Sifat Noise Wind: Simfoni Aerodinamika dan Getaran Mekanik
Kebisingan angin dari motor kipas pendingin udara adalah salah satu sumber kebisingan yang paling signifikan selama operasi sistem pendingin udara. Ini bukan hanya "kebisingan angin," melainkan kebisingan kompleks yang dihasilkan oleh interaksi kompleks aerodinamika dan getaran mekanis. Dari perspektif teknis, noise angin dapat didefinisikan sebagai gelombang suara yang dihasilkan oleh rotasi berkecepatan tinggi dari impeller kipas, yang berinteraksi dengan udara, menyebabkan ketidakstabilan aliran udara, turbulensi, vortisitas, dan fluktuasi tekanan. Kebisingan ini biasanya broadband, artinya energi didistribusikan pada rentang frekuensi yang luas, tetapi puncak terjadi pada frekuensi spesifik (seperti frekuensi blade-passing dan harmoniknya).
Sumber Noise Wind: Empat Mekanisme Pembangkit Utama
1. Kebisingan frekuensi blade-passing:
Ini adalah komponen kebisingan angin yang paling representatif. Ketika bilah kipas berputar pada kecepatan tinggi, secara berkala "memotong" melalui udara atau struktur tetap (seperti braket motor dan lidah volute), mereka menghasilkan denyut aliran udara berkala. Pulsasi ini menghasilkan kebisingan frekuensi spesifik, yang dikenal sebagai frekuensi blade-passing (BPF). Rumus perhitungan adalah: BPF = Jumlah bilah × kecepatan rotasi (rpm). Misalnya, kipas dengan tujuh bilah dan kecepatan rotasi 1200 rpm memiliki BPF 7 × (1200/60) = 140 Hz. Karena sensitivitas yang bervariasi terhadap frekuensi spesifik, BPF dalam kisaran 1-4 kHz dapat sangat menjengkelkan.
2. Vortex Shedding Noise:
Ketika udara mengalir di atas permukaan yang tidak teratur seperti bilah kipas, kurung, dan volute, vortisitas yang tidak stabil terbentuk. Ketika vortisitas ini melepaskan diri dari permukaan, mereka menghasilkan fluktuasi tekanan acak, menciptakan noise broadband non-periodik. Vortex Shedding Noise sering dimanifestasikan sebagai suara mendesis atau mendengus. Mungkin tidak terlihat pada kecepatan angin rendah, tetapi meningkat secara signifikan pada kecepatan angin yang lebih tinggi. Mengontrol kebisingan ini membutuhkan pengoptimalan desain jalur aliran udara untuk mengurangi permukaan seret yang tidak perlu dan belokan yang tajam.
3. Kebisingan turbulensi:
Rotasi impeller kipas menciptakan aliran udara yang sangat turbulen. Turbulensi itu sendiri adalah gerakan cairan acak yang mengandung vortisitas dengan berbagai ukuran. Gerakan acak dan interaksi vortisitas ini juga menghasilkan noise broadband. Kebisingan turbulensi sebanding dengan kekuatan keenam kecepatan angin, yang berarti bahwa untuk setiap dua kali lipat kecepatan angin, tingkat tekanan suara kebisingan turbulensi meningkat hampir 18 desibel. Ini adalah alasan utama mengapa AC mengalami peningkatan tajam dalam noise dalam mode "daya".
4. Kebisingan resonansi:
Resonansi terjadi ketika frekuensi alami bilah kipas, volute, atau seluruh struktur pendingin udara dekat dengan frekuensi kebisingan yang dihasilkan oleh kipas (seperti BPF). Resonansi menyebabkan amplitudo getaran meningkat secara dramatis, memperkuat kebisingan getaran yang semula halus menjadi suara yang keras. Kebisingan ini sering dimanifestasikan sebagai suara "berdengung" atau "menderu", kadang -kadang disertai dengan getaran yang jelas. Mengontrol kebisingan resonansi membutuhkan pengoptimalan bahan struktural, menambahkan bahan redaman, atau memodifikasi desain struktural untuk menggeser frekuensi resonansi.
Strategi Kontrol Kebisingan Angin: Optimalisasi Komprehensif Dari Desain ke Aplikasi
Untuk secara efektif mengurangi kebisingan angin di motor kipas ber-AC, industri ini telah mengadopsi berbagai langkah teknis, yang diintegrasikan di seluruh desain produk, manufaktur, dan proses pemasangan produk.
1. Impeller dan optimasi desain aerodinamis:
Ini adalah kunci untuk menangani kebisingan angin secara fundamental. Melalui simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD), insinyur dapat mengoptimalkan bentuk blade, kelengkungan, sudut pitch, dan ketebalan untuk mengurangi pemisahan dan turbulensi aliran udara, sehingga mengurangi kebisingan vortex. Selain itu, dengan menggunakan jarak atau panjang blade yang tidak sama dapat secara efektif mengganggu harmonik kipas blower (BPF), menyebarkan energinya dan mengurangi ketajaman kebisingan.
2. Optimalisasi struktur saluran volute dan udara:
Desain volute sangat penting untuk dampaknya pada kebisingan angin. Mengoptimalkan jarak antara lidah volute dan impeller dapat mengurangi denyut aliran udara selama pemotongan blade. Desain dinding bagian dalam dan saluran udara yang ramping dapat mengurangi resistensi aliran udara, turbulensi, dan vortisitas, sehingga mengurangi kebisingan. Beberapa pendingin udara kelas atas bahkan menggunakan asupan udara dua arah atau desain saluran multi-lapisan untuk mencapai aliran udara yang lebih halus.
3. Teknologi Bahan dan Getaran dan Pengurangan Kebisingan:
Menggunakan bahan komposit polimer atau bahan penyerap suara untuk memproduksi volute dan saluran secara efektif menyerap dan melemahkan gelombang suara. Menggunakan bantalan pengempuran getaran elastis atau perekat redaman pada hubungan antara motor kipas dan casing pendingin udara dapat mengisolasi getaran motor, mencegahnya ditransmisikan melalui struktur ke panel AC, sehingga mengurangi noise yang ditularkan melalui struktur.
4. Teknologi Kontrol Motor:
Penggunaan variabel frekuensi dan teknologi DC (BLDC) adalah tren motor kipas pendingin udara modern. Karena motor BLDC tidak memiliki sikat, mereka beroperasi lebih lancar dan diam -diam, dan kecepatannya dapat disesuaikan secara tepat dan terus menerus oleh pengontrol frekuensi variabel. Ini memungkinkan AC untuk menyesuaikan kecepatan udara sesuai dengan kebutuhan aktual. Pada kecepatan rendah, tingkat kebisingan dapat dikurangi secara signifikan, secara efektif meningkatkan kenyamanan pengguna.
Pengukuran dan evaluasi kebisingan angin
Secara profesional, pengukuran kebisingan angin biasanya dilakukan di ruang anechoic untuk memastikan bahwa hasil pengukuran tidak dipengaruhi oleh kebisingan eksternal. Metrik pengukuran utama meliputi:
Sound Pressure Level (DB): Ini mencerminkan kenyaringan kebisingan. A-weighted Sound Pressure Level (DBA) biasanya digunakan karena lebih mirip persepsi telinga manusia tentang kenyaringan.
Sound Power Level (DB): Ini mencerminkan energi kebisingan sumber itu sendiri. Ini tidak tergantung pada lingkungan pengujian dan merupakan metrik mendasar untuk mengevaluasi kinerja akustik suatu produk.
Analisis Spektral: Dengan menganalisis distribusi kebisingan di berbagai frekuensi, tingkat kebisingan puncak, seperti frekuensi pemotongan blade, dapat diidentifikasi, memberikan dasar untuk desain reduksi kebisingan berikutnya.
