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采用CFD技术对新风机柜的噪音分析

发表时间: 2020-07-17 17:00:00

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新风机柜是一种带有新风系统的专业机柜。它采用最高效的节能技术-新风技术,将热量搬运出机柜,具有防尘、净化、智能、免维护等优点。它可完全替代空调和热交换使用,机柜内外温差可控制在3℃以下。


                                                    图1  新风机柜实物图


下面我们采用Clabso软件对新风机柜进行气流模拟及噪音分析。


01
模型

机柜建模完成后,我们对它做了简化,去除了机柜上的进出风小孔及机柜上部盖板。

                          

                                                          图2 计算模型图


02
速度分析

首先,我们将机柜截取一个面,并分成上中下三个部分来进行模拟。

                                                                           图3  机柜截面云图和流线图


气流噪音是由气流粒子或者粒子团的振动产生的,而流速反应的是流体整体运动,或者是微团的运动,所以声音可能会在流速变动较大的地方产生。流速变动较大的地方通常又是边界或者障碍影响较大的地方,所以速度变动大的地方会产生噪音。但是声音的强度或者说相对强度并不是和速度变化的强烈程度成正比。

另外,边界的影响是低速气流噪音形成的最重要因素,同时也需要注意速度的方向。显然气流以锐角同步运动和钝角运动显然差别是很大的。


                 

                                                                     图4  机柜截面流线局部放大图


1. 左边的图是机柜的上部,可以看出由于结构的影响形成了速度梯度(速度差),从颜色来看速度梯度在4-8m/s的差别,所以在结构附近的速度差很大。此处会是产生噪音比较重要的地方。

2. 中间的图是在风机附近的,除了风机直接出来,造成对旁边静止气流的牵引,还有在圆形空洞内的吸风的部分也形成速度梯度(速度差),同时垂直转向的气流也是产生噪音的一个主要原因。

3. 右边的图是机柜下部的风结构,可以看到它的风速影响比较乱(包括速度的大小和角度)。有速度梯度(速度差)相对较小,粒子振动噪音会较上部要小。但是空腔的效应(鼓声)可能会比较大。


03
涡量分析

                           

                                                                图5  机柜截面云图


                                                             图6 机柜截面局部放大云图


我们从图中可以得出:

1. 涡量在一定程度可以反应声音的分布,红色区域表示涡度较大的部分,蓝色区域表示涡度较小的部分。

2.可以很明确的看到在边界处尤其是有拐角等非曲面过度的边界附近涡度较大。

3.在低速下,涡度不会在非边界处形成,在内部只是涡度的传播和衰减。




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