[發明專利]窗載風機用90°矩形消音降噪彎頭及彎頭的消聲處理方法

有效

• 申請號: 201511018431.1
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105650392B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 王曉理;剛家斌;肖力
• 申請（專利權）人: 西安建科門窗有限責任公司
• 主分類號: F16L43/00
• 分類號: F16L43/00;F16L9/21
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 王芳

1.一種對90°矩形彎頭的噪音處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：求解90°矩形彎頭的連續性方程和N-S動量方程偏微分方程組，并確定90°矩形彎頭穩態湍流速度場U(x,y,z)和壓力場P(x,y,z)；

步驟2：根據步驟1得到的90°矩形彎頭穩態湍流速度場U(x,y,z)和壓力場P(x,y,z)，代入式1，然后對式1進行一階迎風格式離散化，并求解離散化后的式1，得到聲學脈動偏微分方程的流動分量u_a(x,y,z)和P_a(x,y,z)，進而得到紊流脈動動能k和紊流脈動動能的耗散率ε；

式中，t為時間，s；i和j為直角坐標系的方向分量；ρ為空氣密度，kg/m³；ρ_a為板面上的空氣密度，kg/m³；u'為脈動速度，m/s；P'為脈動壓力，Pa；U為90°矩形彎頭穩態湍流速度，m/s；P為90°矩形彎頭壓力，Pa；

步驟3：根據步驟2求解得到的紊流脈動動能k和紊流脈動動能的耗散率ε，分別計算內弧面、上頂板與下底板的聲壓級L_P，得到內弧面、上頂板與下底板各自的聲壓級范圍；

步驟4：根據步驟3得到的內弧面、上頂板與下底板的聲壓級范圍，分別計算得到各個板面的劃分高噪音區和中噪音區的聲壓級閾值L_h-m；同時計算得到內弧面、上頂板與下底板的劃分中噪音區和低噪音區的聲壓級閾值L_m-l；將L_h-m在板面上對應的曲線作為高噪聲區包絡曲線；將L_m-l在板面上對應的曲線作為中噪聲區包絡曲線；

步驟5：分別在步驟4得到的各板面上的中噪聲區包絡曲線、高噪聲區包絡曲線上取多個離散點，并獲取這些離散點的坐標值；對中噪聲區包絡曲線、高噪聲區包絡曲線上的離散點的坐標值進行擬合，得到原始擬合曲線方程；然后采用通用全局優化法對原始擬合曲線方程進行處理，得到中噪聲區包絡曲線、高噪聲區包絡曲線對應的擬合曲線方程；

步驟6：將步驟5得到每個板面的每條擬合曲線方程作為板面上各噪音區的分界線，得到各板面的高噪音區、中噪音區和低噪音區；

步驟7：在步驟6得到的每個板面的高噪音區的位于90°矩形消音降噪彎頭內的表面涂抹聚氨酯橡膠，在中噪音區的位于90°矩形消音降噪彎頭內的表面涂抹樹脂改性瀝青。

2.如權利要求1所述的對90°矩形彎頭的噪音處理方法，其特征在于，所述步驟3中，利用下式分別計算內弧面、上頂板與下底板的聲壓級L_P：

式中：α_ε為縮尺常數，根據Sarkar&Hussaini各向同性湍流DNS模擬校準研究，取0.1；P_ref為基準聲功率，W/m³，α₀為標準狀況下的當地音速，m/s；ρ是空氣密度，kg/m³。

3.如權利要求1所述的對90°矩形彎頭的噪音處理方法，其特征在于，所述步驟4中，利用式3分別計算得到各個板面的劃分高噪音區和中噪音區的聲壓級閾值L_h-m；同時利用式4計算得到內弧面、上頂板與下底板的劃分中噪音區和低噪音區的聲壓級閾值L_m-l；

式中，L_max-h、L_min-l分別為板面的最大聲壓級值和最小聲壓級值，dB；α、β為區域劃分常數。

4.如權利要求1所述的對90°矩形彎頭的噪音處理方法，其特征在于，所述步驟7中，在高噪音區涂抹聚氨酯橡膠的厚度根據式5確定：

式中，H_h為高噪音區聚氨酯橡膠涂抹的厚度，mm；δ為90°矩形彎管壁厚，mm；L_max-h為板面的最大聲壓級值，dB；L_h-m為劃分高噪音區和中噪音區的聲壓級閾值，dB；L_P為高噪音區中任意點處的聲壓級，dB；γ₁為高噪音區厚度常數系數，1≤γ₁≤6；INT是將一個數值向下取整為最接近的整數的函數。

5.如權利要求1所述的對90°矩形彎頭的噪音處理方法，其特征在于，所述步驟7中，在中噪音區涂抹樹脂改性瀝青的厚度根據式6確定：

式中，H_m為中噪音區樹脂改性瀝青涂抹的厚度，mm；δ為90°矩形彎管壁厚，mm；L_h-m為劃分高噪音區和中噪音區的聲壓級閾值，dB；L_m-l為劃分中噪音區和低噪音區的聲壓級閾值，dB；L_P為中噪音區中任意點處的聲壓級，dB；γ₂為中噪音區厚度常數系數，1≤γ₂≤6；INT是將一個數值向下取整為最接近的整數的函數。