De aard van windruis: een symfonie van aerodynamica en mechanische trillingen
Windgeluid van Airconditioning ventilatormotoren is een van de belangrijkste bronnen van ruis tijdens de werking van het airconditioningsysteem. Het is niet alleen "windruis", maar eerder een complex ruis dat wordt gegenereerd door de complexe interactie van aerodynamica en mechanische trillingen. Vanuit technisch perspectief kan windruis worden gedefinieerd als de geluidsgolven die worden gegenereerd door de snelle rotatie van de ventilatorwaaier, die interageert met de lucht, waardoor luchtstroominstabiliteit, turbulentie, wervelingen en drukschommelingen worden veroorzaakt. Dit geluid is meestal breedband, wat betekent dat energie wordt verdeeld over een breed frequentiebereik, maar pieken treden op bij specifieke frequenties (zoals de mes-passerende frequentie en de harmonischen ervan).
Bronnen van windruis: vier hoofdgenererende mechanismen
1. Blade-passerende frequentieruis:
Dit is de meest representatieve component van windruis. Wanneer ventilatorbladen met hoge snelheid roteren, periodiek door de lucht of vaste structuren "snijden" (zoals de motorbeugel en de volute tong), genereren ze periodieke luchtstroompulsaties. Deze pulsatie genereert een specifieke frequentieruis, bekend als de Blade-Passing Frequency (BPF). De berekeningsformule is: BPF = Aantal bladen x rotatiesnelheid (RPM). Een ventilator met zeven bladen en een rotatiesnelheid van 1200 tpm heeft bijvoorbeeld een BPF van 7 × (1200/60) = 140 Hz. Vanwege de variërende gevoeligheid voor specifieke frequenties, kan BPF's in het bereik van 1-4 kHz bijzonder irritant zijn.
2. Vortex -afwerpende ruis:
Wanneer lucht stroomt over onregelmatige oppervlakken zoals ventilatorbladen, beugels en voluten, worden onstabiele wervelingen gevormd. Wanneer deze wervelingen van het oppervlak breken, genereren ze willekeurige drukschommelingen, waardoor een niet-periodieke, breedbandruis ontstaat. Vortex die ruis afwerpen zich manifesteert als een sissend of gierend geluid. Het is misschien niet merkbaar bij lage windsnelheden, maar neemt aanzienlijk toe bij hogere windsnelheden. Het regelen van dit geluid vereist het optimaliseren van het ontwerp van het luchtstroompad om onnodige sleepoppervlakken en scherpe bochten te verminderen.
3. Turbulentie -ruis:
De rotatie van de waaierwaaier creëert een zeer turbulente luchtstroom. Turbulentie zelf is een willekeurige, ongeordende vloeistofbeweging die wervelingen van verschillende grootte bevat. De willekeurige beweging en interactie van deze wervelingen genereren ook breedbandruis. Turbulentie -geluid is evenredig met de zesde kracht van windsnelheid, wat betekent dat voor elke verdubbeling van windsnelheid het geluidsdrukniveau van turbulentie -geluid met bijna 18 decibel toeneemt. Dit is de belangrijkste reden waarom airconditioners een sterke toename van het geluid van de "Power" -modus ervaren.
4. Resonantieruis:
Resonantie treedt op wanneer de natuurlijke frequentie van de ventilatorbladen, de volute of de gehele airconditionerstructuur dicht bij de ruisfrequentie is gegenereerd door de ventilator (zoals de BPF). Resonantie zorgt ervoor dat de trillingsamplitude dramatisch toeneemt, waardoor het oorspronkelijk subtiele trillingsgeluid wordt versterkt tot een luid geluid. Dit geluid manifesteert zich vaak als een "zoemende" of "brullende" geluid, soms vergezeld van waarneembare trillingen. Het regelen van resonantieruis vereist het optimaliseren van structurele materialen, het toevoegen van dempingsmaterialen of het wijzigen van het structurele ontwerp om de resonantiefrequentie te verschuiven.
Strategieën voor windruiscontrole: uitgebreide optimalisatie van ontwerp tot toepassing
Om windgeluid effectief te verminderen in fan-motoren met airconditioning, heeft de industrie een verscheidenheid aan technische maatregelen genomen, die zijn geïntegreerd tijdens het gehele productontwerp-, productie- en installatieproces.
1. Optimalisatie van waaier en aerodynamische ontwerp:
Dit is de sleutel om windruis fundamenteel aan te pakken. Door middel van Computational Fluid Dynamics (CFD) simulaties kunnen ingenieurs de vorm, kromming, spoedhoek en dikte van de mes optimaliseren om de scheiding en turbulentie van de luchtstroom te verminderen, waardoor het vortexgeluid wordt verminderd. Bovendien kan het gebruik van ongelijke mesafstand of lengte de harmonischen van de ventilatorventilator (BPF) effectief verstoren, zijn energie verspreiden en de scherpte van het geluid verminderen.
2. Optimalisatie van de structuur van de luchtkanalen:
Het volute ontwerp is cruciaal voor de impact ervan op windgeluid. Het optimaliseren van de afstand tussen de volute tong en de waaier kan de luchtstroompulsatie tijdens het snijden van de mes verminderen. Een gestroomlijnd volute binnenwand en luchtkanaalontwerp kan de weerstand van de luchtstroom, turbulentie en wervelingen verminderen, waardoor het geluid wordt verminderd. Sommige high-end airconditioners maken zelfs gebruik van bidirectionele luchtinlaat of meerlagige kanaalontwerpen om een soepelere luchtstroom te bereiken.
3. Materialen en trillings- en geluidsreductietechnologieën:
Het gebruik van polymeercomposietmaterialen of geluidsabsorberende materialen om het volute en het kanaal effectief te absorberen en verzwakt geluidgolven. Het gebruik van elastische trillingsdempels pads of dempende lijm bij de verbinding tussen de ventilatormotor en de airconditioner-behuizing kan de motortrillingen isoleren, waardoor het wordt overgedragen door de structuur naar het airconditioner-paneel, waardoor structuur wordt verminderd.
4. Motorbesturingstechnologie:
Het gebruik van variabele frequentie en borstelloze DC (BLDC) -technologieën is een trend in moderne airconditioner ventilatormotoren. Omdat BLDC -motoren borstels missen, werken ze soepeler en rustiger en kan hun snelheid precies en continu worden aangepast door een variabele frequentieregelaar. Hierdoor kan de airconditioner de luchtsnelheid aanpassen volgens de werkelijke behoeften. Bij lage snelheden kunnen de geluidsniveaus aanzienlijk worden verlaagd, waardoor gebruikerscomfort effectief wordt verbeterd.
Windruismeting en evaluatie
Professioneel worden windgeluidsmetingen meestal uitgevoerd in een anechoërische kamer om ervoor te zorgen dat de meetresultaten niet worden beïnvloed door externe ruis. Belangrijkste meetstatistieken zijn:
Geluidsdrukniveau (DB): dit weerspiegelt de luidheid van ruis. A-gewogen geluidsdrukniveau (DBA) wordt meestal gebruikt omdat het meer lijkt op de perceptie van luidheid van het menselijk oor.
Geluidsniveau (DB): dit weerspiegelt de ruisenergie van de bron zelf. Het is onafhankelijk van de testomgeving en is de fundamentele statistiek voor het evalueren van de akoestische prestaties van een product.
Spectrale analyse: door de verdeling van ruis over verschillende frequenties te analyseren, kunnen piekruisniveaus, zoals messnijfrequenties, worden geïdentificeerd, wat een basis biedt voor het daaropvolgende ontwerp van de ruisvermindering.
