往復式壓縮機性能要求：

圖1  往復壓縮機結構及工作原理

噪聲傳遞過程：

噪聲傳遞過程如圖2所示：壓力波動是噪聲產生的主要原因，圖2中左圖是使用GT-SUITE搭建的1D模型和其他軟件搭建3D模型計算的壓力波動對比，該圖說明1D計算結果精度符合要求。

圖2  噪聲傳遞過程

噪聲傳遞路徑包括：1）沿管路傳遞到進氣口的脈動噪聲；2）經殼體的輻射噪聲。

噪聲測量：

在進氣閥處進行噪聲測試，以驗證仿真模型準確性。針對不同排量和冷媒，分別測量進氣閥處的聲壓級

1）排量分別為15cc和21cc;

2）冷媒分別是R134a和R290；

圖3  測試聲壓級對比

圖3左圖是相同冷媒R134a下，不同排量對應聲壓級，右圖是冷媒R290下，不同排量對應的聲壓級。

消聲器模型建立：

沿管路脈動噪聲的傳遞是往復式壓縮機噪聲傳遞主要路徑，用戶可以搭建消聲器，以降低脈動噪聲，在GEM3D中搭建消聲器模型，如圖4所示

圖4.  消聲器GEM3D模型

壓縮機GT模型：

在GT-SUITE軟件中，搭建完整的壓縮機仿真模型。

圖5  壓縮機GT-SUITE模型

仿真結果: 

仿真結果與試驗結果對比如圖6所示，紅線為仿真結果，藍線是試驗結果，不同排量不同冷媒下仿真聲壓級曲線均與試驗結果吻合良好，驗證了仿真模型準確性，進而可以在仿真模型基礎上進行噪聲優化。

圖6  計算SPL與試驗SPL對比

模型優化: 

從以下三個角度考慮對進氣口噪聲進行優化：

• 延長增壓管長度；

• 降低閥體剛度；

• 增加閥塞

1、延長增壓管長度: 

紅線是原狀態的SPL曲線，藍線是延長增壓管長度后的SPL曲線，由對比可知，延長增壓管長度會降低進氣噪聲聲壓級，冷媒是R134a時更明顯。

圖7  延長增壓管長度SPL對比

2、降低閥體剛度: 

紅線是原狀態的SPL曲線，粉線是降低閥體剛度后的SPL曲線，由對比可知，冷媒是R134a時，15cc排量和21cc排量聲壓級都增加(左圖)，冷媒是R290時，聲壓級都減小(右圖)。

圖8  降低閥體剛度SPL對比

3、增加閥塞: 

紅線是原狀態的SPL曲線，綠線是增加閥塞后的SPL曲線，由對比可知，聲壓級均有所降低。

結論：

   使用GT-SUITE軟件，可以建立往復式壓縮機模型，并計算進氣口處的聲壓級，且計算精度滿足要求。研究了影響聲學特性的結構參數(增壓管長度、閥體剛度、閥塞)，為噪聲優化提供了思路

參考文獻:

 Acoustic Characterization of the Suction Pulsation of a Reciprocating Compressor using GT-SUITE

SECOP | GT-SUITE  10.13.2020

文章來源:艾迪捷