臺灣博碩士論文加值系統

　　本論文以三台國內外知名品牌之室內送風機為樣本，進行改善風機整體噪音的研究，為了尋找所有可能的噪音源，在研究中我們將三台送風機之馬達互換，並更改吸音措施，以觀察、測試各配件對送風機整體噪音值的貢獻度，進而抑制噪音的產生與傳遞。以往的研究常將噪音分為結構噪音與氣動傳音兩種噪音源，本論文提出的方法是於送風機的回風口處加裝一只消音箱，重點是，可在不影響送風機效能之前提下，有效的抑制送風機之氣動噪音，使送風機整體的噪音量大為降低。

ABSTRACT
In this article, the noises generated by fan coils from the three major brands in the market were studied. To analyze and find out the possible sound sources, the sound attribution of different parts was measured. After several experiments, the authors inspect that the aero acoustic noise can be reduced by a silencer. Therefore, specific silencers were designed and installed at the inlet of fan. Experimental results demonstrate that the aero acoustic noise level can be reduced greatly by the specially designed inlet silencer.

Keyword: noise reduction, silencer, aero acoustic noise.

誌謝 I
中文摘要 III
英文摘要 IV
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 IX
附錄 X

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 5
1.3 論文架構 6
第二章 風機研究之文獻回顧 7
2.1 噪音的探討 7
2.1.1 噪音的定義 7
2.1.2 噪音的分類 8
2.1.3 噪音的傳遞路徑 9
2.2 風機本體的音源種類 10
2.2.1 風機的型式 10
2.2.2 音源的探討 10
2.3 結構噪音與氣動噪音及其改善方法 12
2.3.1 結構噪音之形成 12
2.3.2 結構噪音之改善方法 12
2.3.3 氣動噪音之形成 12
2.3.4 氣動噪音之改善方法 13
2.4 消音箱的基本原理 14
第三章 研究方法 16
3.1 研究地點、規範依據、量測之工具介紹 19
3.2 量測噪音並確認種類 23
3.3 分析噪音傳遞路徑 24
3.4 提出改善方法 25
第四章 實驗結果與討論 26
4.1 噪音的形成 26
4.2 噪音監測與分析結果 29
4.3 馬達互換及拆除吸音棉之噪音比較表 43
4.4 加裝「簡易消音箱」的效果驗證 45
4.5 加裝消音箱之效果驗證 51
第五章 結論與未來展望 60
5.1 結論 60
5.2 未來展望 61
第六章 參考文獻 62-65
附錄 66-68

圖目錄
圖3-1 風機之架構示意圖 16
圖3-2 風機之架構剖面示意圖 17
圖3-3 噪音量測作業流程圖 18
圖3-4 風機量測位置之示意圖 20
圖3-5 風機量測現場圖 20
圖3-6 現噪音量測作業流程圖 22
圖4-1 B-type 之五處量側噪音比較圖(離機器 30 cm 處) 31
圖4-2 B-type 之五處量側噪音比較圖(離機器 50 cm 處) 31
圖4-3 B-type 機台正上方以最大風速量測之情形 32
圖4-4 B-type 機台出風口以最大風速量測之情形 33
圖4-5 B-type 機台入風口以最大風速量測之情形 34
圖4-6 B-type 機台入風口左側以最大風速量測之情形 35
圖4-7 B-type 機台入風口右側以最大風速量測之情形 36
圖4-8 NC 曲線比較(離機器 30 cm 處) 39
圖4-9 NC 曲線比較(離機器 50 cm 處) 40
圖4-10 B-type 與 C-type 加裝消音箱的比較 41
圖4-11 C-type 與 B-type 及 B-type 取消吸音片及將馬達互換，於離回風口處 50 cm 噪音量測之比較 44
圖4-12 NC 曲線，離機器出風口 50 cm 處 46
圖4-13 NC 曲線，離機器回風口 50 cm 處 47
圖4-14 NC 曲線，離機器回風口 100 cm 處 48
圖4-15 C-type 加裝【簡易消音箱】的情形 49
圖4-16 A-type 加裝 “消音箱加兩個小吸音片 51
圖4-17 A-type 加裝 “消音箱加兩個大吸音片” 52
圖4-18 消音箱風口 30 cm 處量測 53
圖4-19 消音箱風口 50 cm 處量測 54
圖4-20 消音箱加二大吸音片 55
圖4-21 消音箱加一大吸音片 56
圖4-22 消音箱加二小吸音片 57
圖4-23 消音箱加一小吸音片 58
圖4-24 只加消音箱未加吸音片 59

表目錄
表一 風機種類 10
表二 三種風機之相關參數 17
表三 A-type 之三種風速與轉速 26
表四 B-type 之三種風速與轉速 27
表五 C-type 之三種風速與轉速 28
表六 B-type 之五處量測的噪音分析結果 30
表七 B-type 之五處噪音量測的數據 37
表八 三種機型以高、中、低速於五處之量測值 38
表九 C-type 與 B-type 及 B-type 取消吸音片及將馬達互換，且於離回風口處 50 cm 噪音量測結果 43
表十 於C-type 加裝消音箱之比較 45
表十一 A-type 加裝消音箱及不同吸音片 50

















附錄
噪音計的校正單位 66
噪音計的校正報告一 67
噪音計的校正報告二 68

[1] 顧哲安， “筆記型電腦之風扇設計與振動分析”，國立成功大學機械工程研究所，碩士論文，2001年。
[2] 吳慶財， “前傾式離心扇之實驗設計”，國立台灣工業技術學院機械工程技術研究所，碩士論文，1993年。
[3] 許宏祺， “Pentium 4 筆記型電腦冷卻風扇之實驗研究”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，碩士論文，2001年。
[4] 楊俊欽， “高性能，低噪音衛浴排風扇之實驗研究”，國立台灣科技大學機械工程技術研究所，碩士論文，2003年。
[5] 呂水煙， “前傾式離心風機之減噪研究”，國立台灣工業技術學院機械工程技術研究所，碩士論文，1997年。
[6] 李森墉、林銘宏， “離心式風扇之振動及其散熱系統分析”，國立成功大學機械工程學系，碩士論文，2003年。
[7] 沈銘秋、陳文亮、邱煥男、陳玟瑞、王世傑、哈冀連，“桌上型電腦散熱風扇之性能與噪音研究”，中華民國燃燒學會第十五屆學術研討會，嘉義，2005年。
[8] 洪宗揚， “後傾式離心風機之噪音研究”，國立台灣工業技術學院，碩士論文，1996年。
[9] 陳世雄、李秉勣， “離心風扇舌尖外型對性能與噪音的影響”，國立成功大學航空太空工程研究所，碩士論文，2003年。
[10] 李棟、顧建明， “階梯蝸舌蝸殼的降噪分析和實驗”，流體機械月刊，2004年。
[11] 李炫秉， “聲強法在離心扇噪音診斷與控制之研究”，國立台灣科技大學，碩士論文，1994年。
[12] 工研院機械所IT IS報告，風扇專題研究，ITRIMI-151-S408(86)， 1997。
[13] 廖家焜， “離心式鼓風機之流場與噪音研究”，國立清華大學動力機械所，碩士論文，1997年。
[14] 張錦松、韓光榮、張錦輝，“噪音振動控制”，高立圖書有限公司，2008年。
[15] B.S. Rahman and D.K. Lieu, “The Origin of permanent Magnet Induced Vibration in Electric Machines,” Journal of Vibration and Acoustics, Vol.113, pp. 476-481, 1991.
[16] E.G. Williams, J.D. Maynard and E. Skudrzyk, “Sound source reconstruction using a microphone array, Journal of Acoustical Society of America,“ Journal of Acoustical Society of America, Vol. 68, No. 1, pp. 340-344, 1980.
[17] T. Loyau, J.C. Pascal and P. Gaillard, “Broadb and Acoustic Holography Reconstruction from Acoustic Intensity Measurement. I : principle of the method,” Journal of Acoustical Society of America, Vol. 84, No. 5, pp. 1744-1750, 1988.
[18] B. Eck, “Fans: Design and Operations of Centrifugal, Axial-Flow and ross-Flow Fans”, Pergamon Press, N.Y., 1973.
[19] ANSI/AMCA Standard 210-99 (ANSI/ASHRAE 51-1999), “Laboratory Method of Testing Fans for Aerodynamic erformance Rating”, Air Movement and Control Association, Inc., 999.
[20] CNS 8753, “Determination of Sound Power Level of Noises for Fan, Blower, and Compressors”, Chinese National Standard, 1982.
[21] R. Bowerman and A. Acosta, “Effect of the Volume on Performance of Centrifugal Pump Impeller”, Trans. ASME, Vol. 79, pp. 1057-1069, 1957.
[22] D. Raj, and W.B. Swim, “Measurements of the Mean Flow Velocity and Velocity Fluctuations at the Exit of a F-C Centrifugal Fan Rotor”, Journal of Engineering for Power, Vol. 103, pp. 393-399, 1981.
[23] K. Morinushi, “The Influence of Geometric Parameters on F-C Centrifugal Fan Noise”, Journal of Vibration, Acoustic, Stress, and Reliability in Design, Vol. 109, pp. 227-234,1987.
[24] G. Huebner, ”Noise Generated by Centrifugal Fans”, Siemens- Zeitschrift, Vol. 8, pp. 145-155,1959.
[25] W.A. Smith, “Reducing Blade Passage Noise in Centrifugal Fans”, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Transaction Part II, Vol. 80, pp. 45-51, 1974.
[26] W. Neise, “Noise Reduction in Centrifugal Fans : A Literature Survey”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 45, No. 3,pp. 375-403, 1976.
[27] W. Neise, “Review of Noise Reduction Methods for Centrifugal Fans”, Journal of Engineering for Industry, Vol. 104, pp. 151-161, 1982.
[28] L. Kondo and Y. Aoki, “Noise Reduction in Turbo Fans for Air Conditioners”, Technical Review-Mitsubishi Heavy Industries, Vol. 26, No. 3, pp.173-179, October 1989.
[29] L. Bommer, R. Grundmann, and K. Klaes, and C. Kramer, “Effect Blade Design on Centrifugal Fan Noise and Performance”, Noise Control Engineering, Vol. 42, No. 3, pp. 91-101, 1995.
[30] S. C. Lin, “A Novel F-C Centrifugal Fan Design for Improved Performance”, Department of Mechanical Engineering, Technical Report, Tennessee Technological University, 1982.
[31] M Ken., “The Influence of Geometric Parameters on F.C. Centrifugal Fan Noise”, Journal of Vibration, Acoustic, Stress, and Reliability in Design, Vol. 109, pp. 227-234, 1987.
[32] R. Bowerman, and A. Acosta, ”Effect of the Volume on Performance of a Centrifugal Pump Impeller”, Trans. ASME, Vol. 79, pp. 1057-1069, 1957
[33] H.Y. Zhang, Pinjala D., Navas O.K., Iyer M.K., Chan P.K., Liu X. P., Hayashi H. and Han J.B., ”Development of Thermal Solutions for High Performance Laptop Computers”, 2002 IEEE Inter Society Conference on Thermal Phenomena, pp. 433-440, 2002.
[34] T. Wright, “Centrifugal Fan Performance With Inlet Clearance”, ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 106, pp. 906-912, 1984.
[35] T. Elholm, and E. Ayder, “Experimental Study of the Swirling Flow in the Volute of a Centrifugal Pump,” ASME, Journal of Turbomachinery, Vol. 114, pp. 366-372, 1992.
[36] D.V. Hope, and P.M. Padole, “Experiment and Theoretical Analysis of Stresses, Noise and Flow in Centrifugal Fan Impeller,” Journal of Mechanism and Machine ,Theory, Vol. 39, pp. 1257-1271, 2004.