空調(diào)風(fēng)機(jī)的案例
某軌道交通空調(diào)風(fēng)機(jī)總成的分析與研究
摘 要：針對某軌道交通的空調(diào)風(fēng)機(jī)總成，利用前處理軟件HyperMesh對整個(gè)風(fēng)機(jī)總成進(jìn)行網(wǎng)格劃分，之后利用HyperWorks仿真平臺的有限元求解器OptiStruct對該風(fēng)機(jī)總成進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，在離心力和沖擊載荷作用下，風(fēng)機(jī)總成的各個(gè)部件都沒有超過材料屈服強(qiáng)度，滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：HyperMesh;空調(diào)風(fēng)機(jī);OptiStruct;強(qiáng)度;
0 引言
軌道交通是城市交通系統(tǒng)的主要組成部分，不但承載輸送乘客的職能，而且要在高低溫環(huán)境下保證客艙內(nèi)的舒適性，因此空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮著重大作用。地鐵空調(diào)系統(tǒng)主要由空調(diào)機(jī)組、風(fēng)道、送風(fēng)格柵及控制裝置等組成。其中空調(diào)機(jī)組不但要調(diào)節(jié)空氣的溫度和濕度，提供舒適環(huán)境，而且要保證高可靠性。而空調(diào)機(jī)組內(nèi)風(fēng)機(jī)的可靠性直接影響了整個(gè)空調(diào)機(jī)組的正常運(yùn)行。因?yàn)樵?em>空調(diào)運(yùn)行過程中，空調(diào)風(fēng)機(jī)長期處于運(yùn)行狀態(tài)，加上其轉(zhuǎn)速高，車輛運(yùn)行過程中還有慣性加速度的沖擊，因此在整個(gè)軌道交通空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)風(fēng)機(jī)屬于易發(fā)生故障的總成，因此有必要在設(shè)計(jì)時(shí)對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的分析研究和驗(yàn)證[1]。
本文利用HyperMesh建立某軌道交通空調(diào)風(fēng)機(jī)總成的有限元模型，利用HyperWorks仿真平臺有限元求解器OptiStruct對風(fēng)機(jī)總成在設(shè)計(jì)工況下進(jìn)行強(qiáng)度分析，根據(jù)分析結(jié)果，判定設(shè)計(jì)方案的可靠性和合理性。
1 空調(diào)風(fēng)機(jī)總成的有限元模型建立
1.1 三維模型建立
利用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks進(jìn)行某軌道交通空調(diào)風(fēng)機(jī)三維總成的幾何實(shí)體建模，如圖1所示。HyperMesh可以提供各種主流三維模型的導(dǎo)入接口，由于是裝配件總成，為了防止模型幾何數(shù)據(jù)的丟失，將模型按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)所屬技術(shù)委員會(huì)制訂的國際統(tǒng)一CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出為.STEP格式。
展開 消聲器簡介
對某一特定的工程，特別是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的噪控工程，很少重新設(shè)計(jì)消聲器的獨(dú)立結(jié)構(gòu)（除安裝結(jié)構(gòu)外），因?yàn)橐话愠墒斓南暺骶际窍盗谢a(chǎn)品，較少對具本的工程重新設(shè)計(jì)某一消聲器。因此我們的主要工作是根據(jù)噪聲源的現(xiàn)場情況確定選用這些系列消聲器中的某一型號產(chǎn)品即可。
系列化消聲器的型號相當(dāng)多，主要針對聲源的聲學(xué)特性、空氣動(dòng)力性能的不同特點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)，其中最常見的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的消聲器、風(fēng)機(jī)消聲器系列等等。系列化消聲器即要有足夠的力學(xué)結(jié)構(gòu)性能，也要有合理的外形尺寸和體積大小。對它的評價(jià)與單個(gè)消聲器的評價(jià)指標(biāo)是相同的，即保證在最小的壓力損失的條件下，求得最大的消聲量，以確保聲源設(shè)備在安裝消聲器后的正常工作。
展開 利用CFD技術(shù)對數(shù)據(jù)中心機(jī)房進(jìn)行模擬
通過CFD技術(shù)預(yù)測不同負(fù)荷下空調(diào)系統(tǒng)的制冷性能和回風(fēng)溫度，具有比傳統(tǒng)假負(fù)載測試更方便、更快速的優(yōu)點(diǎn)。
這里采用的是6sigmaDC軟件對某個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行建模和計(jì)算。6SigmaDC是一款專用于數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的CFD仿真工具，還可以用于對電子元器件的熱仿真分析。6SigmaDC提供了大量數(shù)據(jù)中心專有模塊，幫助用戶快速建模，例如：PDU（分布式供配電單元）、UDF（不間斷供電系統(tǒng)）、精密空調(diào)單元、機(jī)柜等。此外，6SigmaDC的PAC study功能也方便用戶對不同工況案例進(jìn)行控制變量后的不同結(jié)果對比研究。
根據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)中心實(shí)際規(guī)模，數(shù)據(jù)中心規(guī)模為1131㎡，高3.44m，架空地板的高度為0.64m，采用下出風(fēng)空調(diào)，架空地板下面的空間相當(dāng)于靜壓箱的作用。所有出風(fēng)口的尺寸均為常規(guī)的600mm×600mm。共有機(jī)柜336個(gè)，分12列布置，每列28個(gè)機(jī)柜，以形成6個(gè)冷通道。項(xiàng)目為2U-4kW服務(wù)器機(jī)架，為北京東南及燕郊周邊提供服務(wù)器場地租賃服務(wù)和相應(yīng)的維護(hù)、以及必要的運(yùn)行溫度、濕度。機(jī)柜出風(fēng)溫度需要限制在36℃以下，采用常規(guī)下送風(fēng)方式。精密空調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過數(shù)據(jù)中心的回風(fēng)溫度傳感器進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)中心內(nèi)南北兩側(cè)分列兩列精密空調(diào)，每列6臺，每臺額定制冷量120kW。模型平面圖如下圖所示。
圖2. 數(shù)據(jù)中心平面圖
圖3為機(jī)柜底部的溫度分布云圖。其中中部一根柱子附近的的機(jī)柜出風(fēng)口處溫度達(dá)到了36.9℃，這超過溫度規(guī)定范圍，這可能時(shí)由于機(jī)柜距離柱子過近，偏下層的機(jī)柜出風(fēng)氣流受到柱子的阻礙，只能順著柱子爬升，無法迅速散出。
展開 【機(jī)械原理】磁浮軸承有那么神秘嗎？從門外漢到精通只需看看這篇文章，超全奧！
（我們推薦你關(guān)注“機(jī)械工程師”公眾號，第一時(shí)間掌握干貨知識、行業(yè)信息）
目前空調(diào)風(fēng)機(jī)多采用機(jī)械軸承，風(fēng)機(jī)主軸與軸承之間會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦，而電機(jī)必需克服這部分摩擦才能驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，同時(shí)造成電機(jī)發(fā)熱，產(chǎn)生較大幅度的振動(dòng)，使得風(fēng)機(jī)壽命降低。要想實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)長時(shí)間的運(yùn)行，還需軸承潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)。如果采用磁浮軸承，定、轉(zhuǎn)子之間沒有機(jī)械摩擦，磁浮軸承運(yùn)轉(zhuǎn)阻力為零，不會(huì)發(fā)熱，從而省去了冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)，減少了體積重量，提高了可靠性和壽命，懸浮運(yùn)轉(zhuǎn)大大減少了機(jī)械噪聲同時(shí)也大大減少了機(jī)械振動(dòng)，振動(dòng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通風(fēng)機(jī)，提高了整個(gè)空調(diào)的穩(wěn)定性。
從目前國內(nèi)的磁浮軸承技術(shù)水平來看，雖然已經(jīng)具備了應(yīng)用在常溫設(shè)備上的條件，但是仍然存在兩方面的間題:一方面由于較難實(shí)現(xiàn)磁懸軸承轉(zhuǎn)子的高精度控制，因而造成系統(tǒng)可靠性差以及故障率高;另一方面，欠缺標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品工藝。
經(jīng)濟(jì)性分析
上述磁浮軸承的各種優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)是建立在一套復(fù)雜的電子控制系統(tǒng)上。因?yàn)闃?gòu)成系統(tǒng)重要組成部分的傳感器費(fèi)用比較高，再加上控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用，整體成本是普通機(jī)械軸承的數(shù)十倍以上，所以這在很大程度上限制了它在工業(yè)上的應(yīng)用和推廣。
從長遠(yuǎn)看，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)和泵類設(shè)備能耗高，其在整個(gè)能耗中占很大比重，長時(shí)間的工作運(yùn)行，電力成本昂貴，尤其是中后期的維護(hù)和損耗特別明顯，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的能耗以及開支增加。采用磁浮軸承還可以節(jié)省一些裝置的配置費(fèi)用，如：潤滑系統(tǒng)、齒輪傳動(dòng)裝置、冷卻系統(tǒng)等。如果折算成磁浮軸承的費(fèi)用，數(shù)目相當(dāng)可觀。
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基于STAR-CCM+軸流風(fēng)葉 風(fēng)扇仿真分析 噪音優(yōu)化
空調(diào)作為量大面廣的家用電器之一，除給消費(fèi)者帶來制冷、制熱性作用以外，空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)噪音直接關(guān)系到消費(fèi)的舒適性，因此，低噪風(fēng)葉正成為軸流風(fēng)葉設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢。從學(xué)科上來看，這類風(fēng)葉與工業(yè)用風(fēng)葉相比，一方面在結(jié)構(gòu)配置、設(shè)計(jì)方法和流動(dòng)特性上有著很大不同；另一方面在性能上，雖然風(fēng)壓低但風(fēng)量范圍變化大且氣動(dòng)及聲學(xué)的綜合性能要求高，故這類低壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)并非易事。特別是在軸流風(fēng)扇形狀對噪音抑制方面需要進(jìn)行更深入研究。目前，軸流風(fēng)葉的設(shè)計(jì)主要基于實(shí)驗(yàn)和CFD 技術(shù)，隨著CFD 技術(shù)的成熟和普及，CFD 技術(shù)成為空調(diào)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要手段。本文利用CFD 技術(shù)對不同風(fēng)葉表面形狀和不同葉片外緣翹曲度的空調(diào)軸流風(fēng)葉方案進(jìn)行仿真分析，然后選擇最優(yōu)方案制作模卡，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，從而驗(yàn)證CFD仿真結(jié)果。
02
計(jì)算模型
本文以某空調(diào)室外機(jī)軸流風(fēng)扇為研究對象，對軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，提高風(fēng)扇風(fēng)量同時(shí)降低風(fēng)扇氣動(dòng)噪音。風(fēng)扇氣動(dòng)噪音是空調(diào)外機(jī)噪音的一個(gè)主要來源，目前為了降低風(fēng)葉氣動(dòng)噪音，風(fēng)葉外形在逐步進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，例如風(fēng)葉邊緣做成鋸齒狀，風(fēng)葉端面打孔，葉片增加“蜻蜓痣”等方法，通過大量實(shí)驗(yàn)證明仿生設(shè)計(jì)可以降低風(fēng)葉的氣動(dòng)噪音。本文對風(fēng)葉外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研討風(fēng)葉外形與噪音的關(guān)系。
為節(jié)省計(jì)算時(shí)間，CFD 模擬僅對風(fēng)扇模型進(jìn)行分析，研討風(fēng)扇性能。優(yōu)化前風(fēng)葉幾何參數(shù)如表1所示。
展開 流場分析：基于STAR CCM+軸流風(fēng)葉仿真分析
空調(diào)作為量大面廣的家用電器之一，除給消費(fèi)者帶來制冷、制熱性作用以外，空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)噪音直接關(guān)系到消費(fèi)的舒適性，因此，低噪風(fēng)葉正成為軸流風(fēng)葉設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢。從學(xué)科上來看，這類風(fēng)葉與工業(yè)用風(fēng)葉相比，一方面在結(jié)構(gòu)配置、設(shè)計(jì)方法和流動(dòng)特性上有著很大不同；另一方面在性能上，雖然風(fēng)壓低但風(fēng)量范圍變化大且氣動(dòng)及聲學(xué)的綜合性能要求高，故這類低壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)并非易事。特別是在軸流風(fēng)扇形狀對噪音抑制方面需要進(jìn)行更深入研究。目前，軸流風(fēng)葉的設(shè)計(jì)主要基于實(shí)驗(yàn)和CFD 技術(shù)，隨著CFD 技術(shù)的成熟和普及，CFD 技術(shù)成為空調(diào)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要手段。本文利用CFD 技術(shù)對不同風(fēng)葉表面形狀和不同葉片外緣翹曲度的空調(diào)軸流風(fēng)葉方案進(jìn)行仿真分析，然后選擇最優(yōu)方案制作模卡，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，從而驗(yàn)證CFD仿真結(jié)果。
02
計(jì)算模型
本文以某空調(diào)室外機(jī)軸流風(fēng)扇為研究對象，對軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，提高風(fēng)扇風(fēng)量同時(shí)降低風(fēng)扇氣動(dòng)噪音。風(fēng)扇氣動(dòng)噪音是空調(diào)外機(jī)噪音的一個(gè)主要來源，目前為了降低風(fēng)葉氣動(dòng)噪音，風(fēng)葉外形在逐步進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，例如風(fēng)葉邊緣做成鋸齒狀，風(fēng)葉端面打孔，葉片增加“蜻蜓痣”等方法，通過大量實(shí)驗(yàn)證明仿生設(shè)計(jì)可以降低風(fēng)葉的氣動(dòng)噪音。本文對風(fēng)葉外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研討風(fēng)葉外形與噪音的關(guān)系。
為節(jié)省計(jì)算時(shí)間，CFD 模擬僅對風(fēng)扇模型進(jìn)行分析，研討風(fēng)扇性能。優(yōu)化前風(fēng)葉幾何參數(shù)如表1所示。
展開 有一說一｜為什么說這臺奔馳VISION EQXX用力過猛？
還是為了1000公里的續(xù)航，奔馳為VISION EQXX概念車添加了117個(gè)車頂太陽能電池板，用于給空調(diào)風(fēng)機(jī)，燈光、中控娛樂系統(tǒng)還有車載12V電器等其他低壓耗電器供電。根據(jù)奔馳官方數(shù)據(jù)，日照充足時(shí)，這些太陽能電池可以增加25公里續(xù)航里程。當(dāng)然，凡事都有代價(jià)，車頂太陽能電池板的代價(jià)是，你就不要再想要天窗或天幕了。
而這臺VISION EQXX概念車體現(xiàn)的奔馳式豪華，一方面在于前面提到的獨(dú)一無二的、真正的一體式大連屏；一方面就是近年來豪華品牌引領(lǐng)的“無環(huán)保不豪華”、“無可持續(xù)不豪華”。
大屏就不說了，47.5英寸超薄無縫一體式，所見即所得，目前無人可超越。說說內(nèi)飾的用料方面，大量使用環(huán)保材料，這正是豪華品牌彰顯的豪華新境界。
比如VISION EQXX的門把手，采用可生物降解的純植物絲綢；更感人的是，這個(gè)門把手已經(jīng)被簡化為一根小拉帶，真是創(chuàng)意滿分。車門內(nèi)襯鑲有三維效果的點(diǎn)陣裝飾，這些能隨著不同視角變色的小亮片，來自回收的PET塑料瓶。有著柔軟觸感的座椅皮革，是用仙人掌的提取物和菌絲體制作而成的。車內(nèi)地毯則采用100%竹纖維編織。
不管怎樣，這種用可持續(xù)理念和精湛工藝實(shí)現(xiàn)的環(huán)保的豪華，還是值得我們給德國人點(diǎn)贊的。但是，不管是科技還是豪華，奔馳呈現(xiàn)出來的更多還是燃油車時(shí)代積攢的功力和技巧，在電動(dòng)車方面，奔馳要想保持燃油車領(lǐng)域的地位，還是有大量功課要補(bǔ)習(xí)。
奔馳銷量現(xiàn)滑坡趨勢，電動(dòng)化進(jìn)程需提速
日前，奔馳公布了2021年第四季度銷量及全年銷量。數(shù)據(jù)顯示，2021年第四季度，奔馳全球零售量464130輛，同比下降24.6%。
展開 通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計(jì)與安裝基礎(chǔ)
2．消聲器的型式
（1）阻性型消聲器
（2）共振型消聲器
（5）其他型式消聲器：1）消聲彎頭；2）消聲靜壓箱
空調(diào)系統(tǒng)的減振：
1．減振措施：在振源和它的基礎(chǔ)之間安裝與基礎(chǔ)隔開的彈性構(gòu)件（如彈簧、橡膠減振器、軟木等），使從振源傳到基礎(chǔ)上的振動(dòng)得到一定程度的減弱。
1．減振措施：
（1）選擇帶通風(fēng)機(jī)減振臺座的空調(diào)風(fēng)機(jī)段；
（2）空調(diào)器下設(shè)橡膠減振墊。通風(fēng)機(jī)、空調(diào)器與風(fēng)管采用防火軟接頭連接，水管與水泵、表冷器采用橡膠柔性接頭連接；
（3）選用高效、低噪聲水泵、風(fēng)機(jī)，并使水泵、風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)附近運(yùn)行，風(fēng)管、水管穿墻和樓板處間隙用非燃軟行材料填充；
（4）盡可能控制風(fēng)管、風(fēng)口風(fēng)速，以滿足房間噪聲標(biāo)準(zhǔn)；
（5）在局部送、回風(fēng)管路上設(shè)置消聲器、消聲彎頭；
（6）空調(diào)機(jī)房內(nèi)壁表面襯貼吸聲材料及吸聲孔板，機(jī)房門采用消聲密閉門，使墻體有足夠隔聲能力。
2．消聲減振措施的實(shí)例
空調(diào)工程中消除噪聲和振動(dòng)的措施包括：在風(fēng)機(jī)出口處裝帆布軟接頭，管路上裝設(shè)消聲器，風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組、水泵基礎(chǔ)考慮減振，水泵的進(jìn)出管路設(shè)隔振軟管，在管道吊卡、支架、穿墻處采用隔振處理等。
來源暖通南社
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薪資范圍：15w-22w（具體可談）
有興趣可添加微信：C1314735951C
崗位描述：
1、負(fù)責(zé)新型制冷劑在行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)的信息實(shí)時(shí)跟蹤和更新，并定期進(jìn)行信息發(fā)布；
2、對新型制冷劑在空調(diào)閥件、換熱器及整機(jī)裝備的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，分析不同新制冷劑在空調(diào)配件及整機(jī)產(chǎn)品開發(fā)中的影響；
3、采用CFD分析工具，研究空調(diào)閥件、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)和換熱器等空調(diào)零部件的流動(dòng)和換熱性能，設(shè)計(jì)產(chǎn)品和開展實(shí)驗(yàn)。
任職要求：
1、碩士及以上，制冷與低溫技術(shù)、暖通工程、熱能與動(dòng)力工程等相關(guān)專業(yè)；
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2、 能夠評價(jià)不同制冷劑對空調(diào)閥件、換熱器及商用空調(diào)整機(jī)裝備的性能影響；
3、 熟練應(yīng)用STAR-CCM+、FLUENT、CFX等CFD仿真軟件；
4、 熟練使用三維制圖軟件，例如SolidWorks、CATIA等；
5、 有空調(diào)閥件、換熱器或空調(diào)整機(jī)行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)；
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2、對新型制冷劑在空調(diào)閥件、換熱器及整機(jī)裝備的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，分析不同新制冷劑在空調(diào)配件及整機(jī)產(chǎn)品開發(fā)中的影響；
3、采用CFD分析工具，研究空調(diào)閥件、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)和換熱器等空調(diào)零部件的流動(dòng)和換熱性能，設(shè)計(jì)產(chǎn)品和開展實(shí)驗(yàn)。
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展開 運(yùn)用CFD對汽車空調(diào)HVAC的改善設(shè)計(jì)
為了確保HVAC內(nèi)部風(fēng)道流場及模擬分析的質(zhì)量，對風(fēng)機(jī)、出風(fēng)風(fēng)道、擋風(fēng)玻璃劃分的網(wǎng)格加密；前處理軟件采用Hypermesh軟件，網(wǎng)格生成軟件采用Hypermesh+gambit+Tgrid 3種軟件組合，計(jì)算軟件使用Fluent軟件。模型中采用混合網(wǎng)格單元，總共生成9 057 823網(wǎng)格單元。工況設(shè)定如下：①Inlet（壓力入口），入口壓力設(shè)置為0 Pa；②Outlet（壓力出口），出口壓力設(shè)置為0 Pa；③12 V、13.5 V兩種工況下的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別為3 680 r/min和4 030 r/min。
圖1 空調(diào)系統(tǒng)HVAC計(jì)算模型圖
3 問題分析及結(jié)果對比
3.1 進(jìn)風(fēng)口增加格柵對風(fēng)量的影響
3.1.1 問題描述
為保持車內(nèi)空氣新鮮、干燥，使車內(nèi)人員保持清醒、車窗不結(jié)霜和霧，汽車空調(diào)HVAC會(huì)設(shè)置外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口用于換氣，設(shè)計(jì)上為了不影響出風(fēng)口風(fēng)量、減小進(jìn)氣壓力，一般空調(diào)HVAC外循環(huán)風(fēng)口的開口大小需不小于空調(diào)HVAC的出風(fēng)口大小，以本文中的空調(diào)HVAC為例，外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口的開口大小為400 mm×200 mm。外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口和車外相通，車輛停在戶外時(shí)，外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口開口尺寸較大，而且其連接的風(fēng)道處正好形成一個(gè)窩洞，存在老鼠等從車身排水管爬入，造成空調(diào)HVAC的風(fēng)機(jī)風(fēng)門損壞、內(nèi)部臟污等問題的風(fēng)險(xiǎn)，此問題引起過多起客戶投訴維修案例。為了解決此問題，在設(shè)計(jì)上需考慮在進(jìn)風(fēng)口處增加一個(gè)14 mm×14 mm的防鼠格，但又不能因?yàn)樵黾拥姆朗蟾裾趽踉斐?em>空調(diào)HVAC進(jìn)風(fēng)風(fēng)阻明顯下降及風(fēng)量降低。因此，運(yùn)用CFD進(jìn)行仿真模擬進(jìn)行對比分析。
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ProNas能量有限元法在船舶中高頻噪聲預(yù)測的應(yīng)用
該客箱船模型根據(jù)實(shí)際情況所受激勵(lì)載荷主要有24個(gè)，分別為主機(jī)、螺旋槳、發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、空調(diào)、風(fēng)機(jī)等。其中主機(jī)、發(fā)電機(jī)、螺旋槳與船體作用，船體會(huì)振動(dòng)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)噪聲。其它主要激勵(lì)源通過空氣傳遞到船舶艙室內(nèi)，產(chǎn)生空氣噪聲。結(jié)構(gòu)噪聲源通過ProNas軟件分別在各設(shè)備的有限單元表面以速度級及加速度級方式加載，如圖5所示。空氣噪聲源通過ProNas軟件分別在各激勵(lì)源所在聲腔子系統(tǒng)內(nèi)以聲功率級方式加載，如圖6所示。主機(jī)速度級激勵(lì)如圖7所示，螺旋槳加速度級激勵(lì)如圖8所示。
三、船舶結(jié)構(gòu)噪聲及空氣噪聲分析結(jié)果與優(yōu)化
1、船舶噪聲分析結(jié)果
在倍頻程中心頻率63-8000Hz下分別將該客箱船結(jié)構(gòu)噪聲模型與空氣噪聲模型提交ProNas軟件求解器，經(jīng)過ProNas軟件計(jì)算，可得到各艙室聲壓級水平，圖9、圖10分別為該客箱船在中心頻率為500Hz時(shí)結(jié)構(gòu)噪聲仿真得到的結(jié)構(gòu)速度云圖與艙室聲壓云圖，圖11與圖12分別為該客箱船在中心頻率為500Hz時(shí)的空氣噪聲仿真得到的結(jié)構(gòu)速度云圖和艙室聲壓云圖。
該客箱船艙室聲壓分析結(jié)果見表1，部分艙室聲壓級不滿足目標(biāo)值。
2、優(yōu)化方案
對于結(jié)構(gòu)噪聲超標(biāo)的艙室，常見的優(yōu)化方法為敷設(shè)阻尼。阻尼材料是將結(jié)構(gòu)振動(dòng)板的振動(dòng)能量快速轉(zhuǎn)化為熱能，從而減弱金屬板的彎曲振動(dòng)，阻尼材料通過這種方式有效的控制金屬板的結(jié)構(gòu)輻射噪聲。通過云圖分析可知，本案例結(jié)構(gòu)噪聲超標(biāo)，多為主機(jī)與螺旋槳結(jié)構(gòu)噪聲引起。由于該客箱船采用低速機(jī)，主機(jī)與船體鋼板直接螺接，船體底部振動(dòng)區(qū)域較大，且底部鋼板厚度約為25mm-30mm，在實(shí)際應(yīng)用中，阻尼層厚度一般為金屬板厚度2-4倍，因此如果采用常規(guī)的在激勵(lì)源處阻尼敷設(shè)方法，阻尼用量相對較大，成本較高。
展開 機(jī)電 | 抗震支吊架：建筑機(jī)電工程新重點(diǎn)！
第5.1.5.4條規(guī)定重力大于1.8kN的空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)等設(shè)備不宜采用吊裝安裝。當(dāng)必須采用吊裝時(shí)，應(yīng)避免設(shè)在人員活動(dòng)和疏散通道位置的上方，但應(yīng)設(shè)置抗震支吊架。
第6.1.1條規(guī)定內(nèi)徑大于或等于25mm的燃?xì)夤艿缿?yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，管道抗震支吊架的設(shè)置應(yīng)符合規(guī)定。
第6.2.8條規(guī)定在建筑高度大于50m的建筑物內(nèi)，燃?xì)夤艿缿?yīng)根據(jù)建筑抗震要求，在適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)置抗震支撐。
第7.1.2條規(guī)定內(nèi)徑不小于60mm的電氣配管及重力不小于150N/m的電纜梯架、電纜槽盒、母線槽均應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)防。
弱電橋架需要安裝抗震支架嗎？多少米安裝一個(gè)呢？
其中，需要抗震設(shè)計(jì)的機(jī)電安裝子項(xiàng)目有：
（1）鍋爐房、空調(diào)房、水泵房內(nèi)共用直徑300mm以上的多管提升機(jī)或者管道；
（2）重量大于150N*M的電氣橋梁；
（3）電氣配件是需要直徑大于60mm的；
（4）直徑較大的管道系統(tǒng)；
（5）橫截面積大于0.38m的矩形風(fēng)管；
（6）煙管，事故通風(fēng)管；
（7）自重空調(diào)機(jī)組及風(fēng)機(jī)設(shè)備18kN；
（8）圓形風(fēng)管系統(tǒng)；
（9）直徑大于25mm的燃?xì)夤艿馈?各系統(tǒng)抗震支架布置最大間距
各系統(tǒng)抗震支架布置最大間距參考下表1。
注：1.最大抗震加固間距為上表數(shù)值的一半；2.表格是抗震支架平面布置圖的設(shè)計(jì)基本依據(jù)，也是規(guī)范中關(guān)于抗震支架設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。
抗震支架的設(shè)計(jì)
根據(jù)市場對防震支架的調(diào)查，不同廠家所提供的抗震支撐配件是不同的。因此設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合實(shí)際選擇合適的抗震支架。
抗震支架的驗(yàn)算
對構(gòu)成抗震支撐構(gòu)件的抗震連接件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和命名是在抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中比較重要的一條。抗震連接件的設(shè)計(jì)應(yīng)力性能沒有明確定義。在設(shè)計(jì)核算過程中，需要分別計(jì)算各成員的地震荷載。詳細(xì)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)由抗震支撐吊架制造商進(jìn)行，如抗震節(jié)點(diǎn)的組成圖、抗震構(gòu)件的編碼、抗震施工的最大承載力等等這些都應(yīng)該出現(xiàn)在抗震支撐吊架制造商的詳細(xì)圖紙上。計(jì)算建筑機(jī)電管道設(shè)備的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值F和計(jì)算抗震房屋及其構(gòu)件的內(nèi)力組合的S值，根據(jù)機(jī)電管道路線，劃分每個(gè)抗震房屋的重力荷載范圍；支撐和抗震連接需要進(jìn)行強(qiáng)度檢查；檢查各錨固的強(qiáng)度；管線管束的驗(yàn)算是其中的4個(gè)具體步驟。
抗震支架構(gòu)件的測試要求
根據(jù)對實(shí)際工程的調(diào)查，目前我國在地震支護(hù)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和試驗(yàn)等方面還沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
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其中，需要抗震設(shè)計(jì)的機(jī)電安裝子項(xiàng)目有：
（1）鍋爐房、空調(diào)房、水泵房內(nèi)共用直徑300mm以上的多管提升機(jī)或者管道；
（2）重量大于150N*M的電氣橋梁；
（3）電氣配件是需要直徑大于60mm的；
（4）直徑較大的管道系統(tǒng)；
（5）橫截面積大于0.38m的矩形風(fēng)管；
（6）煙管，事故通風(fēng)管；
（7）自重空調(diào)機(jī)組及風(fēng)機(jī)設(shè)備18kN；
（8）圓形風(fēng)管系統(tǒng)；
（9）直徑大于25mm的燃?xì)夤艿馈?各系統(tǒng)抗震支架布置最大間距
各系統(tǒng)抗震支架布置最大間距參考下表1。
注：1.最大抗震加固間距為上表數(shù)值的一半；2.表格是抗震支架平面布置圖的設(shè)計(jì)基本依據(jù)，也是規(guī)范中關(guān)于抗震支架設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。
抗震支架的設(shè)計(jì)
根據(jù)市場對防震支架的調(diào)查，不同廠家所提供的抗震支撐配件是不同的。因此設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合實(shí)際選擇合適的抗震支架。
抗震支架的驗(yàn)算
對構(gòu)成抗震支撐構(gòu)件的抗震連接件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和命名是在抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中比較重要的一條。抗震連接件的設(shè)計(jì)應(yīng)力性能沒有明確定義。在設(shè)計(jì)核算過程中，需要分別計(jì)算各成員的地震荷載。詳細(xì)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)由抗震支撐吊架制造商進(jìn)行，如抗震節(jié)點(diǎn)的組成圖、抗震構(gòu)件的編碼、抗震施工的最大承載力等等這些都應(yīng)該出現(xiàn)在抗震支撐吊架制造商的詳細(xì)圖紙上。計(jì)算建筑機(jī)電管道設(shè)備的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值F和計(jì)算抗震房屋及其構(gòu)件的內(nèi)力組合的S值，根據(jù)機(jī)電管道路線，劃分每個(gè)抗震房屋的重力荷載范圍；支撐和抗震連接需要進(jìn)行強(qiáng)度檢查；檢查各錨固的強(qiáng)度；管線管束的驗(yàn)算是其中的4個(gè)具體步驟。
抗震支架構(gòu)件的測試要求
根據(jù)對實(shí)際工程的調(diào)查，目前我國在地震支護(hù)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和試驗(yàn)等方面還沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
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