导流罩对空调器室外机噪声的影响

导流罩对空调器室外机噪声的影响摘要：利用数值模拟的方法对空调器室外机内部气体流动进行了计算，研究了室外机出风口相对湍流强度的变化，分析了导流罩宽度、导流罩导弧对室外机噪声的影响。通过计算分析和试验验证，表明空调器室外机导流罩的宽度存在一个最佳值使室外机的噪声最小。根据导流罩导弧对室外机噪声影响的规律设计出双导弧导流罩，经过试验验证分析，表明双导弧导流罩能降低空调器室外机的噪声。关键字：导流罩室外机空调器数值模拟相对湍流强度0前言对于空调器室内机降噪技术国内外已经做了大量的研究，降噪效果也比较明显[1-3]。反之，空调室外机噪声一向不被人们关注，从而对其进行的降噪研究也比较少。轴流风机产生的气动噪声是室外机主要噪声源。为了降低轴流风机的气动噪声，国内外学者对其作了大量的研究[4-6]。这些研究是针对独立的轴流风机进行的，而空调器室外机轴流风机风道系统结构比独立的轴流风机系统要复杂的多，因为它并不仅仅包括轴流风扇，它还包括热交换器、导流罩、出风网、电动机支架等附属结构，这些部件的存在将会在很大程度上影响空调室外机的内部和外部流场，从而影响室外机噪声。导流罩是空调器室外机轴流风机风道系统的重要组成部分。因为室外机机壳是方形的，从轴流风扇流出的旋转气流将会向四周发散，从而大大减少了室外机出风口的风量。圆筒形导流罩的存在可以使风扇出口气流延导流罩流向室外机出风口，从而抑制了风扇出口气流的发散，减少了出口风量的损失。因此，导流罩结构变化会影响到空调器室外机内部流场的分布，从而改变空调室外机噪声。为了研究导流罩结构对空调器室外机噪声的影响，首先利用数值模拟的方法，分析导流罩结构对室外机内部流场的影响，从中找出导流罩影响空调器室外机噪声的机理，然后，通过对室外机噪声频谱的测试，对数值分析结果进行验证。1空调室外机结构特点空调器室外机风道系统主要由轴流风扇、热交换器、导流罩、出风网、电动机支架和中隔板等组成。模拟的空调室外机为一款功率为5000W的落地式空调器室外机，其结构如图1所示，室外机导流罩结构如图2所示。2数值计算使用数值计算软件STAR-CD对空调室外机内部流场进行计算分析2.1网格划分和边界设定图3室外机网格室外机数值计算网格如图3所示。由于空调室外机轴流风扇的转速较低，因此可假设其内部流动为不可压的。计算中采用SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型求解三维N-S方程。2.2模型验证利用上述计算模型对不同出口流量下空调器室外机出口处的静压进行了计算，并与试验测量值进行了比较，如图4所示。计算值与试验值趋势一致，吻合也比较好，相对平均误差为11.5％。2.3导流罩对室外机流场和声场的影响茎风壶导流罩宽度的躺影响脖为了研究导流臣罩宽度的影响粉，对具有宽度僻不一致导流罩训的室外机出口俩处相对湍流强乞度进行了数值庭计算，相对湍奇流强度芝可表示为(1)蓝式另中疼妇、秋、饭—对x扯、婶y勿、邮z乌方向速度分量首脉动值瓣—劫开速度的平均值量。催由相对湍流强津度痛的定义可知，匹越大，气流的蛇扰动越大，气煎体涡流噪声也誓越大。隶相对湍流强度惊的取值位置位乌于室外机出风奴网所在截面上肚，如穗图盒5钟所示仇，检魂R史为半径，掘表示半径为悟R罪、宽度沾为俭Δ冻R企的圆环碍面汪(遥图怎8械中阴影部面分芒)傻上相对湍流强怨度的平均值犁。亡些计算时所有导蒜流罩直径相溜同雄(花d薄1许=据442mm渠、卖d匀2卫=须420mm俩)横，且具有相同搏导鲜弧捉,阵吃出口流量食为友1吸800m严3虚·h父-1水。导流罩宽度鸣参数如饺表辅1桶所示。润表向1辱鸦导流罩宽度参断数竞背序号滔裤吸1浮吩间2慈奇堤

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3砌0舌漂顶45嫩场犁灶6余5兆坛责75猫图油6感为导流罩宽度继对室外机出口究处相对湍流强择度的影响曲线摘。可以看出，奥随着导流罩的击宽度增加，室兆外机出口处相童对湍流强度是蝶先减小后增大旺的，即存在一侍种导流罩宽度廊使得相对湍流诱强度最小。对值于本文所模拟拍的这款功而率最5000蔑W粥的落地式空调说器室外机，当奔导流罩宽度为为48mm恨时室外机出口驾处相对湍流强庆度最小，即此岸时的室外机涡厚流噪声应该是榨最小的。瓦阶款导流罩导弧的缴影响陡为了明确导流悼罩导弧对室外意机噪声的影响炕，我们对有导株弧和无导弧的没室外机出口处熔相对湍流强度匹进行了数值计膏算，出口流量圣为毕1虽800m依3男·h饥-1役。导流罩结构窃尺寸为：废d渗1童=戒442mm豆、乐d巾2甩=鹿420mm洋、趁b瓣1驴=耳48mm阅、矿b黄2黑=躬38mm寒。相对湍流强光度的取值方式止与前面一样。舍图久7律为有导弧和无楼导弧的室外机玩出口处相对湍贺流强度图。可施看出，室外机损有导弧时出风晌口处的相对湍准流强度汪比无导弧时要委小，这表明导贺流罩导弧的存渗在可以降低室桨外机噪声。这闸是因为导流罩插导弧的存在使缩风扇出口气流弹能够比较均匀绝的进入导流罩遭，防止了气流食速度的突变，寨从而减弱了出姜风口气流的扰罚动，使涡流噪坐声降低。菊刚男双导弧导流罩道对室外机噪声摩的影响终根据上面对导牲流罩导弧的分恰析可知，导弧轮的存在对室外见机噪声有一定柱的影响。为此壳，加工了一种矿双导弧的导流谱罩，如掠图顷8奴所示。孙为了研究这种炼结构的导流罩斑对室外机噪声朱的影响，首先锤对具有该结构未导流罩的室外擦机出口处相对报湍流强度进行艳了计算，出口庄流量为幻1800m太3笔·h书-1沃。导流罩的结沟构尺寸为：旧d敞1脉=毫442mm醉、场d膀2王=臭420mm暴、颤b芹1拍=赌48mm增、工b蚕2冒=米38mm响。相对湍流强粒度的取值方式崖与前面一样。搜图赛9恰为双导弧与单蓄导弧时室外机托出口处相对湍导流强度对比。荡由留图凉9避可知，具有双锈导弧的导流罩剂室外机出风口誓湍流强度比单烂导弧的要小。羽这是因为双导得弧结构不仅能繁防止气流进入菌导流罩时的气扛流突变，而且辉防止了气流从腰导流罩流出时红的气流突变，围更好地保证了佛气流的均匀性选。右3馒里试验分乐析歼郑3.1兵战试验装置跟室外机的出风梯口静压测试以浙及系统性能测驼试都是在焓差妖法空调器测试脚室中进行。当留进行出风口静龙压测试时，室茄外机轴流风扇纷转速不变，通帝过调节引风机坚的田转速来改变室冰外机出风的风羡量，测试不同海风量下室外机烘出口处的静压禁分布，静压探努头布置在测试颂腔的进口处，使静压测试时不舟开启工况。静便压测试按国宇标栗GB/T7身725-19皆9咸6疑进行清噪声测试在半羡消声室中进行搞，噪声测试设功备撤为撤B&K223湿6嫂精密声级计，扑利用该设备分谷别对具有不同根导流罩的室外执机出口噪声进归行了测试，测村试数据分别为材该位置处的惊总历A蝴声压级拾和勾1/偶3丧倍频程频谱。熔噪声测量按国懒标机GB/T7撕725-19针9蔑6续。快3.2蜓恢试验结果分迁析墨续图紧1礼0耳为不同宽度导劝流罩时空调室嚼外机噪忍声号(蔽总稍A姓声末级纷)花测试结果。由科该图可看出，闸正如前面数值势模拟结果所显附示的，导流罩尚宽度对空调室旧外机噪声一定宇的影响。如图败所示，随着导愉流罩宽度的增酱大，室外机噪剧声先减小然后疯又增加，在宽遭度接近六48mm甜时噪声达到最秤小值。坦图拉1夹1祥为具有无导弧端导流罩、单导垦弧导流罩、双轰导弧导流罩时收室外净机票1/肾3罪倍频程噪声频糠谱图。由该图夏可看出，正如委前面数值模拟同结果所显示的时，导流罩导弧驼对空调室外机愈噪声一定的影政响。根据体图逼1驶1勾中各频率段的尤分贝值，可计非算出双导弧导球流罩室外机较总君A炕声级型为封53.6d练B恶、单导弧六为屿54.4d啄B击、无导弧环为锤55.8d灯B蚕，可见双导弧异导流罩室外机杂噪声最低。另牢外，由罢图步1惠4袄可见，双导弧柏导流罩室外机弊在频谱的中高婆频狸段戚(1000咽H供z冒～强8000减Hz吵)驾声能量与单导浊弧、无导弧相琴比有了比较明轿显的减小，这输是涡流噪声变羞化的特点。这咬是因为双导弧芦结构不仅能防佩止气流进入导模流罩时的气流罢突变，而且防份止了气流从导次流罩流出时的疫气流突变，更邪好地保证了气着流的均匀性，乓从而达到降低障涡流噪声的目煤的。4结论换导流罩对空调腾器室外机噪声写有着重要的影樱响。通过对室伐外机导流罩的亭数值计算和试纳验分析，得到设以下一些结论谷：滔镰(1混)鸡导流罩的存在泥主要是影响室断外机的涡流噪连声。套(2厘)落采用不同导流骄罩，室外机的脾系统性能变化锤不大。炭(3该)繁随着导流罩宽领度的增大，室扩外机噪声先减梯小然后又增加负，即存在一种忠导流罩宽度使鸦得室外机噪声让最小；对于所慕模拟的这款功罗率宗5000再W困的落地式空调主器室外机，当与导流罩宽度为粒48mm叫时室外机噪声除最小。赢(4蝶)加导流罩导弧的陈存在可以降低外室外机噪声。第(5鸡)蒜双导弧导流罩神能有效的防止耽气流流速突变谦，更好地保证六气流的均匀性贺，从而降低空唤调室外机噪声腥。参考文献乌1KooH乘M.Ex络perime析ntals疯tudyo罗fthe逝noise瓶andth技eperfo也rmance棵ofcr餐oss-fl困owfan科sinr辨oomai忠r-cond捐itioni犯ngsys蛋tems.诉Noise捎Contro蕉lEngi缩neerin恋gJour拌nal,20找00,48(昨2篮)匙：丑4狠1载～礼47卷2引邓明嫂义重,厨孟匠鸣战,筒王蜂军池,万等深.社但多折热交换器比及其局部倒片谱降低空调室内介机气动噪声的势研确究仪.息流体机胞械袋,2001,膀9(10)址:5娇8栗～柏60若3搅区颖扑达责,秩游肚斌餐.栏灯分体空调室内乒体贯流风机蜗睡舌间隙对气动尝特性的影竞响阅.稠欢风机技累术召,2001煌(4直)左：翼7梦～奴9披4Quinl槽anDA纹,Bent凳PH.H沾ighfr祖equenc岩ynois榆egene瓜ration眉insm磁allax斤ialfl铲owfan吼s.Jou跌rnalo废fSoun独dandV写ibrati宽on,19电98,21售8(2堤)故：燥17否7痒～凭204继5Maalo初umA,K招ouidri普S,Ba额kirF,嘉etal蹄.Effe款ctofi梢nletd花uctco伯ntour形andla股ckthe颈reofo咏nthe贩noise避genera绝tedof伙anax贯ialfl我owf