基于氣動(dòng)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(duì)象對(duì)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(dòng)噪聲也增大較多，因此設(shè)計(jì)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(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以對(duì)旋式雙轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇為原型，設(shè)計(jì)并建立了葉片穿孔雙轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇模型，通過(guò)數(shù)值模擬研究了不同級(jí)葉片穿孔、葉片穿孔孔

2、徑和葉片穿孔數(shù)量對(duì)風(fēng)扇氣動(dòng)性能的影響，對(duì)其靜特性、內(nèi)部流場(chǎng)以及氣動(dòng)噪聲特性進(jìn)行了分析，研究了內(nèi)部流場(chǎng)與靜特性、氣動(dòng)噪聲特性的相互聯(lián)系；同時(shí)對(duì)3種葉片穿孔參數(shù)進(jìn)行了正交優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬研究、靜特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試和氣動(dòng)噪聲實(shí)驗(yàn)測(cè)試。論文的主要工作及結(jié)論如下：
　　(1)設(shè)計(jì)了前級(jí)穿孔、后級(jí)穿孔和前后級(jí)穿孔3種不同葉片穿孔風(fēng)扇，對(duì)其靜特性、葉片表面靜壓分布與氣動(dòng)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(jí)葉片穿孔對(duì)風(fēng)扇的靜特性和噪聲影響不同，前級(jí)穿孔整體性能較好。
　　(2)對(duì)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(duì)其靜特性、內(nèi)部流場(chǎng)與氣動(dòng)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)。
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4、)通過(guò)對(duì)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(dòng)噪聲，4×4穿孔風(fēng)扇的穿孔數(shù)量相對(duì)較好。
　　(4)設(shè)計(jì)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(yàn)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(duì)優(yōu)化風(fēng)扇與原型風(fēng)扇