Arten af vindstøj: En symfoni af aerodynamik og mekanisk vibration
Vindstøj fra Aircondition Fan Motors er en af de mest betydningsfulde støjkilder under drift af klimaanlæg. Det er ikke blot "vindstøj", men snarere en kompleks støj genereret af den komplekse interaktion mellem aerodynamik og mekaniske vibrationer. Fra et teknisk perspektiv kan vindstøj defineres som lydbølgerne genereret af den højhastighedsrotation af ventilatorhulleren, der interagerer med luften, hvilket forårsager luftstrømsinstabilitet, turbulens, hvirvler og trykfluktuationer. Denne støj er typisk bredbånd, hvilket betyder, at energi distribueres over et bredt frekvensområde, men toppe forekommer ved specifikke frekvenser (såsom knivafgiftsfrekvensen og dens harmonik).
Kilder til vindstøj: Fire hovedgenererende mekanismer
1. klinge-passende frekvensstøj:
Dette er den mest repræsentative komponent i vindstøj. Når ventilatorblader roterer i høj hastighed, med jævne mellemrum "skærer" gennem luften eller faste strukturer (såsom motorbeslaget og den volute tunge), genererer de periodiske luftstrømpulsationer. Denne pulsation genererer en specifik frekvensstøj, kendt som blad-passingfrekvensen (BPF). Beregningsformlen er: BPF = antal knive × rotationshastighed (RPM). For eksempel har en ventilator med syv klinger og en rotationshastighed på 1200 o/min en BPF på 7 × (1200/60) = 140 Hz. På grund af varierende følsomhed over for specifikke frekvenser kan BPF'er i 1-4 kHz-området være særlig irriterende.
2. Vortex SHEDding Støj:
Når luft flyder over uregelmæssige overflader, såsom ventilatorblader, parenteser og volutter, dannes ustabile hvirvler. Når disse hvirvler bryder væk fra overfladen, genererer de tilfældige tryksvingninger og skaber en ikke-periodisk, bredbåndstøj. Vortex, der kaster støj, manifesterer sig ofte som en susende eller hvirvlende lyd. Det er muligvis ikke mærkbart ved lave vindhastigheder, men øges markant ved højere vindhastigheder. Kontrol af denne støj kræver optimering af luftstrømningsstien design for at reducere unødvendige trækoverflader og skarpe sving.
3. turbulensstøj:
Rotationen af ventilatorhulleren skaber en meget turbulent luftstrøm. Turbulens i sig selv er en tilfældig, forstyrret væskebevægelse, der indeholder hvirvler i forskellige størrelser. Den tilfældige bevægelse og interaktion mellem disse hvirvler genererer også bredbåndsstøj. Turbulensstøj er proportional med den sjette effekt af vindhastighed, hvilket betyder, at for hver fordobling af vindhastigheden øges lydtrykniveauet for turbulensstøj med næsten 18 decibel. Dette er den primære årsag til, at klimaanlæg oplever en kraftig stigning i støj i "magt" -tilstand.
4. resonansstøj:
Resonans opstår, når den naturlige frekvens af ventilatorbladene, volute eller hele klimaanlægsstrukturen er tæt på den støjfrekvens, der genereres af ventilatoren (såsom BPF). Resonans får vibrationsamplituden til at øge dramatisk og forstærke den oprindeligt subtile vibrationsstøj til en høj lyd. Denne støj manifesterer sig ofte som en "summende" eller "brølende" lyd, undertiden ledsaget af mærkbare vibrationer. Kontrol af resonansstøj kræver optimering af strukturelle materialer, tilsætning af dæmpningsmaterialer eller ændring af det strukturelle design for at skifte resonansfrekvens.
Strategier for vindstøjkontrol: Omfattende optimering fra design til anvendelse
For effektivt at reducere vindstøj i airconditionerede fanmotorer har industrien vedtaget en række tekniske mål, som er integreret gennem hele produktdesign, fremstilling og installationsproces.
1. Impeller og aerodynamisk designoptimering:
Dette er nøglen til grundlæggende at tackle vindstøj. Gennem beregningsvæskedynamik (CFD) -simuleringer kan ingeniører optimere bladformen, krumning, tonehøjde og tykkelse for at reducere luftstrømsseparation og turbulens og derved reducere virvelstøj. Endvidere kan brug af ulige bladafstand eller længde effektivt forstyrre Harmonics of the Blower -ventilatoren (BPF), hvilket spreder dens energi og reducerer støjens skarphed.
2. Volute- og luftkanalsstrukturoptimering:
Det volute design er afgørende for dens indflydelse på vindstøj. Optimering af afstanden mellem den volute tunge og pumpehjulet kan reducere luftstrømspulsering under klingeskæring. En strømlinet volute indvendig væg og luftkanal -design kan reducere luftstrømmodstand, turbulens og hvirvler og derved reducere støj. Nogle avancerede klimaanlæg anvender endda tovejs luftindtag eller flerlagskanal-design for at opnå glattere luftstrøm.
3. Materialer og vibrations- og støjreduktionsteknologier:
Brug af polymerkompositmaterialer eller lydabsorberende materialer til fremstilling af volute og kanalen absorberer og dæmper lydbølger effektivt. Brug af elastiske vibrationsdæmpningspuder eller dæmpning af klæbemiddel ved forbindelsen mellem ventilatormotoren og klimaanlægget kan isolere motorisk vibration, hvilket forhindrer, at den overføres gennem strukturen til panelet klimaanlæg og reducerer derved strukturbåret støj.
4. Motorstyringsteknologi:
Brug af variabel frekvens og børsteløs DC (BLDC) teknologier er en tendens inden for moderne klimaanlægsventilatormotorer. Fordi BLDC -motorer mangler børster, fungerer de mere glat og roligt, og deres hastighed kan justeres nøjagtigt og kontinuerligt med en variabel frekvenscontroller. Dette giver klimaanlægget mulighed for at justere lufthastigheden i henhold til faktiske behov. Ved lave hastigheder kan støjniveauer reduceres markant, hvilket effektivt forbedrer brugerkomforten.
Vindstøjmåling og evaluering
Professionelt udføres vindstøjmålinger typisk i et anekoisk kammer for at sikre, at måleesultaterne ikke påvirkes af ekstern støj. De vigtigste målingemetriks inkluderer:
Lydtrykniveau (DB): Dette afspejler lydstyrken af støj. A-vægtet lydtrykniveau (DBA) bruges typisk, fordi det ligner mere den menneskelige øres opfattelse af lydstyrke.
Sound Power Level (DB): Dette afspejler selve støjenergien i selve kilden. Det er uafhængigt af testmiljøet og er den grundlæggende metrisk til evaluering af et produkts akustiske ydelse.
Spektral analyse: Ved at analysere fordelingen af støj på tværs af forskellige frekvenser kan spidsstøjniveauer, såsom knivskærende frekvenser, identificeres, hvilket giver et grundlag for efterfølgende støjreduktionsdesign.
