Rüzgar gürültüsünün doğası: aerodinamik ve mekanik titreşim senfonisi
Rüzgar gürültüsü Klima Fan Motorları klima sistemi çalışması sırasında en önemli gürültü kaynaklarından biridir. Sadece "rüzgar gürültüsü" değil, daha ziyade aerodinamiğin ve mekanik titreşimlerin karmaşık etkileşimi ile üretilen karmaşık bir gürültüdür. Teknik bir bakış açısından, rüzgar gürültüsü, hava akışı instabilitesine, türbülans, girdap ve basınç dalgalanmalarına neden olan fan pervanesinin yüksek hızlı dönüşü ile üretilen ses dalgaları olarak tanımlanabilir. Bu gürültü tipik olarak geniş banttır, yani enerjinin geniş bir frekans aralığında dağıtıldığı, ancak pikler belirli frekanslarda (bıçak geçirme frekansı ve harmonikleri gibi) ortaya çıkar.
Rüzgar gürültüsü kaynakları: dört ana üretici mekanizma
1. Blade-Passing frekans gürültüsü:
Bu, rüzgar gürültüsünün en temsili bileşenidir. Fan bıçakları yüksek hızda döndüğünde, havada veya sabit yapılardan (motor braketi ve volute dil gibi) periyodik olarak "kesildiğinde" döndüğünde, periyodik hava akışı titreşimleri üretir. Bu titreşim, bıçak geçirme frekansı (BPF) olarak bilinen belirli bir frekans gürültüsü üretir. Hesaplama formülü: bpf = bıçak sayısı × dönme hızı (rpm). Örneğin, yedi bıçaklı ve dönme hızı olan bir fanın BPF'nin 7 × (1200/60) = 140 Hz'dir. Belirli frekanslara göre değişen duyarlılık nedeniyle, 1-4 kHz aralığındaki BPF'ler özellikle tahriş edici olabilir.
2. Vorteks dökülme gürültüsü:
Hava fan bıçakları, parantez ve voltaj gibi düzensiz yüzeyler üzerinde aktığında, kararsız girdaplar oluşur. Bu girdaplar yüzeyden uzaklaştıklarında, periyodik olmayan, geniş bant gürültüsü oluşturarak rastgele basınç dalgalanmaları üretirler. Vorteks dökülme gürültüsü genellikle tıslama veya pırıltılı bir ses olarak kendini gösterir. Düşük rüzgar hızlarında fark edilmeyebilir, ancak daha yüksek rüzgar hızlarında önemli ölçüde artar. Bu gürültünün kontrol edilmesi, gereksiz sürükleme yüzeylerini ve keskin dönüşleri azaltmak için hava akışı yolu tasarımını optimize etmeyi gerektirir.
3. Türbülans gürültüsü:
Fan pervanesinin dönüşü oldukça çalkantılı bir hava akışı yaratır. Türbülansın kendisi, değişen boyutlarda girdap içeren rastgele, düzensiz bir sıvı hareketidir. Bu girdapların rastgele hareketi ve etkileşimi de geniş bant gürültüsü üretir. Türbülans gürültüsü, rüzgar hızının altıncı gücü ile orantılıdır, yani rüzgar hızının her iki katına çıkması için türbülans gürültüsünün ses basınç seviyesinin yaklaşık 18 desibel arttığı anlamına gelir. Klimaların "güç" modunda gürültüde keskin bir artış yaşamanın birincil nedeni budur.
4. Rezonans gürültüsü:
Rezonans, fan bıçaklarının, cilt veya tüm klima yapısının doğal frekansı, fan tarafından üretilen gürültü frekansına (BPF gibi) yakın olduğunda meydana gelir. Rezonans, titreşim genliğinin önemli ölçüde artmasına neden olur ve başlangıçta ince titreşim gürültüsünü yüksek bir sese yükseltir. Bu gürültü genellikle bazen algılanabilir titreşimlerin eşlik ettiği "vızıltı" veya "kükreyen" bir ses olarak kendini gösterir. Rezonans gürültüsünü kontrol etmek, yapısal malzemelerin optimize edilmesini, sönümleme malzemelerinin eklenmesini veya rezonans frekansını kaydırmak için yapısal tasarımı değiştirmeyi gerektirir.
Rüzgar gürültüsü kontrol stratejileri: tasarımdan uygulamaya kapsamlı optimizasyon
Klimalı fan motorlarındaki rüzgar gürültüsünü etkili bir şekilde azaltmak için, endüstri, tüm ürün tasarımı, üretim ve kurulum sürecine entegre edilen çeşitli teknik önlemleri benimsemiştir.
1. Pervane ve Aerodinamik Tasarım Optimizasyonu:
Bu, rüzgar gürültüsünü temelden ele almanın anahtarıdır. Hesaplamalı akışkan dinamikleri (CFD) simülasyonları yoluyla mühendisler, hava akışı ayrımını ve türbülansı azaltmak için bıçak şeklini, eğriliği, eğim açısını ve kalınlığı optimize edebilir, böylece girdap gürültüsünü azaltır. Ayrıca, eşit olmayan bıçak aralığı veya uzunluğu kullanmak, üfleyici fanının (BPF) harmoniklerini etkili bir şekilde bozabilir, enerjisini dağıtabilir ve gürültünün keskinliğini azaltabilir.
2. Volute ve hava kanalı yapısı optimizasyonu:
Volute tasarımı, rüzgar gürültüsü üzerindeki etkisi için çok önemlidir. Volute dil ve pervane arasındaki aralığın optimize edilmesi, bıçak kesimi sırasında hava akışı nabzını azaltabilir. Aerodinamik bir volute iç duvar ve hava kanalı tasarımı, hava akışı direncini, türbülansı ve girdapları azaltabilir, böylece gürültüyü azaltabilir. Bazı üst düzey klimalar, daha pürüzsüz hava akışı elde etmek için çift yönlü hava girişi veya çok katmanlı kanal tasarımları bile kullanır.
3. Malzemeler ve titreşim ve gürültü azaltma teknolojileri:
Voltaj ve kanalın ürünü üretmek için polimer kompozit malzemeler veya ses emici malzemeler kullanmak, ses dalgalarını etkili bir şekilde emer ve zayıflatır. Fan motoru ve klima gövdesi arasındaki bağlantıda elastik titreşim dumping pedleri veya sönümleme yapıştırıcısının kullanılması motor titreşimini izole edebilir, böylece yapıdan klima paneline iletilmesini önleyebilir ve böylece yapı kaynaklı gürültüyü azaltır.
4. Motor Kontrol Teknolojisi:
Değişken frekans ve fırçasız DC (BLDC) teknolojilerinin kullanımı, modern klima fan motorlarında bir eğilimdir. BLDC motorları fırçalardan yoksun olduğundan, daha sorunsuz ve sessizce çalışırlar ve hızları değişken bir frekans denetleyicisi tarafından kesin ve sürekli olarak ayarlanabilir. Bu, klimanın hava hızını gerçek ihtiyaçlara göre ayarlamasını sağlar. Düşük hızlarda, gürültü seviyeleri önemli ölçüde azalabilir ve kullanıcı konforunu etkili bir şekilde iyileştirebilir.
Rüzgar gürültüsü ölçümü ve değerlendirmesi
Profesyonel olarak, rüzgar gürültüsü ölçümleri tipik olarak ölçüm sonuçlarının harici gürültüden etkilenmemesini sağlamak için bir yanak odada gerçekleştirilir. Anahtar ölçüm metrikleri şunları içerir:
Ses basıncı seviyesi (DB): Bu, gürültünün yüksekliğini yansıtır. A ağırlıklı ses basıncı seviyesi (DBA) tipik olarak insan kulağının ses yüksekliği algısına daha yakından benzediği için kullanılır.
Ses güç seviyesi (DB): Bu, kaynağın kendisinin gürültü enerjisini yansıtır. Test ortamından bağımsızdır ve bir ürünün akustik performansını değerlendirmek için temel metriktir.
Spektral Analiz: Gürültünün farklı frekanslar arasında dağılımını analiz ederek, sonraki gürültü azaltma tasarımı için bir temel sağlayarak bıçak kesme frekansları gibi tepe gürültü seviyeleri tanımlanabilir. .
