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研究生:沈冠廷
研究生(外文):SHEN KUAN-TING
論文名稱:迴轉式壓縮機設計變更對噪音之影響
論文名稱(外文):The noise influence of rotary compressor on design alteration
指導教授:黃以玫黃以玫引用關係
指導教授(外文):Yi-Mei Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程學系在職專班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:97
中文關鍵詞:壓縮機迴轉式聲場消音罩儲液器
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壓縮機為冷凍空調系統中重要的噪音源之一,由噪音傳遞的原理與途徑可以分成結構傳遞音與流場傳遞音兩大類型,消音罩及儲液器為壓縮機中重要的消聲器組件,本研究中特別討論此二部分的聲場特性。迴轉式壓縮機屬容積式壓縮機,因其週期性間歇式進排氣行為,產生強烈的進排氣壓力脈衝,導致氣流脈衝的壓力擾動行為顯著,其次變頻壓縮機其轉速頻率也會影響壓縮機內聲場特徵。本研究從2100 RPM至4800 RPM的轉速進行殼內聲壓泵浦段與吐出口段的量測,結果清楚地呈現除了有隨著壓縮機轉速倍頻變化的特徵頻率以外,聲場特徵並不會因為壓縮機運轉速度的不同而有很大差異。本論文中亦有進行殼外聲場量測,因壓縮機殼外噪音受到機殼強度與結構模態的影響,結果亦顯示殼內、外聲場特性相近,聲場特徵不會因為壓縮機運轉速度的不同而有很大差異。
為研究壓縮機消音器的減噪特性,本研究亦進行消音罩吐出口直徑大小(3mm、4mm及7mm)參數修改的比較,結果中呈現吐出口直徑大小3mm、4mm之組合其消音特性,殼內與殼外各轉速聲場特性趨勢相同,在低頻段(0 Hz~1600 Hz)效益非常大,尤其於300 Hz~900 Hz與1100Hz~1200Hz的頻帶之間有著明顯的抑制效果。
除此之外,還經由模擬分析結構特性與實驗量測比對,探討儲液器結構對振動噪音的影響性。經模擬結果發現儲液器為無隔板形式時,其模態振型主要來自內管擺動及外壁的變形。而實驗結果可以看出有裝設隔板設計對於儲液器聲場的影響。儲液器實驗與模擬結果比對具有相同的特性結果。
Compressor contributes significant noise in an air-conditioning system. The rotary compressor considered here is a positive displacement compressor because of its periodic intermittent intake and exhaust. The strong intake and exhaust pressure pulses can affect the fundamental frequency of the sound in the compressor. On the other hand, different operating speeds of the motor give similar envelope of frequency domain sound. This can be proved from the internal sound measurements in the pump section and in the discharge section for rotation speed 2100 RPM to 4800 RPM. In this research, the sound field outside the casing was also measured and discussed.
The muffler and the accumulator in the compressor are the most important components designed to reduce the noise. The sound field characteristics of these two parts were discussed. This research studied the measured sound from two different mufflers; and the one with two spouts (diameters 3mm and 4mm) preforms better than the one with one larger spout (diameter 7mm). In addition, the vibration char-acteristics of the accumulator structure were numerically and experimentally inves-tigated. The simulated natural frequencies of the structure are close to the experiment result. The frequency domain of measured sound also show peaks at frequencies near the simulated natural frequencies. Then, the effect of adding inner plate in the ac-cumulator was analyzed by studying the measured sound pressure.
目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究動機與目的 4
第二章 相關背景與理論 5
2-1 冷凍空調循環與迴轉式壓縮機介紹 5
2-1-1 冷凍循環原理 5
2-1-2 莫利爾線圖 7
2-1-3 冷媒之熱力性質 8
2-1-4 能效標準及應用條件 10
2-2 迴轉式壓縮機噪音產生機制 19
2-3 消音理論介紹 20
2-3-1 消音性能評估指標 21
2-3-2 消音器功能與類型 23
2-4 迴轉式壓縮機消音器應用 28
第三章 實驗規劃 31
3-1 實驗設計與方法 31
3-2 實驗設備與儀器介紹 34
第四章 儲液器有限元素數值模型 41
4-1 研究方法與流程 41
4-2 儲液器ANSYS模型設定 42
第五章 結果與討論 44
5-1 迴轉式壓縮機殼內聲場特徵 44
5-1-1 壓縮機腔體內壓力變化關係 44
5-1-2 壓縮機轉速頻率與聲場之關係 51
5-2 壓縮機殼內聲場與殼外噪音之量測結果比較 53
5-3 儲液器模擬分析與結果比較 67
第六章 結論與未來展望 77
6-1 結論 77
6-2 未來展望 78
參考文獻 80
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