最新式壓縮機(jī)多維聲體的流體化解析

　　有限元方程在上述假設(shè)條件下，由聲學(xué)理論可知，此時(shí)廠房內(nèi)的聲壓滿足Helmholts波動(dòng)方程2c2p+2p=0式中2拉氏算子p壓縮(compression)機(jī)廠房內(nèi)聲壓振動(dòng)(vibration)圓頻率c空氣(Basin air)中聲速由聲壓波動(dòng)方程和結(jié)構(gòu)(振動(dòng)的動(dòng)力(dòng lì)學(xué)方程可以得到壓縮機(jī)(compressor)廠房內(nèi)的聲-結(jié)構(gòu)耦合（Coupling）振動(dòng)有限元方程MX+CX+KX=F（t）式中
　　M、
　　C、K分別為聲-結(jié)構(gòu)(耦合（Coupling）振動(dòng)部件的質(zhì)量(quality)、阻尼和剛度矩陣；F（t）為激振力向量。
　　有限元網(wǎng)格劃分6HHE-VE6型壓縮(compression)機(jī)廠房的長度(length)為24m，寬度為18m，高度為10m，其中寬度方向(direction)上中截面的高度為115m；控制（control)室的尺寸(size)為63m42m5m；配電室的尺寸為40m61m5m；樓道尺寸為40m61m5m；廠房內(nèi)放置一臺(tái)6HHE-VE6型壓縮機(jī)(compressor)，其尺寸同文獻(xiàn)中測試（TestMeasure)面的大小本文采用映射網(wǎng)格劃分方法(method)將6HHE-VE6型壓縮機(jī)廠房離散為27034個(gè)Fluid30無耦合（Coupling）單元和6682個(gè)Fuild30耦合單元。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。離散后廠房的有限元模型(model)如所示，圖中X軸正向?yàn)檎龞|。
　　模型(model)參數(shù)(parameter)由于此廠房的腔體介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))為空氣(Basin air)，故空氣介質(zhì)的參數(shù)取為：空氣密度（單位:g/cm3或kg/m3)129kg/m3；聲音在空氣中的傳播速度340m/s；在邊界上墻壁、地面的吸聲系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)（experience)取為004；窗戶處（中紫色部分）的吸聲系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)近似取為070.
　　三維聲場有限元模態(tài)分析本文應(yīng)用非對稱解法對6HHE-VE6型壓縮(compression)機(jī)廠房的三維聲場進(jìn)行模態(tài)計(jì)算分析，得到了該廠房的聲場固有頻率和模態(tài)振型給出了該廠房前10階固有頻率，4給出了該廠房第1階、第3階和第4階模態(tài)振型。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。
　　三維聲場有限元響應(yīng)分析(Analyse)331載荷由文獻(xiàn)可知，該壓縮(compression)機(jī)(compressor)在1000Hz頻率時(shí)出現(xiàn)一個(gè)主頻噪聲(noise)，所以在6HHE-VE6型壓縮機(jī)的假想測試（TestMeasure)面上施加(Apply)1000Hz頻段下測試的結(jié)果(result)，即067768Sin（2000t）Pa，在廠房的邊界處加U
　　X、U
　　Y、UZ為零，對6HHE-VE6型壓縮(compression)機(jī)廠房在該頻率(frequency)內(nèi)的聲場響應(yīng)分布情況(Condition)進(jìn)行分析(Analyse)計(jì)算此外，還分析計(jì)算了該廠房在外載067768Sin（25t）Pa和20Sin（2000t）Pa時(shí)的三維聲場的響應(yīng)情況。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。
　　結(jié)論應(yīng)用有限元分析(Analyse)法對6HHE-VE6型壓縮(compression)機(jī)廠壓縮機(jī)廠房在外載頻率為1000Hz時(shí)響應(yīng)聲場分布情況(Condition)壓縮機(jī)廠房在外載頻率為125Hz時(shí)響應(yīng)聲場分布情況壓縮機(jī)廠房在外載頻率為125Hz時(shí)響應(yīng)聲場壓力(pressure)分布情況（單位(unit)：Pa）壓縮機(jī)廠房在外載2Sin（2000t）Pa時(shí)響應(yīng)聲場分布情況三維聲場模態(tài)分析和響應(yīng)分析，可為廠房的聲學(xué)設(shè)計(jì)和噪聲(noise)分析提供理論依據(jù)(yī jù)。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 由聲場的有限元模態(tài)分析和響應(yīng)分析可知：（1）此廠房的聲學(xué)固有頻率較低，且隨著模態(tài)階次的增加(increase)，廠房的聲學(xué)模態(tài)振型趨于復(fù)雜；（2）該壓縮機(jī)的激勵(lì)(Excitation)頻率恰好落在該廠房第3階共振區(qū)和第4階共振區(qū)內(nèi)，說明該廠房聲場會(huì)發(fā)生聲學(xué)共鳴；（3）該廠房隨著外載幅值的增大，廠房內(nèi)響應(yīng)聲壓級值也增大，但是增大的幅度不大；（4）外載頻率較低且在聲學(xué)固有頻率的附近時(shí)，聲場的響應(yīng)聲壓級值比高頻（Induction Heating）時(shí)大。