Файл: Хорошев Г.А. Шум судовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха.pdf

Таким образом, используя данные, приведенные на рис. 58, и зная геометрические размеры языка улитки и шаг лопаток рабо­

Рис. 58. Завивимость параметра А х3 от расстояния до рабочего колеса для центробежных вентиляторов серии ЦС.

языка улитки (или любого другого обтекаемого тела), при кото­ ром в спектре воздушного шума вентилятора составляющая шума от неоднородности потока будет отсутствовать.

Рис. 59. Спектрограмма воздушного шума центробежного вентилятора.

1 — прямой язык; 2 — косой язык.

В качестве примера на рис. 59 приведена спектрограмма воз­ душного шума центробежного судового вентилятора серии ЦС с уменьшенным по сравнению с серийным вентилятором радиаль­ ным зазором между рабочим колесом и языком улитки (As = 6 мм

105

вместо As = 13 мм у серийного вентилятора). Общий вид вентиля­ тора с косым языком показан на рис. 60. Из рис. 59 видно, что при правильно спроектированном косом языке уровень воздушного шума спектральной составляющей шума от неоднородности потока уменьшается на 19 дБ на первой гармонике и на 13 дБ на второй гармонике.

Из анализа зависимости (ПО) можно сделать вывод о том, что звуковое давление на частоте fz изменяется по гармоническому за­ кону в зависимости от угла наклона языка улитки. Следовательно, минимальное значение уровня шума от неоднородности будет иметь место только при некотором определенном значении угла

наклона языка, изме­ няющегося в неболь­ ших пределах относи­ тельно оптимального. При его уменьшении или увеличении эф­ фективность примене­ ния косого языка мо­ жет уменьшиться.

Применение косых языков у центробеж­ ных вентиляторов по­ зволяет существенно уменьшить радиаль­ ные зазоры, которые обычно, исходя из ус­ ловия снижения шума от неоднородности по­ тока, выбирают в пре­

делах (0,1—0,12) D2. В случае использования косого языка ради­ альный зазор может быть сколь угодно малым, и его величина обус­ ловливается уже требованиями эксплуатации, а не уровнем шума. Уменьшение радиального зазора обычно приводит к повышению экономичности вентиляторов с малой быстроходностью и не ухуд­ шает экономичности вентиляторов с большой быстроходностью.

В заключение параграфа рассмотрим влияние формы входной кромки обтекаемого тела на интенсивность спектральной состав­ ляющей шума от неоднородности. Для этого разделим (76') на (79):

Из последнего выражения следует, что уровень шума в случае, если форма входной кромки тела прямоугольная, будет больше уровня шума для случая, когда входная кромка выполнена в виде полуокружности, на величину

AL = 20 lg 1,27 = 2 дБ.

106

рами средней линии профиля необходимо задаться у прямого про­ филя (в заданном цилиндрическом сечении), чтобы получить рас­ четные параметры средней линии у наклонного профиля (в том же цилиндрическом сечении). При решении этих задач полагают, что форма телесности профиля не влияет или очень слабо влияет на аэроакустические характеристики профиля.

Рис. 61. Схема наклона лопатки спрямляющего аппарата осевого вентилятора.

Прежде чем решать поставленные задачи, найдем выражение для определения угла наклона лопатки спрямляющего аппарата с учетом веерности лопаток и закрутки лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата по радиусу. При этом примем следующие допущения:

1.Эпюра скорости на выходе из рабочего колеса осевого вен­

тилятора-— прямоугольная. Как было показано раньше, для осе­ вых судовых вентиляторов это утверждение справедливо для ре­ жимов работы вентилятора, когда его производительность не от­ личается от расчетной более чем на ±20% .

108

2. Ширина аэродинамического следа на расстоянии As от вы­ ходных кромок рабочего колеса постоянна по высоте и равна Ах2. При условии прямоугольной формы эпюры скорости угол наклона лопатки СА Ѳ следует определять из условия совпадения (рис. 61) точки А 2 с т о ч к о й В2 при неподвижной точке 0 2.

3. Вследствие закрутки лопатки аэродинамический след по вы­ соте лопатки на выходе из рабочего колеса наклонен по сравне­ нию с радиальной прямой (рис. 62).

При определении зависимости для расчета угла наклона ло­ патки спрямляющего аппарата на угол Ѳ рассмотрим два случая: лопатка СА не закручена; лопатка СА закручена.

Рис. 62. Схема ступени осевого вентилятора.

Лопатка спрямляющего аппарата не закручена. На рис. 61 по­ казана проекция входной кромки прямой лопатки СА — АА20 30 2 и наклоненной на угол Ѳ— ВВ20 '30 2. На этом рисунке изображена также часть эпюры скорости с шириной аэродинамического следа Ах2. Угол наклона лопатки спрямляющего аппарата, при котором шум от неоднородности потока не проявляется в спектре шума вентиляторов, будет равен

109

За d в первом приближении можно принять максимальную тол­ щину лопатки СА. Для судовых вентиляторов Ах2 можно принять

(см. рис. 62).

Если закрученная лопатка СА наклонена в сторону вогнутой

филя— в виде функции z2= f(u). Тогда геометрический угол входа профиля ßi (рис. 63) определится как arctg производной уравне­ ния средней линии в точке А', т. е.

HO