降低电力机车风机噪声的研究

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摘 要：噪音问题极大地影响了人们的工作和生活环境，在日常生活中存在有各种各样的噪声源，如汽车笛声、火车的启动声，飞机起飞、降落的声音， 工厂设备的声音等等。解决噪声的污染问题，采取降噪措施，对于提高环境的质量和人们的生活条件是很重要的。本文通过对风扇噪声预测，针对电力机车和电动机车风机产生的噪声采取降噪措施，希望为相关人员提供参考。

关键词：电力机车；风机；降噪

中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）19-193-2

0 引言

截止目前，风电场中的噪音问题尤其是运行中的风机风扇产生的噪音如何消除在技术上未能完全解决，特别是高压风机产生的噪音，它是由当前气动声学水平和计算机硬件条件决定的，特别是计算1米以外的范围内随时间变化的流场（从启动到稳定）非常困难。研究风机，在研究提高改善风机性能的同时尽量采取措施减少风机产生的噪音问题，使其更加环保，对人们的噪声污染尽可能减少。

1 风机噪声机理的研究状况

气动声学是声学和空气动力学的相互作用相互影响的一门交叉学科。根据理论研究和实验分析，宽带噪声和离散噪声是风力发电机组的主要来源。

宽带噪声也称涡流噪声，它在转动过程中叶轮和叶轮气体的相互作用，耦合的辐射宽带噪声，包括湍流噪声和湍流边界层噪声，后缘和翼尖涡的平涡脱落噪声；离散噪声也表示旋转噪声、旋转的叶片周期性打击空气粒子或附近压力引起空气的压力脉动所产生的离散频率噪声。

通过对多轴流风机的气流参数（包括速度、流量系数和进气畸变等）和结构参数（包括级联结构参数、径向和轴向间隙，定子和转子的数量匹配等）来研究对风机噪声的影响，并提出了一些典型的降噪措施（包括旋转护罩，锯齿形的入口，提出了叶片，叶片的等距分布，端壁边界层抽吸等）。

虽然在噪音离心风机产生的噪声的影响机理、结构和流动参数，降噪措施的大量研究噪声理论的评价方法，但气动声学研究在轴流风机要落后一些。

2 轴流风机噪声产生的原因

研究结果表明：风机总噪声与叶片旋转速度的六次方成正比，所以，叶片作用于流过风机的空气上脉动力是产生噪声主要原因。

产生离散频率噪声的主要根源是气动干涉引起的叶片脉动力与风机动静叶片之间的距离产生的噪声和两个风扇转子叶片之间旋桨产生的噪声构成的。

风机动静叶片与叶片脉动力噪声之间的间距很小时，位流和尾迹的变化会影响噪声的大小产生，邻近的叶片脉动与风机叶片构成的声屏障而产生声辐射。当作为屏障的叶片与升力脉动的声波波长尺寸之比小于0.5时，产生的噪声更大，影响更强。叶片距离与声障的大小成反比，即距离增加声障减小，当动静叶片之间的距离增大时，尾迹速度变化比位流干涉影响减小的影响慢很多。

综上所述，影响干涉噪声的因素有三个即速度场波形的叶片形状、叶片和叶片列之间的距离和叶片辐射面积的大小。

如果静叶干涉场在动叶上建立的脉动使动叶变成一个声源而静叶则是声障非常小的间距可能产生非常大的影响。