Selección Inteligente del Conteo de Palas para Alinear el Ángulo de Propagación Modal con el Ángulo de Desfase del Estator para Diseños de Ventiladores Ductados de Bajo Ruido
Autores: Schade, Stephen; Jaron, Robert; Klähn, Lukas; Moreau, Antoine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Selección Inteligente del Conteo de Palas para Alinear el Ángulo de Propagación Modal con el Ángulo de Desfase del Estator para Diseños de Ventiladores Ductados de Bajo Ruido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rotor
Estator
Ruido
Tonal
Ventilador
Acústico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
El ruido de interacción rotor-estator es una fuente importante de ruido en los ventiladores. Especialmente para etapas de ventiladores de baja velocidad, el componente tonal suele ser una fuente de ruido dominante. Un desafío es reducir este ruido tonal, ya que generalmente se percibe como desagradable. Por lo tanto, en este artículo, investigamos analíticamente, numéricamente y experimentalmente un efecto acústico para disminuir la excitación del ruido tonal. Nuestro estudio sobre un ventilador de baja velocidad existente indica una reducción en el ruido de interacción tonal de más de 9 dB en la fuente si los modos acústicos excitados se propagan paralelos al ángulo del borde de ataque del estator. Además, se demuestra un enfoque de diseño para bajo ruido con el fin de aplicar este efecto a dos nuevas etapas de ventiladores con menos palas de estator que de rotor. El diseño acústico de ambos ventiladores se determina mediante una elección adecuada del número de palas de rotor y estator para alinear el ángulo de propagación modal con el ángulo de desplazamiento del estator. Las geometrías de las palas se obtienen a partir de la optimización aerodinámica. Ambos ventiladores proporcionan características de radiación acústica similares pero opuestas en comparación con el ventilador de referencia y una reducción significativa del ruido tonal resultante del impacto del ángulo de propagación modal en la excitación del ruido. Para asegurar que este efecto también se pueda aplicar a otros ventiladores de baja velocidad, se deriva y valida una regla de diseño.
Descripción
El ruido de interacción rotor-estator es una fuente importante de ruido en los ventiladores. Especialmente para etapas de ventiladores de baja velocidad, el componente tonal suele ser una fuente de ruido dominante. Un desafío es reducir este ruido tonal, ya que generalmente se percibe como desagradable. Por lo tanto, en este artículo, investigamos analíticamente, numéricamente y experimentalmente un efecto acústico para disminuir la excitación del ruido tonal. Nuestro estudio sobre un ventilador de baja velocidad existente indica una reducción en el ruido de interacción tonal de más de 9 dB en la fuente si los modos acústicos excitados se propagan paralelos al ángulo del borde de ataque del estator. Además, se demuestra un enfoque de diseño para bajo ruido con el fin de aplicar este efecto a dos nuevas etapas de ventiladores con menos palas de estator que de rotor. El diseño acústico de ambos ventiladores se determina mediante una elección adecuada del número de palas de rotor y estator para alinear el ángulo de propagación modal con el ángulo de desplazamiento del estator. Las geometrías de las palas se obtienen a partir de la optimización aerodinámica. Ambos ventiladores proporcionan características de radiación acústica similares pero opuestas en comparación con el ventilador de referencia y una reducción significativa del ruido tonal resultante del impacto del ángulo de propagación modal en la excitación del ruido. Para asegurar que este efecto también se pueda aplicar a otros ventiladores de baja velocidad, se deriva y valida una regla de diseño.