外文文獻翻譯降低冰箱風扇噪聲

1、降低家用電冰箱的旋轉噪聲摘要：這篇文章描述了降低風機噪聲的方法，尤其是家用電冰箱風扇葉輪上的噪音。被測試冰箱中的風扇是一個螺旋槳式風扇，風機擁有一個具有四個葉片的葉輪，一個覆蓋在蒸發(fā)器上方的后板，和一個具有若干開口的前板。氣流通過開口冷卻冰箱里面的食物。通過用一個激光多普勒速度儀測量風扇的內部流場，發(fā)現(xiàn)通過葉輪的氣流相對于葉輪軸線不對稱。不對稱的氣流似乎是由受到了氣流通道的限制而產生的，而且這可能是產生旋轉噪聲的原因。雖然為了防止氣流變得不對稱研究了很多措施，但是都很難用來解決這個案例，因為在改變設計方面有困難。通過聲強法尋找噪聲源后發(fā)現(xiàn)噪聲是通過前板上的開口輻射出來的。在風機的后板上安裝導流

2、器引導通過開口的氣流。結果是，葉輪上的噪聲被降低了，同時流量幾乎沒有改變。關鍵詞：電冰箱 風機 噪聲 導流器簡介：最近，住宅內的聲舒適度和熱舒適度變得很重要。所以，降低電冰箱的噪聲很有必要。家用電冰箱的噪聲來自壓縮機和風扇。很多公司和研究機構對壓縮機的降噪進行過研究。然而，幾乎沒有人做過旋轉噪聲的研究。本文研究了家用電冰箱風扇系統(tǒng)的降噪方法，尤其是風扇葉輪的噪聲。本文測試的電冰箱的技術參數(shù)如表格1所示。圖1顯示了被測冰箱的橫截面?？諝庠俦惶幱诒浜蟛康恼舭l(fā)器冷卻以后被風機送入冷藏室和冷凍室。通過蒸發(fā)器的氣體通過設計好的通道最終會回到蒸發(fā)器。圖2顯示了風機的前視圖和橫截面。冰箱中的風扇是一個螺旋

3、槳式風扇，風機包括一個直徑90mm的葉輪，葉輪擁有四個葉片，被稱作“蒸發(fā)器蓋板”的后板覆蓋著蒸發(fā)器，在被稱作“風扇遮板”的前板上有若干個開口，葉輪被裝在蒸發(fā)器蓋板上部的孔（直徑100mm）的中間。前板上的開口如圖2上的實線所示。通過葉輪的一部分氣流，通過開口進入冰箱冷凍食物。圖2中虛線所示的開口，位于蒸發(fā)器蓋板上，通過這部分的氣流被引導進入冰箱的冷藏室。在蒸發(fā)器蓋板上裝有肋板，以引導氣流更有效的到達各個開口。風扇電機的電壓固定，所以葉輪在整個實驗中保持3000r/min的旋轉速度。速度和噪音的測量測試用的風機被做成來測量流場。它和之前的風機有一樣的形狀，而且風扇遮板由透明的丙烯酸板制成。流場測

4、量使用激光多普勒速度儀，激光多普勒速度儀的技術參數(shù)如表2所示，裝置如圖3所示。用來為激光多普勒速度儀測量播撒微粒的氣霧劑，由一個常規(guī)的超聲波氣霧器產生。激光束垂直照射在風扇遮板上。測量平面選定在距離風扇遮板后的6,12,18,24mm處。冰箱的噪聲在一個隔音室中測量。房間的尺寸是2.7m寬、3.0m深、2.2m高，背景噪聲等級是18.2dBA)。冰箱的壓縮機在整個測試過程中是被關閉的，所以測量到的只是風扇的噪音。使用的聲級計是常規(guī)型號，頻率的分析通過FFT完成。測量面位于冰箱或者風機的前方1m處。當風機的噪聲被測量時，風機位于冷凍室內，并且冷凍室的門保持開啟。用聲強裝備尋找風扇系統(tǒng)的噪聲源。它

5、包括兩個電容式傳聲器和一個聲強分析儀，聲強是由一臺個人電腦由頻率分析的結果算出的。裝備的輪廓線如圖四所示，技術參數(shù)如表3所示。聲強由兩個傳聲器的聲壓計算出。當被測單元周圍的聲強被測量出并且畫出特定頻率的等值線時，上述聲強等值線的峰值處就是這個頻率聲音的聲源所在，降低這個頻率的噪聲對降低整體的噪聲很有必要。在這個案例中，聲強在風機前方60mm的平面里以50mm的間隔測量。來自冰箱和風機的噪聲對冰箱噪聲的測量是為了掌握噪聲等級的現(xiàn)狀。圖5顯示了1kHz以下的頻譜圖。整體噪聲等級是29.8DB(A).由圖所示，在50、200、400Hz處存在峰值，在大約500Hz處有一個寬峰。由于葉輪的旋轉速度是3

6、000r/min，50Hz的峰值來自葉輪旋轉自身，其他峰值的頻率來自葉輪噪聲，它的頻率是風扇轉速和葉片數(shù)乘積的倍數(shù)，三分之一倍頻程分析的結果顯示50、200、400和500Hz的噪聲等級分別是13.3、27.2、23.7和21.4DB(A)。很明顯，頻率是200Hz的噪聲比其他的強。若僅僅測量風機的噪聲等級。則頻譜如圖6所示。基頻是200Hz的葉片噪聲很明顯。頻率是50Hz的峰值在這張圖中不明顯，并且500Hz周圍的寬峰已經不見。這是因為風機被裝在冰箱內部形成的冰箱的聲學特性導致只有整體噪聲的一部分被輻射出來。因此，降低風扇的噪聲，尤其是例如200Hz這樣的一些頻率與風扇的轉速和葉片數(shù)的乘積成

7、比例的噪聲是主要的。風機里的流場葉輪的噪聲是由于當一個葉片切割空氣時導致的壓力波動引起的流體噪聲。引起來自螺旋槳式風扇的葉輪噪聲大的一個原因是氣流相對于葉輪的旋轉軸不對稱。另一個原因是由于葉輪的吸氣測有漩渦。用LDV測量風機的流場來尋找引起葉輪噪聲的原因，圖7顯示了內部流場的速度矢量圖。盡管在葉輪的周圍有氣流沿圓形和放射形的運動，但是氣流的中心不是葉輪的中心，而且氣流的中心趨向于蒸發(fā)器蓋板上的開口。圖8顯示了孔口上葉輪周圍的徑向速度。圖片上的角度是由在平行于風扇遮板的平面上反時針旋轉的角度決定的，在這個平面上，0度起始于X軸。氣流越靠近蒸發(fā)器蓋板，徑向速度的發(fā)散越嚴重。在同一個圓周中，有速度為

8、負數(shù)的吸入側，也有速度為正數(shù)的排放側。盡管靠近風扇遮板的速度發(fā)散很小，可以確定的是進入和穿過葉輪的氣流不對稱于葉輪軸線。圖9顯示了能指示氣流波動的湍流能量等高線，氣流波動被認為是在葉輪的葉片切割空氣是產生的。所以，湍流能量集中的地區(qū)就是葉輪的出風側。從這些數(shù)據(jù)獲得的3-D流場圖表明葉輪吸入側的氣流已經轉向蒸發(fā)器蓋板上的開口。氣流不相對于葉輪旋轉軸線對稱，一邊旋轉一邊流向蒸發(fā)器蓋板上的開口。當氣流流向風扇蓋板時，氣流的周向運動越來越不明顯，放射狀的運動越來越明顯。蒸發(fā)器蓋板上開口的影響風扇排氣側的諸多妨礙物是造成非對稱氣流的諸多因素之一?？諝馔ㄟ^葉輪流向與制冷部件相連的蒸發(fā)器蓋板上的開口。可能是

9、因為靠近開口的附近障礙物少。所以，設計了在蒸發(fā)器蓋板上的開口相聚很近以致對空氣的阻礙一致的情況下的實驗。圖10顯示了風機的流場。盡管這樣做比圖7、8所示的更有效率，但是不對稱情況沒有被徹底改進。入口氣流的影響風機后部的電機上有一個保護罩，如圖二所示，它在冰箱內的安裝情況如圖一所示?？梢娺M入葉輪的吸入側氣流不是來自葉輪的背部而是大部分來自葉輪的下部。這就說明不對稱的氣流可能是由結構產生的。為了驗證這一點，如圖11所示，在風機上裝上吸氣管，這樣能保證吸入側的氣流只來自葉輪的背部。圖12中的管長為20mm，圖13中管長為50mm。在20mm管長的案例中，發(fā)現(xiàn)不了吸氣管對氣流有什么作用。然而，當管長變

10、為50mm時，空氣在葉輪的旋轉中心附近像一個漩渦一樣旋轉。湍流能量等高線顯示，在孔口附近的很大一片區(qū)域氣流變得規(guī)則了。圖14顯示孔口處徑向速度的分布就像圖8所示一樣。加裝50mm長的管道對改善氣流對稱性影響很大。如上所述，不對稱的氣流主要是由排氣側的阻礙的不規(guī)則分布和吸入口的結構導致的。改善排氣側阻礙的計劃是改變蒸發(fā)器蓋板上開口的位置或者是以多數(shù)的小開口代替單一的大開口。另外，改變吸氣測結構的計劃是在吸氣測安裝吸氣管使吸入的氣流平行于旋轉中心。這些計劃需要結構的改變，但是家用電冰箱的內部空間有限，而且家用電冰箱應該盡可能的越造越小。因此，這些計劃本可能被用到產品的設計中，所以需要研究通過不改變

11、冰箱結構進行降噪的方法。控制風機的內部流場用聲強法尋找噪聲源指明了旋轉噪聲如何從風機中輻射出來的。圖15所示為頻率200Hz噪聲的聲強等高線圖，200Hz是從圖5、6明確指出需要降低的噪聲頻率的峰值。由圖可知，200Hz頻率的噪聲由右上部分輻射出。與上述的結果進行對比，產生在葉輪上的旋轉噪聲，被認為是伴隨氣流從風扇蓋板上的開口傳出的。重要的是排放側氣流不直接吹到風扇蓋板上。如圖16所示，在蒸發(fā)器蓋板上裝導流器。導流器的安裝位置的確定必須保證冰箱內部流場保持不變并且風扇出口氣流不直接吹到風扇蓋板上。圖17顯示了速度矢量圖和湍流能量等值線。速度分布基本和圖7中所示一樣。然而，和圖9相比，葉輪右上部分的湍流能量減少了。導流器對風機內部流場的調節(jié)效果得到了驗證。圖18顯示了1/3倍頻程處理后的總體噪聲等級。諸如200Hz的這些頻率是旋轉速度和葉片數(shù)乘積的旋轉噪聲得到了顯著的降低，并且總體噪聲也大約降低了3DB(A)。導流器在降低噪聲方面的作用得到了驗證。結論通過以下的方法和設備研究了造成家用電冰箱中風扇噪聲的原因并提出來降噪方案：激光多普勒測速法、噪聲頻譜分析、