Page 172 - 《应用声学）》2023年第5期

1064 2023 年 9 月

2 结果分析 能降低风叶气动噪声，尾缘凹陷结构风叶降噪效果

最为明显。在转速为 600∼650 r/min 的中低速工况
2.1 声压级的修正
下，尾缘微孔结构风叶气动噪声高于尾缘锯齿结构
将传声器阵列收集到的声场信息进行以下步
风叶；在转速为650∼700 r/min的中高速工况下，尾
骤修正。 缘微孔结构风叶气动噪声低于尾缘锯齿结构风叶。
(1) 以空调外机未启动状态下的环境声作为背 转速为 650 r/min 时原风叶、尾缘微孔结构风叶和
景噪声，记录传声器阵列时间平均声压级 L P (B) ，通 尾缘锯齿结构风叶噪声时间平均声压级相差不大。
过式(1)求得背景噪声时间平均压级均值L P (B) 。
在 600∼700 r/min 转速区间，原风叶噪声的时间平
[ ]
1 N M 均声压级均值最大，尾缘凹陷结构风叶噪声的时间
∑
L P (B) = 10 lg 10 0.1L P i(B) , (1)
N M 平均声压级均值最小。
i=1
式(1) 中，L P i(B) 为背景噪声第 i个传声器的时间平 72
均声压级，单位dB；N M 为传声器个数。 70
(2) 在1.3.1节所述转速下对不同风叶开展声场 68
数据采集，记录传声器阵列 9 个传声器时间平均声 66
压级 L P i(ST ) ，通过式 (2) 求得不同风叶的时间平均 ௑ࣱᫎکܦԍጟکϙ/dB 64
声压级均值。 Ԕ᮳Ձ
ࡋᎆѢᬞ
[ N M ] 62 ࡋᎆቈߘ
1 ∑ ࡋᎆ᪅ᴑ
L ′ = 10 lg 10 0.1L P i(ST ) , (2) 60
P (ST )
N M
i=1
600 625 650 675 700
式 (2) 中，L P i(ST ) 为第 i 个传声器时间平均声压级， ᣁᤴ/(rSmin -1 )
单位dB。
图 9 不同风叶时间平均声压级均值
(3) 通过式(3)求得背景噪声修正值K 1 。
Fig. 9 Mean value of time-averaged SPL of dif-
K 1 = −10 lg(1 − 10 −0.1∆Lp ), (3) ferent blade
式(3)中，∆Lp = L ′ − L P (B) 。 2.3 声源定位
P (ST )
(4) 利用式(4)求得环境修正值K 2 。 为探索尾缘结构变化对风叶声源位置分布特
( ) 性的影响规律，采用波束形成技术对不同风叶声
K 2 = 10 lg 1 + 4S/A , (4)
场进行监测，噪声源分布如图 10∼12、图 14∼16、
式 (4) 中，S 为传声器阵列布置的长方体表面积，
图18∼20、图22∼24所示，r 为声源位置到风叶轮毂
S = 15.9472 m ；房间吸声量 A 为房间内表面积与
2
中心的距离，R 为风叶半径，比值r/R 为声源定位。
平均吸声系数的乘积，A = 102 m 。
2
原风叶在转速为 610 r/min 的工况下，声源分
(5) 空调外机风叶时间平均声压级均值修正值
布如图10所示，频段I、II、III、IV声源位置分别分布
L P ，单位：dB，由式(5)计算得到。
在r/R 为0.02、0.35、0.59、0.77 处。原风叶在转速为
L P = L ′ − K 1 − K 2 . (5)
P (ST ) 660 r/min的工况下，声源分布如图11 所示，频段I、
2.2 测量面时间平均声压级均值 II、III、IV声源分别位于r/R 为0.10、0.40、0.64、0.77
首先对试验系统的可靠性和可重复性进行考 处。原风叶在转速为710 r/min的工况下，声源分布
核，对同一风叶在同一转速下进行多次测量，最大相 如图12所示，频段I、II、III、IV声源位置分别分布在
对误差不超过3%，表明该试验系统可靠性和可重复 r/R 为0.08、0.43、0.69、0.81处。
性良好。 原风叶在 610 r/min、660 r/min、710 r/min 的
空调外机不同尾缘结构轴流风叶时间平均声 转速下，频段 I、II、III、IV 声源位置如图 13 所示，声
压级均值如图 9所示，横坐标表示转速，纵坐标表示 源位置随频率的增加逐渐远离旋转中心。在频段 I
时间平均声压级均值。1.1节所述4种风叶时间平均 中原风叶 3 种不同速度的声源位置同处于轮毂叶根
声压级均随转增加而增加，由图 9 可见尾缘凹陷结 处，在频段 II、III、IV三个频段下声源位置随风叶旋
构风叶、尾缘微孔结构风叶、尾缘锯齿结构风叶均 转速度增大逐渐远离旋转中心。