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1、硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 论文题目论文题目 冰箱压缩机声场数值分析及降噪优化冰箱压缩机声场数值分析及降噪优化 作者姓名作者姓名 王王 宁宁 峰峰 指导教师指导教师 金金 涛涛 教教 授授 学科学科(专业专业) 化工过程机械化工过程机械 所在学院所在学院 材料与化学工程学院材料与化学工程学院 提交日期提交日期 2005 年年 6 月月 浙江大学硕士学位论文 摘摘 要要 随着社会经济的不断发展，电冰箱在日常生活中已经不可缺少。降低冰箱的噪声对改 善人们工作、生活环境具有很重要的意义。无论从电冰箱的节能措施还是从电冰箱的耗电 设备上来看，高效低噪声的压缩机对于电冰箱的节能都具有十分重要的意
2、义。压缩机的节 能、降噪有时又是相互关联的。多数的降噪方法会影响 COP，而节能的改进又会引起噪声 的提高或频谱的改变。 本文针对影响压缩机 COP 因素、提高方法以及引起振动原因、可能采取降噪措施、目 前的研究现状进行综述阐明。 运用有限元数值方法，讨论了冷冻油存在、减少对压缩机内部声场的影响；冷冻油在 一定范围影响声场模态，从而影响流固耦合的作用；间接影响压缩机噪声的透射。由计算 数据可以看出虽然冷冻油的变化量仅为 60mml 但对内部声场影响却不能忽略。 随着流体体积的减小，声场模态频率会向较低频率移动。随着对壳体约束的增多，壳 体的固有频率会上移。与实验结果进行对比发现计算结果与实验一
3、致，可以得出冷冻油的 存在对压缩机壳内的声场分布有较大影响。 降低结构噪声辐射是降噪常用的方法，它可以在现有产品改变最小的情况下达到降噪 的目的，本文讨论了三维曲面壳体的几何结构参数(环向参数，各曲面间圆角，几何非对称) 对压缩机外壳的模态的影响以及采用壳体加肋、减小直面的曲率半径，几何非对称壳体对 内部声源的透射。 由计算结果可以得到，几何非对称结构对多频率段降噪效果好，而改变壳面的曲率半 径对壳的固有频率提高较大。 关键词：压缩机，冰箱，降噪，有限元，振动，仿真关键词：压缩机，冰箱，降噪，有限元，振动，仿真 浙江大学硕士学位论文 Abstract Abstract Now, refrige
4、rator has been necessary in normal living. Noise reduction is very important to peoples environment. Therefore, refrigerator compressor of high-efficiency and low-noise has profound significance for energy conservation and environmental noise reduction. There are some relations between energy conser
5、vation and noise reduction for compressors. Many methods of noise reduction can influence coefficient of performance (COP) of compressors, and improving efficiency maybe cause noise increase or transformation of frequency spectrum. This paper discusses the effect elements about compressors COP or ca
6、using noise, and how to improve COP or reduce noise. Some researches are introduced about reducing noise. The inner acoustic field is calculated by finite element methods when reduce the volume of lubricating oil. The analytical results are consistent to the experimental data. We can get that the oi
7、l influence the distribution of inner acoustic field in some range frequencies evidently. The oil affect inner acoustic field, in result, it affects the acoustic fluid-structure interaction and indirectly affect the noise through shell. The eigenfrequencies of acoustic mode will move down by the oil
8、 volume decrease. The eigenfrequencies of shell mode will move up by the constraint adding. Reducing structural noise radiation is an effective method, which can reduce noise but structure almost no change. This paper also discusses the effect of geometrical parameter of three-dimensional shell (i.e
9、. circumferential direction parameter, fillet between the surfaces, geometrical asymmetry structure), which change shell mode. And using methods of adding rib, change radius of curvature or geometrical asymmetry for shell, calculate field point sound press distribution on inner sound source through
10、shell. Based on results, the geometrical asymmetry shell has obvious effect about reducing noise in large range of frequencies, and change radius of curvature can increase eigenfrequency obviously. Keywords: compressor, refrigerator, noise reduction, finite element, vibration, simulation 浙江大学硕士学位论文
11、目 录 目 录 第一章 绪 论 . 1 1.1 国外内冰箱压缩机行业现状. 1 1.2 国内压缩机企业技术现状. 2 1.3 影响压缩机性能的因素及改进方法. 2 1.3.1 提高指示效率. 3 1.3.2 气阀的设计技术. 5 1.3.3 阀片材料. 6 1.3.4 提高机械效率. 7 1.4 冰箱压缩机的噪声及降噪优化方法 . 8 1.4.1 噪声源. 8 1.4.2 降噪的一般方法与准则. 8 1.4.3 阻尼技术的应用 . 9 1.4.4 其他降噪优化方法. 11 1.5 本文研究内容. 13 第二章 声学及有限元理论 . 15 2.1 声学概念. 15 2.2 声学基本参数. 16 2.3 固体中的纵波和横波. 17 2.4 赫姆霍茨公式. 19 2.5 Ansys 声学理论. 20 2.6 Sysnoise 有限元、边界元理论 . 24 第三章 冰箱压缩机冷冻油充量对压缩机内部声场影响 . 27 3.1 计算模型及各种计算情况下的结果. 27 浙江大学硕士学位论文 3.2 减少冷冻油体积. 34 3.3 实验测试. 34 3.4 加入压缩机气缸表面的振动. 39 第四章 壳体辐射噪声数值分析及优化 . 41 4.1 壳体模态.
