淺談風(fēng)管內(nèi)機(jī)液流聲噪音整改可行性分析

格力電器(合肥)有限公司 安徽 合肥 230088

1 引言

2 液流噪音特點(diǎn)

2.1 液流噪音明顯的機(jī)組,其液管連接管抖動(dòng)明顯,越靠近內(nèi)機(jī)抖動(dòng)越劇烈,從外觀上就能感覺到液管內(nèi)劇烈的冷媒流動(dòng)。

2.2 內(nèi)機(jī)整體音質(zhì)為不連續(xù)的煮開水聲,送風(fēng)、制熱時(shí)無(wú),制冷時(shí)出現(xiàn)且風(fēng)檔越低,液流噪音越明顯,風(fēng)檔越高,液流噪音越能隱藏在風(fēng)聲中;拿螺絲刀、小銅棒之類的金屬物體抵著管路聽管路內(nèi)的冷媒聲音,會(huì)發(fā)現(xiàn)沿著冷媒流動(dòng)方向,越到蒸發(fā)器進(jìn)液處,聲音越明顯,進(jìn)入蒸發(fā)器換熱后,液流噪音會(huì)有明顯降低。

2.3 下面兩圖分別是無(wú)液流噪音的頻譜與有液流噪音頻譜,綠色曲線為制冷低檔,黑色為送風(fēng)低檔。

對(duì)比制冷和送風(fēng)低檔數(shù)據(jù)和頻譜,發(fā)現(xiàn):

1)液流噪音的頻譜分布廣泛,在頻譜上沒有明顯峰值,但是實(shí)際聽的話,液流噪音還是很明顯;

健身實(shí)踐能力是指學(xué)生為完成設(shè)定的體育鍛煉任務(wù)，聯(lián)系實(shí)際采取的有意參與、強(qiáng)化練習(xí)、比賽運(yùn)用和持續(xù)健身的決策能力，伴隨著動(dòng)機(jī)、態(tài)度及價(jià)值觀取向等活動(dòng)，是自主健身的實(shí)現(xiàn)載體。

2)液流噪音的頻譜分布范圍與風(fēng)聲相近,液流噪音容易被風(fēng)聲掩蓋。

3 液流噪音原理分析

3.1 液流噪音音質(zhì)類似于煮開水聲,從音質(zhì)角度入手,煮開水聲出現(xiàn)的原因在于煮開水時(shí)液體內(nèi)部吸熱同時(shí)氣化,氣化后體積急劇增加形成氣化汽泡,大量的氣化氣泡上升至液面發(fā)生爆裂破碎,引起周邊空氣及液體振動(dòng),形成煮開水聲。

3.2 借鑒煮開水聲原理分析,結(jié)合機(jī)組節(jié)流后的實(shí)際情況分析如下:

1)冷媒經(jīng)過節(jié)流后以氣液兩相存在,而氣泡在管道流動(dòng)中因壓力下降、撞擊管壁、互相擠壓等因素引起氣泡破裂,產(chǎn)生類似于煮開水聲噪音;

2)根據(jù)《氣液兩相流和沸騰傳熱》這本書籍介紹:任何冷媒流動(dòng)都會(huì)有“水動(dòng)力特性”,即受熱管在一定的熱流密度下,強(qiáng)制流動(dòng)管子中的工質(zhì)質(zhì)量流量與流動(dòng)壓力降之間的相互關(guān)系。單相狀態(tài)的工質(zhì)流動(dòng)時(shí),壓力降可近似看做由摩擦阻力壓力降和局部阻力壓力降組成,如下式:

式中:Σξ— 各項(xiàng)局部阻力系數(shù)之和;

λ—摩擦阻力系數(shù);

ρL—液體重度;

W— 液體質(zhì)量流量;

L— 管子長(zhǎng)度;

D—管子直徑;

A— 管子流通截面面積。

則單相狀態(tài)水動(dòng)力特性如下圖所示,其曲線是一條單調(diào)上升的曲線,其水動(dòng)力特性較穩(wěn)定。

當(dāng)冷媒以氣液兩相存在時(shí),其流動(dòng)壓力降如下式所示:

ΔP=AW3-BW2+CW;

A=(Σξ+λ)(VG-VL)Δi2/4A2Dqr;

B=(Σξ+λ)L[(VG-VL)Δi/r-VL]/2A2D;

C=(Σξ+λ)(VG-VL)L2q/4A2Dr;

當(dāng)熱流密度和工質(zhì)參數(shù)確定時(shí),A、B、C均為常數(shù),所以兩相狀態(tài)的水動(dòng)力特性如下圖所示:

從曲線中可以看出當(dāng)冷媒狀態(tài)處于兩相狀態(tài)時(shí)(即W1—W3段),壓力狀態(tài)極不穩(wěn)定,會(huì)出現(xiàn)周期性脈動(dòng)。

原理總結(jié):結(jié)合以上分析,個(gè)人認(rèn)為冷媒在節(jié)流后部分液態(tài)冷媒氣化產(chǎn)生氣泡,氣泡在后續(xù)的管路流動(dòng)中破裂,產(chǎn)生振動(dòng),形成聲源,而節(jié)流后的冷媒由于是氣液兩相狀態(tài),受兩相狀態(tài)冷媒流動(dòng)時(shí)壓力不穩(wěn)定、周期性強(qiáng)烈脈動(dòng)的水動(dòng)力特性,進(jìn)一步將氣泡破裂的振動(dòng)放大,形成明顯的液流聲噪音。

4 液流聲噪音整改方案討論

結(jié)合上述的液流噪音原理分析,整改方案主要從降低氣泡破裂聲、減小兩相冷媒流動(dòng)時(shí)的周期性脈動(dòng)兩方面入手,部分可行性方案如下:

1)增加過濾網(wǎng) 在兩相冷媒進(jìn)入蒸發(fā)器前增加過濾網(wǎng)將大氣泡分割為小氣泡,降低了氣泡破

裂聲,且分割為小氣泡后,氣泡體積減小,使流路中的冷媒更傾向于單相冷媒,減小兩相冷媒流動(dòng)時(shí)的周期性脈動(dòng)。

此方案適用于絕大數(shù)情況,但部分機(jī)組存在節(jié)流效果很好,過濾網(wǎng)分割后氣泡仍舊較多,此情況下此方案降噪效果不明顯。

2)包阻尼塊 在液流噪音明顯的地方包阻尼塊,通過阻尼塊的減震、隔音作用減小管路振動(dòng),間接達(dá)到減小周期性脈動(dòng)的目的。

此方案出發(fā)點(diǎn)在于隔聲,只能減弱噪音,不能杜絕,屬于治標(biāo)方案。

3)增大分液毛細(xì)管管徑 增大分液毛細(xì)管管徑,減弱節(jié)流效果,減少氣泡產(chǎn)生,達(dá)到消除液流噪音目的,但此方案對(duì)機(jī)組性能影響較大,謹(jǐn)慎使用。

4)增加蒸發(fā)器流路數(shù) 節(jié)流效果不變的情況下,液態(tài)冷媒氣化產(chǎn)生的氣泡數(shù)一定,增加蒸發(fā)器流路后,各流路中氣泡數(shù)占比下降且蒸發(fā)器中冷媒流速和壓降均會(huì)降低,以此實(shí)現(xiàn)消除液流噪音目的。

此方案需重新設(shè)計(jì)蒸發(fā)器流路,工作量較大,評(píng)估使用。

5 小結(jié)

本文對(duì)風(fēng)管內(nèi)機(jī)液流聲噪音作了原因分析,并根據(jù)原因分析結(jié)果給出了一些降噪整改方案的原理介紹及使用建議,供相關(guān)工作人員在開發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及售后維修期間針對(duì)液流聲噪音分析整改參考使用,以便最終生產(chǎn)出滿足用戶需要的低噪音空調(diào)機(jī)組。