平時使用吸塵器時不知道大家有沒有注意到,吸塵器工作聲音很大,你知道這是為什么嗎?家用吸塵器風機的噪音既影響人的身體健康又影響廠家的銷售。通過查閱大量相關文獻,今天對吸塵器風機噪音進行分析,并提出幾種降低吸塵器風機噪音的方法,希望對生產者和設計者有一定參考價值。
吸塵器一.吸塵器風機噪音分析
1.1吸塵器噪音的組成
吸塵器噪音包括三部分:即空氣噪音、電磁噪音和機械噪音。
1.2吸塵器風機噪音如何產生的
吸塵器風機主要由葉輪、導風輪和風罩等部件組成。根據吸塵器風機原理,當空氣流過其內部各環節時,由于發生了壓力變化,其大部分功能轉變為靜壓,小部分動能轉換成熱能和聲能,隨之就產生了空氣動力噪聲,空氣動力噪聲在性質上主要由一系列離散噪聲和寬帶噪聲相互疊加組成。
1.2.1寬帶噪聲
寬帶嗓聲也稱渦流噪聲,其產生噪聲的原因:
(I)氣流流經葉片時,會在其表面形成紊流附面層,附面層中氣流紊亂的壓力脈動作用于物體產生了噪聲。紊流附面層發展愈嚴重,則產生的噪聲也愈強。
(2)當氣流流過葉片時,由于附面層發展到一定程度必會產生渦流脫離,相對來說,在葉片出口區表面更容易形成渦流脫離區,而在低雷諾(Re)下,周期性渦流的脫離將引起速度環量的變化和氣流作用力的脈動而產生噪聲,其聲壓級大小與附面層發展程度,葉片形線,葉片載荷因素有關。
(3)當具有一定紊流度的氣流流向葉片時,因隨機性的小尺度旋渦致使氣流平均速度及瞬時擾動速度呈無規律變化,另外由于葉片前緣點沖角大小將取決于氣流的平均速度與瞬時速度,因而也使沖角產生無規律變化,導致葉片無規律脈動。
(4)由于吸塵器風機的進風口與葉輪前盤進口之間有一定間隙,而導風輪內靜壓比葉輪進口高,于是通過間隙就有一股二次渦流,由此也產生相應的二次渦流噪聲。
1.2.2離散噪音
離散噪音也稱旋轉噪聲,其產生噪聲的原因:
(1)電機軸上的葉輪以高速運轉時,動葉輪上均勻分布的葉片周圍的空氣質點。引起周圍空氣壓力周期性脈動而產生噪音。
(2)當氣流流經葉片時,在葉片表面形成附面層,而且吸力邊與壓力邊附面層厚度不均勻,特別是吸力邊的附面層容易加厚,另外,吸力邊與壓力邊的附面層匯合成尾跡區使得當葉輪旋轉時,葉片出口區內氣流的速度與壓力具有較大的不均勻,當這種不均勻性氣流周期性的作用于周圍部件(例如導風輪,風罩等)時,同樣也會引起壓力脈動而形成噪聲,氣流不均勻性愈強,噪聲也愈大。
二.如何降低吸塵器風機噪聲
風機的空氣動力噪聲是葉輪周速,輸出流量,壓力和效率的函數,其中周速影響較大,因此,我們在治理風機噪聲時應統籌考慮風機的風量、真空度、效率等主要參數,特別應注意節能與嗓聲的統一。所以降低噪聲應從以下幾個方面入手:
2.1選擇合理的葉輪
葉輪是風機的主要部件,一般由前盤、底板和葉片三者鉚接而成,鳳機能否獲得所需風量,真空度和效率,達到降低噪聲的目的,與葉輪的結構、尺寸和幾何形狀有極大的關系。
2.1.1前盤形狀的選擇
前盤的基本形式有平直前盤,錐形前盤及弧形前盤,從提高效率角度來考慮宜采用弧形前盤,因此弧形前盤雖然工藝復雜一些,但其對氣體流動較為有利,渦流損失,摩擦損失較小,效率高,噪聲低,而平直前盤葉輪雖然制造簡單,但在葉輪進口處有氣體分離,形成強烈的渦流,增大了渦流損失,而且還使有效氣流截面大大減小,入口氣流迅速劇增,從而也增加了流道內的摩擦損失,因此,平直前盤效率低,噪聲大,錐形前盤居中。
2.1.2葉片形狀的設計
中空機翼形葉片空氣動力特性好,氣動效率高,噪聲低,因此從降低噪聲角度來看,宜采用中空機翼形葉片,但由于制造工藝復雜,且雜質容易進入葉片內部,造成葉輪不平衡而產生振動和噪聲,因此,目前國內外吸塵器風機葉輪大多采用空氣動力特性、效率、噪聲都有居中的圓弧形葉片。
2.1.3葉片出口安裝角的選擇
風機葉輪的葉片安裝角及3有三種形式,后向型(B<90),徑向型(B=90)和前向型(及>90)。
在風機葉輪中,后向葉片與前向葉片及徑向葉片比較,葉片流道長,氣體流動均勻不易產生渦流,故渦流噪聲較小,且后向型葉輪風機的功率曲線變化緩慢,比較平衡,當風量超過設計風量時,風機所需的功率幾乎不再增加,不易引起電機的過載,因此采用后向型葉輪較合適。
2.2 提高機械加工精度
加工葉片等部件時,嚴格按照工藝要求,進一步提高加工精度,特別要注意其光滑,盡量避免風路內各處的銳凸緣和粗糙的邊緣。同時要保證風葉底板的平面度以及葉輪的同心度,并且對風葉進行動平衡校正,并設法提高校正精度。
2.3設置合理的導風輪
目前所采用的導風輪大多是以水泵技術引用過來的流道式導風輪,實際上其關鍵應合理設計導風輪的曲率半徑,通道長度,進口面積,提高空氣在其入口處的氣流切線角等。
2.4設計最佳的葉輪尺寸
適當提高風葉剛度,增大風葉與風罩之間的徑向距離。
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