上有很大的风。他的气流是呈直线性。对于周边的空气很少能带动。就象高压水龙头喷水，站在水流的侧面，你的身上不会湿一样。

而负压风机则不同。负压风机好比反向的喷雾器，它对空气的吸收是呈喇叭状，并不仅仅带动风机轴线的气流，而是由风机里向外呈喇叭状的卷动空气，我们站在风机轴线旁边也会感觉到强大的气流。它的这种特性决定了它排气的彻底与高效率。

另外很重要的一点，安装负压风机时，风机这边的墙面一定要做好密封处理。尤其是风机周边不能有空隙。我们常常看见很多客户自行安装很多负压风机，可是车间还是很闷，他们于是断定负压风机也没有效果。我去看过很多现场，常常是一个很大的窗户，安装一台风机后，风机旁边的窗扇都打开了。可想而知，大量的空气只是在风机周边循环，当然不能吸收车间远处的空气了。

安装负压风机最理想的方法是，风机这面的墙壁和附近的门窗全部关闭，风机对面墙壁的门窗打开，保证气流呈直线行流动。如果风机侧面墙壁的窗户也要打开的话，那么离风机越远越好，目的就是充分保证气流从风机对面进入.

　　近日，美国伍斯特理工学院的一队研究人员在美国国家科学基金会30万美元资助下，历时3年研究将大型风力发电机置于深海平台，目前该项目已进入测试阶段。据了解，此项研究将复杂的计算机模拟与物理模拟方法相结合。有专家预计，该研究或许能够为环境友好型能源发展指出一条明路，同时也有可能使风力发电满足美国诸多沿海州的大部分电力需求。

　　据悉，此项目由美国伍斯特理工学院机械工程系主任特里格瓦松教授及副教授大卫?奥林杰博士联合领导。奥林杰博士指出：“风力发电未来在满足美国能源需求上将扮演很重要的角色，因此研究中有两点必须考虑：首先，能源应该在邻近需要的地方生产；另外，对于风力发电来说，还应该在风力较为稳定的地方进行。美国东西海岸的沿线城市都需要大量电力，可以充分利用来自海上的风力。”

　　奥林杰的研究主要是评估海上浮式风力发电场的可行性。该项目计划打造一座由100台浮式风力发电机组成的风电场，每台风机的发电能力为5兆瓦（比普通陆上风机发电能力多60%），所发电量能够满足50万个家庭的需求。

　　奥林杰指出，尽管海上风电场的发电能力巨大，但是在深海区域，将重达1500万磅的风机树立在高达300英尺的浮塔上是十分困难的。“在深水风机开发并成功应用前，应先考虑一系列问题，这样才能设计出合适的风机,六叶模压风机，”奥林杰说，“比如，应该如何将风机运抵安装地？什么样的平台和浮标设计组合，加上系泊解决方案能够最好地抗拒大风暴和大浪的冲击？各个海洋区域间的环境条件有怎样的不同？等等类似问题。”

　　为解决上述及其它一些存在的问题，奥林杰和他的团队将计算机模拟与物理模拟相结合，“虽然计算机模拟在控制中度海浪与风力的力度方面表现良好，但是风暴条件下造成的非线性反应仍需要物理模拟来处理”。为此，伍斯特理工学院的研究团队借用了美国历史最为悠久的水力学实验室，用于模拟深水区域的环境，以测试相关设备。奥林杰说：“该实验室可以协助我们确定一些意想不到的条件，以及确定开发早期需要进行修改的设计。为我们的研究节约了大量成本。”

　　奥林杰希望，当全部项目完成时，他们能够拥有一个完整的计算机模拟系统，用以检测更多设计类型和潜在的环境条件。

　　据了解，欧洲目前拥有超过5000台风力发电机，总装机容量超过6500万千瓦。这其中许多都是海上风力发电机，并且一直以来都在不断建设新的海上风电场。而全球首个深水浮式风机目前也在挪威海上进行测试。然而，据美国能源部透露，尽管美国拥有超过1.2万英里的海岸线，但是在风力发电上却远落后于欧洲。刚刚获批准的海角风电项目（Cape Wind Project）将在科德角附近的海上浅水区域安装170台风机，这将是美国第一个海上风力发电场。但是它的发展却一直停滞不前，主要因为担心树立的风机会破坏海角海岸的自然美景。

　　对此，奥林杰表示，浮式风力发电机通常安装在远离陆地的地方，这种方式能够很好地解决环境、景观与风机安放间的矛盾。奥林杰还骄傲地表示：“我们的工作是基础性的。美国计划到2030年让20%的电力来自风能，如果深水风电能够在完成该计划中发挥重要作用，那么我们目前的研究将是意义非凡的。”

12月2日，在圆满完成了电力推进动力装置、船舶下潜上浮等近40项关键海上航行测试后，亚洲最大、全球最先进的5万吨半潜船“祥云口”号胜利返航，目前正进行交船前的收尾工作。

在历时12天的海上航行试验中，广州广船国际股份有限公司和中船黄埔造船有限公司的项目团队与船东、船检、设计公司、设备商齐心协力，昼夜奋战，克服重重困难，安全、高效地完成了电力推进系统调试、耐航、无人机舱等多项常规试验，推进系统独立冗余的故障模式及影响分析（FMEA）试验，以及海上下潜上浮等重大专项试验。

    中国风机产业网  目前海内发电站使用风机主要有火力、风力、核电站三大类型，其防腐要求随不同类型电站而各不相同。火力发电站，无论是以重油仍是用煤作燃料，在运作过程中都会开释大量侵蚀性气体，如硫的氧化物等,进口水帘。这些气体与空气中的水汽或雨水相结合就形成酸性溶液，当这种溶液粘附在风机表面时，使其常常处于化学侵蚀状态下。另外煤粉在风机表面堆积，因煤粉中碳的电极电位相对铁较高，会引起电化学侵蚀，更加速风机的侵蚀。

    火力发电风机的防腐涂装基于风机的侵蚀环境和长期使用要求，应列为重防侵蚀涂装。风机防腐涂装，一般分为底漆、中间漆和面漆。底漆的主要功能是防锈，增强与金属表面和中间漆之间的附着力；中间漆的主要功能是增强漆膜厚度和漆层体质；而面漆除获得装饰性外观以外，还有更为多方面的功能要求。

    近年来，为适应重防侵蚀涂装的需要，已有底面合一厚浆涂料泛起，采用高压无气喷涂技术，一次可以喷涂几百微米厚的漆膜。针对火力电站风机的防腐涂装，经由多年来的实践，我厂已逐步形成了一些合用于电站风机长效防腐涂装的涂料配套体系。遵照国家对环保要求划定，新建电厂安装废气脱硫装置是必定趋势。现常用的一种脱硫装置就是用碳吸收废气中的二氧化硫或三氧化硫。因此脱硫风机所用涂料要耐碱。

    在各种因素中表眼前处理的好坏对防腐涂层的有效性是最主要的，必需充分正视。某厂采用喷抛丸机械除锈方法，并对磨料进行选择、试验。磨料颗粒过小，会影响表面除锈等级及效率。过大则造成抛丸喷射密度减小，还会造成较大凹坑。抛丸的喷射是使钢材表面变得粗拙，增加表面积，有利于进步漆膜的附着力，增进表面活化状态，但若粗拙渡过大，会消耗过多的涂料，而且可能使涂层下面截留气泡或产生没有复盖涂层的波峰，这就会引起漆膜的破坏和使漆膜的防腐性变差。

    根据某厂出产经验，电站风机钢材表面粗拙度值为40一70。当涂层的厚度为200左右时，是符合国外资料先容的约为粗拙度最大值3倍的划定。为了能使工件的表面处理能达到较理想的除锈质量和获得适度的粗拙度。采用钢丸和棱角砂混合磨料对工件进行喷抛射。根据资料先容，圆形的颗粒，在喷射时主要起敲击作用，而棱角形颗粒磨料主要是起切削作用，能使底材与漆膜起咬合作用，使涂层对底材有更强的附着力。经由多次反复试验，选择了最佳混合比的喷抛磨料。

   

风机中几个常见种类的结构和特点

风机的种类繁多，在风机的分类方式中最为我们所熟悉的，是按照气体流动方向不同所区分的几个类别的风机，如离心风机、轴流风机、斜流风机和横流风机。以下是这些分类风机的结构和特点介绍。             1、离心风机             离心风机是历史比较悠久的一类风机，可见离心风机的结构与原理比较简单，并且易于制造和操作。             离心风机设计有叶片通道，叶轮在通道中心做旋转运动，气体进入离心风机之后，会在叶轮的带动下持续转动并产生离心力。气体受到离心力作用而被压缩，而当离心力增大到一定程度时，气体会脱离叶轮的带动沿叶片通道流出。             离心风机在压缩和输送气体过程中，可以改变气体流动的方向，且出风口的压力稳定，易于和其他设备配合使用。             2、轴流风机             轴流风机是指气体流动方向与叶轮轴方向相同的一类风机，我们日常使用的电风扇就是最简单的一种轴流风机。轴流风机由于设计方式的局限，很难在工作过程中改变气体的流动方向，但相对的轴流风机也获得了更好的气体流量参数。             3、斜流风机             斜流风机是介于离心风机和轴流风机之间的一种风机。斜流风机的叶轮带动气体运行后，气体既存在离心运动也存在轴向运动，实际上斜流风机的气体流动方向近似于锥面流动，这也是斜流风机被如此命名的原因。             斜流风机的气流沿叶片中心为散射形，因此斜流风机的通风量高于离心风机，气体加压能力高于轴流风机，并可适量改变气体流动方向。另外，斜流风机的结构比离心风机更为紧凑，占地面积小，更易于安装和使用。             4、横流风机             横流风机是多用于空调通风的一种风机。横流风机的叶轮为多翼式结构，出口截面细长，所获得的气流扁平、高速。横流风机可以改变气体的进出方向，对风量的控制能力较好，但由于横流风机的设计尚不成熟，因此使用范围较窄。

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收录时间:2011年03月26日 05:12:44 来源:无忧备件网 作者:

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