内藏式空调室内机噪声源诊断研究

　　一、前言

　　内藏式空调(嵌入式空调)室内机安装在墙壁上,占用空间小,是人们喜爱的一种空调。随着人们生活水平的提高,对空调运行过程所产生的噪声提出越来越高的要求,希望在舒适的温度环境下,运行产生的噪声不会影响人们的休息,所以有必要对空调进行噪声控制。在进行内藏式空调室内机低噪声研究中,声源诊断是一项关键性的工作。其重要之处在于噪声控制必须针对主要噪声源,如果主要噪声源得不到有效地控制,对次要声源采取再多的措施都无济于事。对贯流式风机的噪声进行研究的文献有[9,10,11],但它们均没有提到如何判别噪声源,本文运用噪声源诊断的分步运转、频谱分析等方法,在实验的基础上结合理论计算对内藏式空调室内机的噪声源进行了详细地研究。

　　内藏式空调室内机由贯流式风机、蒸发器、机壳、电机及其电器控制部分等组成。电机和贯流式风机的引入,带来了电机噪声,贯流式风机的气流脱落涡噪声、旋转噪声及机壳结构振动辐射噪声(贯流式风机蜗壳及其连接件)。电机噪声是由空气动力噪声、电磁噪声以及轴承等机械噪声所组成。贯流式风机是一个圆筒形多叶叶轮转子,转子上的叶片相互平行,且按一定的倾角沿转子圆周均匀排列,叶片呈前向型。气流沿径向从转子一侧的叶栅进入叶轮,然后穿过叶轮转子内部,从转子另一侧叶栅沿径向排出,使气流两次横穿叶片。这些结构特点形成了贯流式风机结构紧凑、动压较高,气流出口截面窄而长,不必改变气流流动方向,便可获得偏平和高速气流,而且气流到达的宽度比较宽。贯流式风机宜与各种扁平形或细长形设备相配合,使贯流式风机广泛应用于空调、风幕机、干燥机、电吹风、激光器甚至农用设备。近年来,贯流式风机在空调上的应用越来越多,但贯流式风机叶轮内的速度场是非稳定的,流动情况也较为复杂,与离心式、轴流式风机相比有效率偏低,噪声偏大等特点。这些不足点引入空调,会影响空调的性能。在对内藏式空调室内机进行高效和低噪声的研究开发中,进行噪声源诊断研究显得尤为必要。

　　二、理论分析

　　内藏式空调室内机的噪声包括电机噪声、贯流式风机噪声和机壳结构振动辐射噪声。电机噪声除有类似贯流式风机的空气动力噪声外,还含有电磁噪声和机械噪声。不管是贯流式风机还是电机的空气动力噪声,主要由脱落涡噪声和旋转噪声组成,其原理也相似。此外,贯流式风机的蜗壳及其连接件组成了室内机的机壳结构,机壳结构是在外载激励下辐射噪声的。

　　1.脱落涡噪声

　　电机转子或贯流式风机在旋转过程中,转子上的突出物(支承片、叶片等)会影响气流。因粘滞力的作用,分裂成一系列分立的小涡流,这种涡流和涡流的分裂使空气扰动,而产生噪声,其频率为