考慮聲-固-熱耦合影響的盤式可調速永磁聯(lián)軸器降噪研究.pdf

1、永磁聯(lián)軸器（Permanent Magnetic Coupling，PMC）是一種新型磁力驅動聯(lián)軸器，以其可實現(xiàn)非接觸式動力傳遞、調節(jié)氣隙無級變速、節(jié)能、安裝及操作方便等突出優(yōu)勢，近年來發(fā)展迅速并廣泛應用于化工、石油、海洋、航天航空等工業(yè)領域中，尤其在化工等過程工業(yè)的流體輸送操作中，采用可變速永磁聯(lián)軸器不僅能實現(xiàn)非接觸傳動，還可同時在線無級變速，比傳統(tǒng)的管路閥門調速技術可大幅度節(jié)能。永磁聯(lián)軸器運行時高速旋轉會產(chǎn)生強烈的氣動噪聲，目前工業(yè)

2、中采用的降噪措施多是用隔聲罩來隔絕永磁聯(lián)軸器向外輻射噪聲，但是隔聲罩降噪的同時會使永磁體由于電磁感應產(chǎn)生的大量熱量難以逸散，使永磁體溫度過高，甚至導致永磁體永久退磁使傳動效率大幅降低。目前對大型永磁聯(lián)軸器（300kW以上），多采用強制水冷或油冷散熱，不僅結構復雜、制造成本和操作運行成本高，而且需要配套冷卻水/油循環(huán)系統(tǒng)，易造成能源浪費與污染。目前人們對永磁聯(lián)軸器的氣動噪聲來源及有效降噪和高效散熱等問題的研究還不充分，針對如何保證永磁聯(lián)軸

3、器在有效降噪的同時強化傳熱使溫升不影響機器性能這個亟待解決的難點問題，以應用廣泛的盤式永磁聯(lián)軸器為例，采用理論分析結合數(shù)值模擬的方法研究其噪聲產(chǎn)生機理及考慮聲-固-熱耦合影響的降噪散熱方法，對充分發(fā)揮永磁聯(lián)軸器的優(yōu)勢、更廣泛的推廣應用以及提升我國制造業(yè)的總體技術水平有重要的理論意義和工程應用價值。
　　以盤式可調速永磁聯(lián)軸器為研究對象，考慮流體流速、溫度、固體邊界三個變量以及聲-固-熱耦合影響，建立了考慮聲-固-熱耦合的流動控制方

4、程、氣動聲學方程、局部隔聲罩插入損失方程以及考慮聲-固-熱耦合的模態(tài)方程，可用于計算永磁聯(lián)軸器的流場和聲場。通過考慮聲-固-熱的流動控制方程考慮了流體流速、流體壓力以及溫度等變量的影響，通過氣動聲學方程考慮了固體邊界對流體流動的影響，通過考慮聲-固-熱耦合的模態(tài)方程考慮了聲-固-熱耦合對永磁聯(lián)軸器模態(tài)頻率和模態(tài)振型的影響。
　　基于考慮聲-固-熱耦合的流動控制方程，考慮轉速作為變量，對永磁聯(lián)軸器的流場進行數(shù)值模擬，得到了永磁聯(lián)軸器

5、流場壓力分布、渦流分布以及渦流密度，以及渦流密度隨轉速的變化規(guī)律;基于氣動聲學方程，考慮流體壓力及固體邊界兩個變量，對永磁聯(lián)軸器的聲場進行數(shù)值模擬，得到了使用隔聲罩后各監(jiān)測點的噪聲特性，并與使用隔聲罩前的噪聲源特性進行對比，得到了使用隔聲罩后的降噪幅值?？紤]隔聲罩對永磁聯(lián)軸器溫度場的影響，分析了固體邊界及固體邊界材料對永磁聯(lián)軸器溫度場的影響規(guī)律。
　　基于建立的考慮聲-固-熱耦合影響的氣動聲學模型，對永磁聯(lián)軸器降噪散熱進行了多目標