[发明专利]一种大型连续式风洞轴流压缩机用管道消声结构

说明书

一种大型连续式风洞轴流压缩机用管道消声结构，属于风洞建设领域，本发明为了解决连续式风洞在轴流压缩机运行区间内产生气动噪声，阻性消声装置对低频声波的消声效果不好问题。包括洞体、环形肋板、双层微穿孔板和轴向肋板；洞体的内壁上设置有环形安装槽，沿环形安装槽的轴向间隔排列设有若干环形肋板，环形肋板的内周和洞体的内壁直径相等，相邻的两个环形肋板之间均通过圆周分布的若干轴向肋板分隔为若干安装单元，所述若干安装单元内均安装有双层微穿孔板；双层微穿孔板可以通过设计蜂窝边长、空腔深度、两端金属板开孔孔径、开孔率等指标，有效消减特定频率段的压缩机低频噪声。

技术领域

本发明属于风洞建设领域，尤其涉及一种大型连续式风洞轴流压缩机用管道消声结构。

背景技术

风洞试验广泛应用于空气动力学研究，为航空、航天、铁路运输等领域的发展提供了必要的保障。

在连续式跨声速风洞中，主压缩机作为洞体回路的一部分，多布置于风洞拐角段后，用于驱动风洞回路内的空气流动，提供建立风洞流场所需的运行压比。轴流压缩机组实际运行转速与风洞试验马赫数相关，在轴流压缩机宽转速运行区间内，会产生较宽频率范围的气动噪声。

公告号为CN203191188U的专利公开了一种风洞闭口试验段消声装置，其采用平面穿孔板内设置消音棉的方式用于吸收试验段内的反射噪声，该种消声结构属于阻性消声器，其缺点是吸声材料容易脱落影响连续式风洞内的气流清洁度和风洞试验质量，对低频声波的消声效果不好。

大型连续式风洞压缩机运行转速较低，其噪声多为中低频噪声，其消声结构要求长时间使用后，阻性消声器中的消音元件不发生老化、掉渣导致的影响风洞试验流场质量的现象，且维护方便，有效降低压缩机产生的中低频噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型连续式风洞轴流压缩机用管道消声结构，以解决连续式风洞在轴流压缩机运行区间内产生气动噪声，阻性消声装置对低频声波的消声效果不好问题。本发明所采用的技术方案如下：

一种大型连续式风洞轴流压缩机用管道消声结构，包括洞体、环形肋板、双层微穿孔板和轴向肋板；洞体的内壁上设置有环形安装槽，沿环形安装槽的轴向间隔排列设有若干环形肋板，位于两端的环形肋板分别与环形安装槽的两侧壁一一对应抵靠连接，环形肋板的外周与环形安装槽的底面抵靠连接，环形肋板的内周和洞体的内壁直径相等，相邻的两个环形肋板之间均通过圆周分布的若干轴向肋板分隔为若干安装单元，所述若干安装单元内均安装有双层微穿孔板；

双层微穿孔板包括蜂窝腔，蜂窝腔由若干六角管相互抵靠组成，蜂窝腔的两端分别与内端穿孔板和外端穿孔板相连，内端穿孔板上的消音微孔和外端穿孔板上的消音微孔通过蜂窝腔连通，内端穿孔板与洞体内壁相切，外端穿孔板与环形安装槽的底面之间形成空腔，环形肋板的外端圆周设置有若干环板消声孔，每个环形肋板两侧相对齐的两个所述空腔均通过环板消声孔连通，内端穿孔板上的消音微孔和外端穿孔板上的消音微孔穿孔率和穿孔直径均通过下式确定：

式中：

f_r：微穿孔板重点消除的共振频率，单位为Hz;

c；微穿孔板接触气流速度，单位为m/s；

t：微穿孔板金属板材厚度，单位为m；

P：穿孔率；

D：孔后空腔深度，单位为m；

d：穿孔直径，单位为m；

当消除动叶尾迹冲击下游静叶产生的基频频率噪声时，f_r=f_R；当消除静叶尾迹冲击下游动叶产生的基频频率噪声时，f_r=f_s；当消除其余频率噪声时，f_r取对应需消除的噪声频率；