关键词:
空调室内机
CFD方法
气动噪声
导流板
工业设计
摘要:
由于科技产品的技术进步和人们对精神需求的不断增加,人们对室内空间的舒适度要求也越来越高,要求空调设备不仅要能更快达到调节温度的作用,还对空调的噪声表现越来越重视。国内外学者研究空调各处结构以提高空调各方面性能表现。其中导流板作为空调室内机重要部件之一,不仅影响着空调室内机的外观造型,还影响其流场和噪声表现,受到不少研究者的关注。在计算流体力学(CFD)和计算气动声学(CAA)理论指导下,使用商业建模仿真软件对壁挂式空调室内机二维全流场进行仿真计算,对空调内部流场和远场噪声进行求解计算。通过研究不同导流板形态对空调室内机的流场和远场噪声的影响,为空调产品的优化设计提供依据。论文主要工作内容如下:
(1)根据某空调室内机实物建立全流场二维数字模型,使用FLUENT软件对二维模型进行网格划分和仿真计算,为了降低仿真网格密度和质量可能带来的的误差,对网格进行了无关性实验,确定网格数在65000左右。使用热敏式风速仪测量三种风速工况下空调室内机出口风量并与对应仿真模拟结果对比,证明了仿真计算的可信性。
(2)本文对市面上已有的各型号空调导流板方案进行研究,选取广泛使用的四种导流板造型方案,建立A、B、C、D四种模型并分别进行流场仿真计算,结果表明四种导流板方案的出口风量大小关系为A>C>B>D,并对流场进行了细致分析。分别以导流板、叶片、导流板加叶片作为噪声源求解远场噪声,并对噪声数据和噪声频谱图进行细致分析。
(3)研究了导流板弧度、厚度、角度、旋转轴位置、长度的不同参数对风量和远场噪声的影响,进行了五因素三水平共18组正交实验,对正交实验数据进行极差分析,得出五个因素分别对出口风量和远场噪声的影响权重和最优组合,进行了方差分析,证明了极差分析的可信性和五个自变量对风量和噪声的影响是否显著。
(4)介绍了一些成熟高效的工业设计方法,在相关设计方法指导下对导流板形态进行重新设计,对重新设计的新型导流板方案进行数值仿真并与对照组方案结果对比,发现重新设计的导流板性能有优有劣,因此在设计导流板时应结合性能表现。