風(fēng)機(jī)概述：風(fēng)機(jī)是各個(gè)工廠、企業(yè)普遍使用的設(shè)備之一，特別是風(fēng)機(jī)的應(yīng)用更為廣泛。鍋爐鼓風(fēng)、消煙除塵、通風(fēng)冷卻都離不開(kāi)風(fēng)機(jī)，在電站、礦井、化工以及環(huán)保工程，風(fēng)機(jī)更是*的重要設(shè)備，正確掌握風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)，對(duì)保證風(fēng)機(jī)的正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是很重要的。

       風(fēng)機(jī)作為一種輸送空氣的葉輪機(jī)械，被廣泛的應(yīng)用于航空、煤炭、電力、冶金、電子、汽車(chē)、空調(diào)等工業(yè)生產(chǎn)和日常生活領(lǐng)域。各類(lèi)風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中都會(huì)發(fā)出噪聲，從而影響周?chē)沫h(huán)境。噪聲污染與空氣污染、水污染不同，它造成人的煩惱不安是暫時(shí)的，就是特別強(qiáng)的噪聲也是需要連續(xù)長(zhǎng)期暴露才會(huì)使聽(tīng)力受損，所以在以往并不被重視。隨著生活質(zhì)量的逐步提高，現(xiàn)在人們開(kāi)始越來(lái)越多的關(guān)注這個(gè)問(wèn)題，特別是在空調(diào)、汽車(chē)、家用電子產(chǎn)品方面，對(duì)于風(fēng)機(jī)的噪聲輻射指標(biāo)要求越來(lái)越趨嚴(yán)格。另外，在某些場(chǎng)合下，風(fēng)機(jī)噪聲所帶來(lái)的問(wèn)題是非常嚴(yán)重的，比如礦井通風(fēng)用的對(duì)旋風(fēng)機(jī)，很多時(shí)候發(fā)出的噪聲之強(qiáng)甚至掩蓋了井下警報(bào)器發(fā)出的聲音，從而帶來(lái)嚴(yán)重的生產(chǎn)安全隱患；再比如電子產(chǎn)品的集成度在過(guò)去的十年內(nèi)增加了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，伴隨而來(lái)的是強(qiáng)大的發(fā)熱量和對(duì)散熱風(fēng)扇的急需，為了充分散熱，現(xiàn)在一臺(tái)PC電腦的主機(jī)箱里面通常會(huì)有4至5臺(tái)小型的軸流散熱風(fēng)扇在同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，一個(gè)中等并行機(jī)機(jī)群在工作時(shí)由冷卻風(fēng)扇所發(fā)出的噪聲已經(jīng)到了讓人難以忍受的地步。降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的各類(lèi)噪聲，是改善人居環(huán)境，減少噪聲污染的迫切要求。

       風(fēng)機(jī)噪聲的產(chǎn)生有兩方面的原因，一是機(jī)械振動(dòng)噪聲，二是氣流噪聲。隨著機(jī)械加工和裝配精度的提高，目前的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品機(jī)械振動(dòng)噪聲很小，氣流噪聲成為了主要的噪聲源。氣流致聲的研究是上個(gè)世紀(jì)50年代首先開(kāi)創(chuàng)的。自那時(shí)起，一門(mén)新的學(xué)科——氣動(dòng)聲學(xué)被建立，一批大師，在這一領(lǐng)域做出了的貢獻(xiàn)，向人們揭示了流動(dòng)與聲之間的物理。根據(jù)這些理論，氣動(dòng)噪聲可分為三種類(lèi)型：?jiǎn)螛O子噪聲、偶極子噪聲和四極子噪聲。對(duì)于風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，單極子噪聲也稱(chēng)為葉片厚度噪聲，它是由于旋轉(zhuǎn)的葉片具有一定厚度，空氣被周期性的排開(kāi)和吸入，產(chǎn)生聲輻射；偶極子噪聲也稱(chēng)為葉片力噪聲，它是由于葉片固壁表面的壓力脈動(dòng)所產(chǎn)生的；四極子噪聲也稱(chēng)為湍流噪聲，它是由于湍流邊界層，尾跡區(qū)的湍流脈動(dòng)，分離流動(dòng)等等流體內(nèi)部的壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的。如果按照噪聲的頻譜分類(lèi)，則又可分為離散噪聲和寬帶噪聲，前者通常由于葉輪周期性旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子和定子存在周期性的動(dòng)靜干涉作用，從而向外輻射噪聲，這類(lèi)噪聲頻譜存在明顯的離散譜線，一般與葉片通過(guò)頻率有很大關(guān)系；而寬帶噪聲則是由于湍流脈動(dòng)引起，頻譜很寬，可以一直到104Hz量級(jí)，不存在明顯的離散譜線。

       相對(duì)風(fēng)機(jī)的離散噪聲研究來(lái)說(shuō)，寬帶噪聲的機(jī)理研究和噪聲預(yù)測(cè)是相當(dāng)困難的，其直接原因就是人們目前對(duì)于湍流流動(dòng)本身的物理機(jī)制尚不*清楚，從而極大限制了湍流噪聲的研究進(jìn)展。但是從工業(yè)應(yīng)用角度來(lái)看，絕大多數(shù)風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，流動(dòng)雷諾數(shù)大都在106量級(jí)以上，均為湍流流動(dòng)，湍流寬帶噪聲的存在是相當(dāng)普遍的，所以對(duì)湍流噪聲的研究實(shí)際上是無(wú)法回避的。風(fēng)機(jī)湍流噪聲的研究難度還有來(lái)自另外一方面的原因，不同的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)是*不同的，而流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和流動(dòng)的特點(diǎn)，直接決定了風(fēng)機(jī)噪聲的類(lèi)型和強(qiáng)弱，所以除了需要對(duì)湍流噪聲的機(jī)理做深入研究外，要預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)噪聲，勢(shì)必需要對(duì)風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)本身做深入研究，但是由于這類(lèi)流動(dòng)邊界過(guò)于復(fù)雜，流動(dòng)又是高度旋轉(zhuǎn)的，所以同樣具有相當(dāng)難度。