[实用新型]低噪冷却系统锯齿离心叶轮试验设计测试装置

说明书

本实用新型公开了低噪冷却系统锯齿离心叶轮试验设计测试装置，将不同参数锯齿叶片和离心叶轮采用螺栓连接，对不同参数锯齿叶片的低噪冷却系统进行噪声测试，对锯齿叶片参数及所对应试验数据进行归一法处理，匹配优选出合理的叶片锯齿结构参数，用于低噪冷却系统降噪设计中，实现高效的锯齿离心叶轮试验设计测试装置和方法。本实用新型具有显著缩短开发时间，降低开发成本，提升设计质量；解决锯齿仿生叶片的参数设计问题，对低噪冷却系统产品噪声有效控制，提高轨道列车舒适性和环境友好型；无需对低噪冷却系统进行气动噪声仿真，解决了计算周期长、计算资源要求高等问题。

技术领域

本实用新型涉及通风冷却技术领域，具体涉及低噪冷却系统锯齿离心叶轮试验设计测试装置及方法。

背景技术

离心叶轮广泛应用于轨道车辆通风冷却系统及其它旋转机械中，也是气动噪声产生的关键部件。降低轨道车辆通风冷却系统的气动噪声，叶轮结构设计是降噪的关键技术之一。

冷却系统是用于轨道列车变流器、变压器及牵引电机等电子元器件的散热部件，是轨道列车的关键核心部件之一，内部有许多机械和电气模块，如风机和散热器、机架、电机、水泵、接触器、水管、母排以及导线等。各类部件在通电运行中均会产生不同程度的机械振动、电磁和气动噪声，这些噪声不仅会影响列车的乘坐舒适度和乘务人员的工作效率，还会降低冷却系统产品的综合竞争力。噪声控制也是轨道交通装备的关键技术之一，因此设计低噪声的冷却系统产品对于提升轨道列车技术具有重要意义。通过噪声测试、频谱分析和听觉感官，来自风机的气动噪声是冷却塔内部贡献最大的噪声源。由于风机功率大、转速高和风压流量大，风机在实际运行中会有比较大的气动噪声，因此优化控制风机气动噪声是优化冷却系统噪声水平的重要环节。由于锯齿仿生叶片具有降低风机宽频噪声的效果，目前是降低冷却系统噪声有效方法之一。

中国专利CN111046504A提出了一种适用于仿生叶片泵几何参数的低噪声优化方法，包括确定优化变量和样本水平，采用数值模拟与声学计算等，基于神经网络预测模型利用粒子群优化算法对仿生叶片泵几何参数进行匹配优化设计，但没有试验测试。中国专利CN111622808A公开了一种基于现有汽轮机叶型改造的仿生叶片及设计方法，应用仿生学原理，提供一种对现有汽轮机叶型进行仿生改进的方法，设计一种仿生叶型，即通过降低叶片背压面的整体压力，达到提升汽轮机在小流量工况下的做功能力的目的，没有实现多方案的匹配优化，没有进行试验测试等。

锯齿仿生叶片的参数设计对冷却系统降噪设计非常关键。由于锯齿仿生叶片的尺寸微观特征明显，采用CFD对性能和气动噪声的计算，对网格的处理要求高，计算资源要求大，计算周期长。若对多个锯齿仿生叶轮方案的冷却系统的试验成本高，而且冷却系统更换叶轮周期长，因此在实际工程中应用中受到了较大的限制。但是锯齿仿生叶片如果参数选择不好，冷却系统难于达到降噪效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供低噪冷却系统锯齿离心叶轮试验设计测试装置及方法，解决以下技术问题：不但可以很好的解决锯齿仿生叶片的参数设计问题，而且试验成本低，周期短。也无需要对低噪冷却系统气动噪声进行仿真计算，解决了计算周期长、计算资源要求高等问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

低噪冷却系统锯齿离心叶轮试验设计测试装置，包括冷却器、锯齿离心叶轮和噪声测试设备，所述锯齿离心叶轮安装于冷却器中，形成低噪冷却系统；所述低噪冷却系统安装于噪声测试设备内；

所述锯齿离心叶轮包括前轮盘、锯齿叶片、传统叶片、螺栓、后轮盘和轮芯，所述前轮盘和后轮盘之间设置有传统叶片，所述后轮盘的中心处设置有轮芯，所述锯齿叶片与传统叶片之间固定连接；

所述传统叶片的内部滑动连接有连接板，所述传统叶片和连接板上均开设有螺栓孔，所述连接板通过锁紧螺栓和螺栓孔配合与传统叶片固定。

作为本实用新型进一步的方案：所述锯齿叶片与传统叶片之间通过螺栓连接，用于锯齿叶片和传统叶片的连结或更换。