葉輪設(shè)計對吸油煙機(jī)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)量及噪聲的影響研究.pdf

1、在目前國內(nèi)吸油煙機(jī)市場中，巨大的商機(jī)與激烈的行業(yè)競爭并存，各吸油煙機(jī)的品牌關(guān)注度相近。由于各品牌吸油煙機(jī)的性能相近，進(jìn)一步提高吸油煙機(jī)的性能表現(xiàn)和品質(zhì)有助于增強(qiáng)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(jī)時的兩個最重要考量因素分別為風(fēng)量和噪聲。吸油煙機(jī)產(chǎn)品的不斷發(fā)展，也對其風(fēng)量提高和噪聲降低提出了更高要求。優(yōu)化目標(biāo)方面，目前的風(fēng)機(jī)優(yōu)化研究多集中于風(fēng)機(jī)風(fēng)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(biāo)研究通常選取風(fēng)量和效率作為優(yōu)化目標(biāo);優(yōu)化設(shè)計方面，大量研究基于現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行改良，設(shè)計改進(jìn)空間有限。
　　本文課題來源于校企合作項目，目標(biāo)是在提升風(fēng)量的同時，降低氣動噪聲。為提高吸油煙機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計改進(jìn)空間，本文設(shè)計了吸油煙機(jī)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的初始模型，基于計算流體力學(xué)(ComputationalFluidDynamics)仿真分析工具，用正交實驗的方法分析研究風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸油煙機(jī)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)量和噪聲的影響并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，提升了

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

4、，并通過對比初始模型的仿真結(jié)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(jié)構(gòu)參數(shù)對于風(fēng)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(biāo)最優(yōu)的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)組合方案，通過對優(yōu)化后的葉輪進(jìn)行仿真實驗，驗證其已達(dá)到優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)量和噪聲表現(xiàn)得到提升。
　　然后，通過因素指標(biāo)分析，得到不同葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)下的風(fēng)機(jī)風(fēng)量，在Matlab中實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)

5、參數(shù)與風(fēng)量的單因素影響關(guān)系描述，通過對比觀察不同結(jié)構(gòu)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(dǎo)致風(fēng)量下降的摩擦損失、內(nèi)循環(huán)現(xiàn)象和尾跡現(xiàn)象，結(jié)合出口速度三角形模型、相對渦流模型、影響關(guān)系擬合曲線，分析葉輪各結(jié)構(gòu)參數(shù)對風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)量的影響機(jī)理。
　　最后，討論吸油煙機(jī)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)空氣動力噪聲源構(gòu)成;基于Proudman噪聲理論研究強(qiáng)前彎葉片的渦流噪聲特性;研究旋轉(zhuǎn)噪聲特性，包括基頻旋轉(zhuǎn)噪聲與整體噪聲對比以及葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對旋