Снижение тонального шума двухпоточных центробежных нагнетателей

• Автор: Кочергин, Андрей Олегович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 205 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Обзор исследований по снижению тонального шума центробежных лопаточных машин
1.1 Классификация шума лопаточных машин. Обзор теоретических исследований шума вследствие неоднородности потока
1.2 Обзор исследований по влиянию конструктивных параметров проточной части лопаточных машин на шум вследствие неоднородности потока

1.3 Влияние языка и других геометрических параметров на шум центробежных машин.

1.4 Анализ шумовых характеристик современных центробежных машин

1.5 Заключение по главе 1. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Аналитические исследования тонального шума центробежных лопаточных машин.

2.1 Анализ теоретических исследований по оценке звукового давления на частоте взаимодействия лопаток в центробежных машинах при различных геометрических параметрах проточной части
2.2 Исследования тонального шума в двухлоточных лопаточных машинах при различной конструкции языков и рабочих лопаток с учетом интерференции.
2.3 Исследование влияния радиального зазора на шум центробежных лопаточных машин при различной конструкции языков
2.4 К вопросу о выборе геометрических параметров проточной части двухпоточных центробежных машин с целью снижения тонального шума.
Выводы по главе 2.
Глава 3. Экспериментальный стенд для исследования ступеней двухпоточных центробежных лопаточных машин, методики обработки экспериментальных данных и оценка точности измерений
3.1 Стенд для исследования ступеней центробежных двухпоточных лопаточных машин. Объекты исследования и их характеристики .
3.2 Методика измерений и обработки данных аэродинамических испытаний, точность измерений.
3.3 Методика измерений и обработки акустических данных. Погрешность измерений.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Экспериментальные исследования по влиянию конструктивных и режимных параметров на шум и экономичность двухпоточных центробежных лопаточных машин
4.1 Экспериментальные исследования по влиянию различных конструкций языков на шум и экономичность двухпоточных центробежных машин
4.2 Экспериментальные исследования влияния радиального зазора
на шум и экономичность двухпоточных центробежных машин
4.3 Сравнительный анализ результатов экспериментальных и теоре
тических исследований по влиянию изменения геометриче
ских элементов проточной части на шум центробежных лопаточных машин
Выводы по главе
Выводы по диссертации
Список использованной литературы


Отмечается, что изза сложности рассматриваемого вопроса авторы различных теоретических моделей делают ряд упрощающих допущений, таких, как рассмотрение шумоизлучения в свободном поле вместо наложения граничных условий, обусловливаемых границами объема рассмотрение двумерной модели вместо осесимметричных рядов лопаток различная степень аппроксимации переменных аэродинамических процессов включая игнорирование эффектами сжимаемости газа. Исследования по аэродинамическому шуму начались с шума вращения. Впервые этот вопрос возник при изучении шума воздушных винтов самолетов. С применением для судов на воздушной подушке турбовинтовых двигателей снижение шума воздушных винтов, а также шума вращения на судах становится такой же серьезной проблемой, как и борьба с другими видами шума. При исследовании шума винтов впервые была поставлена задача найти связь акустических характеристик машины с аэродинамическими характеристиками. Впервые теоретически объяснил шумообразование воздушным винтом и дал расчетные формулы советский акустик Л. Я. Гутин в гт. Позднее эти работы развили Е. А. Непомнящий и Д. И. Блохинцев 4. Л.Я. Гутин установил, что возбуждаемый винтом звук вращения связан с силовым воздействием лопастей на окружающую среду. В основу расчета Л. Деминг установил, что объемный звук излучение нулевого порядка много меньше, чем звук силового излучения. Эксперименты Хаббарда и ряда других исследователей , показали, что шум винта, работающего в условиях полузамкнутой области цилиндрической насадки, меньше, чем шум вращения в открытом пространстве. Несмотря на внешнюю аналогию шумообразования винта и шухмообразования на лопаточном аппарате турбомашин между ними имеется существенное различие. В шуме турбомашин основное значение имеют шум от неоднородности потока и вихревой шум. Таким образом, в основе понимания шумообразования в лопаточных аппаратах центробежных машин нельзя использовать положения шумообразования в винтах. При стационарном обтекании профиля однородным потоком аэродинамические силы, воздействующие на него, постоянны. При движении профиля в неоднородном потоке развиваются переменные во времени силы. На поверхность профиля при движении его в неоднородном потоке воздействует некоторое распределение переменных давлений рхД Это переменное давление на поверхности профиля вызывает излучение волн в окружающую среду. Излучение такого типа существенно отличается от излучения обычными акустическими источниками для шума от неоднородности потока характерно то, что, вопервых, пульсации давления имеют, как правило, конечную величину, вовторых, граничное условие состоит в задании пульсаций давления на какойто поверхности, а не колебательной скорости поверхности, как это рассматривается в теории классической акустики. ГТУ, привносит совершенно новые и своеобразные задачи в акустическую теорию. Если ранее классическая акустика рассматривала, излучение звука лишь колеблющимися поверхностями, то в настоящее время встает более общая задача. Необходимо изучать излучение, вызванное как колебательной скоростью, так и колебательным давлением. Из акустики известно, что изменение типа граничных условий может привести к существенному изменению решения волнового уравнения, поэтому следует ожидать новых закономерностей. Ввиду того, что колебания давления, вызываемые аэродинамическими нестационарными явлениями, обычно имеют конечную величину, в этом случае, строго говоря, уравнения акустики справедливы лишь приближенно. Однако исследования Л. Я. Гутина, Д. И. Блохинцева, Е. Я. Юдина, Лайтхилла и др. С шумообразованием от неоднородности потока впервые столкнулись при исследовании шума воздушных винтов типа тандем и винтов, расположенных позади крыльев самолета. Такие винты работают в условиях неоднородного потока. Однако для воздушных винтов шум этого типа не играет главной роли, поэтому он не был тогда исследован более или менее подробно. Е, Я. Юдин , 8 изучал шум от неоднородности потока в связи с вопросом шумообразования вентиляторов. Он же первый дал количественную оценку интенсивности этого шума. Теория Е. Я. Юдина верна для параметров потока, присущих вентиляторам, т. Если принять эти допущения, то шумообразование такого типа аналогично вихревому шумообразованию и носит дипольный характер.