大型低速风洞低噪声轴流风机的设计与研究

【摘要】：轴流风机用于维持低速风洞气体流动能量,是低速风洞的动力源。同时,也是风洞的主要噪声源之一,其声学性能直接影响风洞试验段流场指标及背景噪声。随着气动声学机理研究与工程应用在在航空、航天、车辆等领域的重要性日益突出,大型低速风洞、尤其是声学风洞低噪声轴流风机的设计与研究至关重要。本文以5.5m×4m低湍流度航空声学风洞低噪声轴流风机作为研究对象,以风洞需求为条件,以风机结构设计为主要研究内容,以调试结果为结论,对该轴流风机进行较为全面与深入的设计和研究。本文的研究内容主要包含:1、采用任意涡方法进行风机气动设计并确定风机气动布局与各气动参数;2、根据气动条件开展风机结构设计与研究工作,并完成风机的制造、安装与调试;3、在1:10缩比的引导风洞上对低噪声风机声学性能与降噪措施开展试验研究,并将研究成果应用到5.5m×4m低湍流度航空声学风洞低噪声轴流风机的研制工作中,最大限度地改善了其声学性能。本文重点介绍了5.5m×4m低湍流度航空声学风洞低噪声轴流风机的结构设计与研究,包括:风机结构特点、总体方案、转子系统研制、力学分析等,尤其是对风机核心部件转子系统的研制进行了重点阐述。通过对风洞试验段风速、背景噪声等性能测试,以及风机轴承振动、温升及电机绕组温度的测试,表明该风机设计合理,运行稳定、可靠。较为深入的声学性能与降噪措施研究,有效地改善了风机声学性能,确保了世界领先的风洞试验段背景噪声指标。