Sifat bunyi angin: simfoni aerodinamik dan getaran mekanikal
Bunyi angin dari motor kipas penghawa dingin adalah salah satu sumber bunyi yang paling penting semasa operasi sistem penghawa dingin. Ia bukan sekadar "bunyi angin," tetapi sebaliknya bunyi kompleks yang dihasilkan oleh interaksi kompleks aerodinamik dan getaran mekanikal. Dari perspektif teknikal, bunyi angin boleh ditakrifkan sebagai gelombang bunyi yang dihasilkan oleh putaran berkelajuan tinggi pendesak kipas, yang berinteraksi dengan udara, menyebabkan ketidakstabilan aliran udara, pergolakan, vorteks, dan turun naik tekanan. Kebisingan ini biasanya jalur lebar, yang bermaksud bahawa tenaga diedarkan merentasi julat frekuensi yang luas, tetapi puncak berlaku pada frekuensi tertentu (seperti kekerapan bilah dan harmoniknya).
Sumber Bunyi Angin: Empat Mekanisme Penjanaan Utama
1. Kebisingan kekerapan bilah-bilah:
Ini adalah komponen yang paling mewakili bunyi angin. Apabila bilah kipas berputar pada kelajuan tinggi, secara berkala "memotong" melalui udara atau struktur tetap (seperti kurungan motor dan lidah volut), mereka menghasilkan denyutan aliran udara berkala. Pulsasi ini menghasilkan bunyi frekuensi tertentu, yang dikenali sebagai kekerapan lulus bilah (BPF). Formula pengiraan ialah: bpf = bilangan bilah × kelajuan putaran (rpm). Sebagai contoh, kipas dengan tujuh bilah dan kelajuan putaran 1200 rpm mempunyai BPF 7 × (1200/60) = 140 Hz. Oleh kerana kepekaan yang berbeza-beza kepada frekuensi tertentu, BPFS dalam julat 1-4 kHz boleh menjadi sangat menjengkelkan.
2. Vortex menumpahkan bunyi:
Apabila udara mengalir ke atas permukaan yang tidak teratur seperti bilah kipas, kurungan, dan volutes, vorteks yang tidak stabil dibentuk. Apabila vorteks ini melepaskan diri dari permukaan, mereka menjana turun naik tekanan rawak, mewujudkan bunyi jalur lebar yang tidak berkala. Vortex menumpahkan bunyi sering ditunjukkan sebagai bunyi yang mendesis atau mengamuk. Ia mungkin tidak dapat dilihat pada kelajuan angin yang rendah, tetapi meningkat dengan ketara pada kelajuan angin yang lebih tinggi. Mengawal bunyi ini memerlukan mengoptimumkan reka bentuk laluan aliran udara untuk mengurangkan permukaan seretan yang tidak perlu dan giliran tajam.
3. Kebisingan Turbulensi:
Putaran penggemar penggemar mencipta aliran udara yang sangat bergolak. Turbulensi itu sendiri adalah gerakan bendalir yang rawak, yang mengandungi vorteks yang berbeza -beza saiz. Pergerakan rawak dan interaksi vorteks ini juga menghasilkan bunyi jalur lebar. Kebisingan pergolakan adalah berkadar dengan kekuatan keenam kelajuan angin, yang bermaksud bahawa untuk setiap dua kali ganda kelajuan angin, tahap tekanan bunyi bunyi bising meningkat sebanyak hampir 18 desibel. Inilah sebab utama mengapa penghawa dingin mengalami peningkatan yang ketara dalam bunyi "kuasa".
4. Bunyi resonans:
Resonans berlaku apabila kekerapan semulajadi bilah kipas, volute, atau keseluruhan struktur penghawa dingin adalah dekat dengan kekerapan bunyi yang dihasilkan oleh kipas (seperti BPF). Resonans menyebabkan amplitud getaran meningkat secara dramatik, menguatkan bunyi getaran yang asalnya halus ke dalam bunyi yang kuat. Kebisingan ini sering ditunjukkan sebagai bunyi "berdengung" atau "menderu", kadang -kadang disertai oleh getaran yang dapat dilihat. Mengawal bunyi resonans memerlukan mengoptimumkan bahan struktur, menambah bahan redaman, atau mengubah reka bentuk struktur untuk mengalihkan kekerapan resonan.
Strategi Kawalan Bunyi Angin: Pengoptimuman Komprehensif Dari Reka Bentuk ke Aplikasi
Untuk mengurangkan bunyi bising angin dalam motor kipas berhawa dingin, industri telah menggunakan pelbagai langkah teknikal, yang disepadukan sepanjang proses reka bentuk, pembuatan, dan pemasangan keseluruhan produk.
1. Pengoptimuman Reka Bentuk Impeller dan Aerodinamik:
Ini adalah kunci untuk menangani bunyi angin secara asas. Melalui simulasi dinamik cecair komputasi (CFD), jurutera boleh mengoptimumkan bentuk bilah, kelengkungan, sudut padang, dan ketebalan untuk mengurangkan pemisahan aliran udara dan pergolakan, dengan itu mengurangkan bunyi vorteks. Tambahan pula, menggunakan jarak atau panjang bilah yang tidak sama rata boleh mengganggu harmonik kipas blower (BPF), menyebarkan tenaga dan mengurangkan ketajaman bunyi.
2. Pengoptimuman Struktur Saluran Volute dan Udara:
Reka bentuk volut adalah penting untuk kesannya terhadap bunyi angin. Mengoptimumkan jarak antara lidah volut dan pendesak dapat mengurangkan denyutan aliran udara semasa pemotongan bilah. Reka bentuk dinding dalaman dan saluran udara yang diselaraskan dapat mengurangkan rintangan aliran udara, pergolakan, dan vorteks, dengan itu mengurangkan bunyi bising. Sesetengah penghawa dingin mewah bahkan menggunakan pengambilan udara dua arah atau reka bentuk saluran pelbagai lapisan untuk mencapai aliran udara yang lebih lancar.
3. Bahan dan Getaran dan Teknologi Pengurangan Kebisingan:
Menggunakan bahan komposit polimer atau bahan menyerap bunyi untuk mengeluarkan volut dan saluran dengan berkesan menyerap dan melemahkan gelombang bunyi. Menggunakan pad redaman getaran elastik atau pelekat redaman pada sambungan antara motor kipas dan selongsong penghawa dingin boleh mengasingkan getaran motor, menghalangnya daripada dihantar melalui struktur ke panel penghawa dingin, dengan itu mengurangkan bunyi bising struktur.
4. Teknologi Kawalan Motor:
Penggunaan kekerapan berubah -ubah dan teknologi DC (BLDC) berus adalah trend dalam motor kipas penghawa dingin moden. Kerana motor BLDC tidak mempunyai berus, mereka beroperasi dengan lebih lancar dan diam -diam, dan kelajuan mereka boleh dengan tepat dan terus diselaraskan oleh pengawal kekerapan yang berubah -ubah. Ini membolehkan penghawa dingin menyesuaikan kelajuan udara mengikut keperluan sebenar. Pada kelajuan yang rendah, tahap bunyi boleh dikurangkan dengan ketara, meningkatkan keselesaan pengguna dengan berkesan.
Pengukuran dan penilaian bunyi angin
Secara profesional, pengukuran bunyi angin biasanya dijalankan di ruang anechoic untuk memastikan hasil pengukuran tidak terjejas oleh bunyi luaran. Metrik pengukuran utama termasuk:
Tahap Tekanan Bunyi (DB): Ini mencerminkan bunyi bising. Tahap tekanan bunyi A-Weighted (DBA) biasanya digunakan kerana ia lebih rapat menyerupai persepsi telinga manusia terhadap kekerasan.
Tahap kuasa bunyi (DB): Ini mencerminkan tenaga bunyi sumber itu sendiri. Ia bebas daripada persekitaran ujian dan merupakan metrik asas untuk menilai prestasi akustik produk.
Analisis Spektrum: Dengan menganalisis pengagihan bunyi bising merentasi frekuensi yang berbeza, tahap bunyi puncak, seperti frekuensi pemotongan bilah, dapat dikenalpasti, menyediakan asas untuk reka bentuk pengurangan hingar berikutnya.
