小型柴油发电机组隔声罩结构优化设计研究

摘要

小型柴油发电机组是必不可少的应急能源设备，发生自然灾害时，更是工作正常运行，解救措施尽快实施的有力保障。而发电机组在运行时会造成严重的噪声污染，不仅影响正常的学习、工作、生活，还会对人体造成损害。因此，柴油发电机组的噪声控制技术始终倍受重视。本文以某小型柴油发电机组为研究对象，对发电机组隔声罩进行优化设计，从传播途径角度开展发电机组的噪声控制工作。
　　采用声全息的方法对柴油发电机组进行噪声源识别实验研究，确定了柴油发电机组的主要噪声源以及噪声特性。从实验结果可知，整个机组的噪声能量较大，不易轻易降低；机组声源组成复杂，从声源角度进行噪声控制需要同时对多个噪声源提出相应的措施，整改难度大。所以隔声罩的合理设计与优化成为本文降低发电机组辐射噪声的研究重点。
　　对不同频率范围的噪声提出了针对性的隔声罩设计方案和优化措施。对于噪声中的中低频成分，分析板结构隔声量是影响隔声罩隔声量的主要因素，采用拓扑优化的方法进行板结构优化设计，经过仿真分析，计算得在1000Hz频率范围以下，隔声罩隔声量达13.16dB(A)，相较于原机状态提高了2.6dB(A)；对中高频噪声，确定其主要集中在隔声罩通风口处，大截面在考虑管道内存在高次波传播的情况下，分析管道隔板位置和大小对传递损失的影响，采用遗传算法设计和优化通风管道结构，减少高次波的传播，使1000Hz~3500Hz频率范围内噪声传递损失达30.3dB(A)。将上述结果应用于小型柴油发电机组隔声罩的设计优化，同时考虑结构变化对隔声罩内空气流动的影响，计算舱内空气流场。
　　通过以上措施，实验验证在满足机组散热要求并能正常工作的前提下，15kW柴油发电机组的整机噪声降低至60.8dB(A)，得到了有效控制。

目录

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字母注释表

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 发电机组噪声源识别与噪声特征分析

2.1 发电机组噪声源识别

2.2 发电机组辐射噪声声压级测试

2.3 本章小结

第三章 隔声罩板结构优化

3.1 板结构隔声量理论

3.2 隔声罩结构振动模态

3.3 机组振动测试

3.4 隔声罩拓扑优化

3.5 优化后隔声罩隔声量预测

3.6 本章小结

第四章 通风管道结构优化

4.1 管道声学理论

4.2 管道声学性能影响因素

4.3 基于遗传算法的通风管道声学优化

4.4 本章小结

第五章 发电机组舱内流场计算

5.1 流体力学的有限元方法

5.2 通风管道风阻计算

5.3 隔声罩内空气流场计算

5.4 本章小结

第六章 整机降噪效果试验验证

6.1 试验设置

6.2 试验结果

6.3 本章小结

第七章 全文总结与展望

7.1 全文工作总结

7.2 未来工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢