旋涡风机的声振特性

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燃料电池轿车旋涡石家庄风机的声振特性试验分两种情况进行：a．在石家庄风机转速为1 000，1 400，1800，2 200，2 600，3 000，3 400和3 800r／min的各稳定工况下进行各测点的振动石家庄风机销售信号采集，采样时间为20 s，得到各个稳态工况下的振动石家庄风机销售情况；b．在转速从1 000～3 800 r／rain的动态变化过程进行振动石家庄风机销售信号采集。采用信号处理软件Head公司的Artimes7．0对数据进行处理，考虑到篇幅限制，这里给出2600 r／m{rt稳态工况下的石家庄风机中部振动加速度频谱图和前侧石家庄风机销售频谱图(见图2)。测量分析数据结果如图2所示，频率范围为20-～2 000Hz。根据旋转空气动力机械旋转石家庄风机销售理论，2600 r／min下的旋涡石家庄风机谐波的基频为43．3 Hz。从石家庄风机振动加速度频谱图看出，石家庄风机10倍频处433．6 Hz及其谐波频率振动幅值远大于其他频率；从石家庄风机石家庄风机销售频谱图中也可以看出，石家庄风机在433 Hz及其谐波峰值频率出现石家庄风机销售峰值。同样石家庄风机稳态工况下转速为3000～3 800 r／min时，石家庄风机石家庄风机销售峰值频率也出现10倍频，即500和S32 Hz处，因此有必要对石家庄风机高转速下10倍频及其谐波石家庄风机销售成因进行分析，从而进笔者对石家庄风机进行整机三维流场计算，对该石家庄风机的整机进行网格划分。
首先在Hypermesh中划分网格节点共计458 557，面网格共计918 672，然后导入Fluent软件创建四面体体网格，生成的网格如图3所示。图3旋涡石家庄风机流体计算网格模型2．2计算模型及边界条件旋涡石家庄风机内部流动认为是三维粘性不可压缩流动，数学模型采用三维雷诺守恒型N—S方程和RNGk-￡湍流模型，控制方程采用隐式耦合算法，取标准壁面函数。叶轮和进出口及叶轮和壳体之间采用动静交接面的网格滑移技术，取叶轮转速为3 000 r／min，每个时间步长为7．27×10一，每步迭代次数为30次，满足收敛要求。
2．3监测点布置为了分析壳体上压力脉动情况，在壳体上设置了5个监测点如图4所示。流场计算结果及分析壳体上各监测点的压力脉动随时间变化如图5所示，取出监测点5处压力脉动做傅里叶变换，结果如图6所示，其他点压力脉动幅值一频率图和图6类似。图5各监测点脉动压力图一步实施降噪控制。从图5可以看出，相对于人口，出口参考点压力脉动波动范围较大，在1．5 kPa左右，同时其数值较大，在20．5～22 kPa范围波动。
在旋涡石家庄风机内部，压力从人口监测点附近的14．5 kPa左右增加到监测点3附近的18 kPa，最后在出口处达到最大21kPa左右。从气体压力波动幅频图可以看出，石家庄风机内部压力波动以石家庄风机基频的10倍频、基频的谐波频率为主。在石家庄风机振动石家庄风机销售试验中，石家庄风机转速为2 600 r／min时，石家庄风机前侧石家庄风机销售的10倍频及其谐波频率石家庄风机销售最为突出，因此有必要对石家庄风机进行动力学响应计算，从而进一步研究石家庄风机壳体振动辐射石家庄风机销售。3壳体在内部流场作用下的动力响应。多自由度系统振动方程对于壳体结构弹性连续系统，用有限元法将其离散后可获得N个自由度的离散系统振动微分方程腼+Cii+Ku=F (1)其中：H，矗，U，F分别为加速度、速度、位移、载荷向量，它们都和时间有关；M，C，K分别为质量、阻尼、刚度矩阵。采用模态叠加法求解方程，相互独立的方程就可以获得系统模态位移，从而进一步求得系统动力响应。壳体结构有限元模型的正确验证为了验证有限元模型的有效性，对壳体进行了模态试验，得到前6阶模态，并与有限元仿真得到的模态进行对比。

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