一种用于风扇增压级气动噪声试验的消声室制造技术

本发明专利技术公开了一种用于风扇增压级气动噪声试验的消声室，属于消声室设计领域。消声室为非对称性结构，消声室一个角落的相邻墙壁向内侧偏置，其偏置部分一墙壁呈竖直状，与其相连的的墙壁呈倾斜状，在竖直状的墙壁内侧安装风扇增压级试验件，墙壁的外侧设置有内、外涵排气系统和试验器，在远离风扇增压级试验件进口的距离不小于15倍的风扇增压级试验件直径处设置有远场传声器阵列；湍流控制屏设置在风扇增压级试验件的迎风面方向，进气系统与消声室的进气口连接，内、外涵排气系统通过风扇增加级试验件与消声室连接，试验器与所述风扇增压级试验件连接，本发明专利技术实现了工程级风扇增压级噪声试验研究所需满足的条件。

Anechoic chamber for fan / booster stage aerodynamic noise test

The invention discloses an anechoic chamber for fan / booster stage pneumatic noise test, belonging to the design field of anechoic chamber. Anechoic chamber for asymmetric structure, anechoic chamber adjacent wall corner to the inside walls of the bias, a bias part is vertical and connected with the wall is inclined, the installation of fan / compressor test in the medial wall is vertical, the wall is arranged on the outer side of the by-pass exhaust system and a tester, in, away from the fan / compressor test import distance not less than 15 times the diameter of fan / compressor test piece is arranged at the far-field microphone array; turbulence control screen is arranged in the wind fan / compressor test piece surface direction, the intake system is connected with the noise elimination chamber inlet, inner and outer culvert exhaust system through the test and increase the level of fan anechoic chamber connected with the connection tester fan / compressor test piece, the invention realizes the engineering level fan / experimental study on levels of noise booster the necessary condition.

【技术实现步骤摘要】
一种用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室
本专利技术属于消声室
，具体涉及一种用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室。
技术介绍
风扇/增压级试验件作为飞机的主要噪声源之一，对其开展试验研究是检验风扇/增压级低噪声设计与降噪效果的必要手段，也是发动机噪声试验研究体系中的重要环节。国内目前已建设或正在建设的用于风扇气动噪声机理试验研究的实验室，仅有3-4个，基础十分薄弱；且这些实验室的风扇尺寸相对小(风扇直径一般小于0.5m)、消声室尺寸相对小(高度一般小于7m，长度和宽度小于10m)，只能进行单级风扇噪声源产生、传播和抑制的基础性和定性实验研究，无法满足大型消声室(风扇直径一般大于0.8m、消声室高度大于8m、长度和宽度大于20m)试验验证需求。现有消声室设计方法应用于风扇/增压级气动噪声试验的大型消声室设计，将存在以下缺陷：1)现有技术中缺少对声场对称性和相应特殊设计方法的考虑，会导致建筑面积巨大，成本极高；2)现有技术中缺少对大尺寸、大功率、复杂试验器的特殊隔振设计技术，会在保障大型消声室良好声振品质方面存在技术难题；3)现有技术中缺少对大跨度屋顶设计及消声尖劈安装技术，会导致大型消声室设计存在难题。由于对全自由声场的需求，消声室内需要无立柱支撑结构，加之大量屋顶和尖劈的自重，这对开展大面积消声室屋顶结构设计带来难题；4)现有技术中缺少高频声波受空气吸收和温湿度影响的考虑，当消声室尺寸变大后，会导致传播路径变长时，噪声受空气吸收和温湿度影响不可忽略，进而造成噪声测试精度下降甚至测试数据无法使用的情况；5)因现有消声室多为封闭结构、或存在很小的空气流通，设计时不需要考虑设计专用的低噪进气塔。因此现有技术中缺少适用于开放式、大空气流量、高降噪效果、低噪声反射的进气系统设计方法，不能对大型消声室的设计形成支撑；6)现有技术中缺少对消声室内温度梯度控制的手段，无法避免消声室尺寸变大后其内部温度梯度变化对噪声测试的影响；7)现有技术中缺少对进气湍流控制的方法，无法避免消声室尺寸变大后，其内部会由地面进气而客观存在进气湍流，无法模拟发动机高空飞行状态下的进气条件，进而引发二次噪声源的存在，导致测试结果存在错误；8)缺少适用于高频噪声测试环境下使用的低噪声反射传声器支架及其高定位精度方法，无法满足频率范围20k-40kHz大型消声室的噪声测试需求。因消声室尺寸变大后，因此如何精确布置传感器并保证具有较低的反射影响是大型消声室建设所必须积累的关键技术。9)缺少对消声尖劈和全消声室开展20kHz以上频率吸声性能的检验方法，无法满足针对全尺或缩比风扇/增压级部件噪声的精确测试需求。
技术实现思路
本专利技术的目的：为了解决上述问题，本专利技术提出了一种用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，消声室采用非对称性布局及大跨度钢混结构屋顶设计，试验器采用隔振设计，进气系统采用开放式及低噪声反射设计，温湿度梯度影响控制采用屋顶隔热设计及实时监控设计，测试支架采用高定位精度及低噪声反射设计，高频检定采用自行研发的检定系统及检定技术，满足了大型消声室的噪声测试需求。本专利技术的技术方案：一种用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，包括：试验器、内、外涵排气系统、进气系统、湍流控制屏；所述消声室为非对称性结构，消声室一个角落的两相邻墙壁向消声室方向偏置，形成安装空间，所述偏置的两相邻墙壁中的其中一墙壁内侧安装风扇/增压级试验件，墙壁的外侧设置有内、外涵排气系统和试验器，在远离风扇/增压级试验件进口处设置有远场传声器阵列，所述远场传声器阵列距风扇/增压级试验件进口处的距离不小于15倍的风扇/增压级试验件直径；所述湍流控制屏设置在所述风扇/增压级试验件的进口处，用以对所述风扇/增压级试验件的进口流场进行整流，控制进口流场进气畸变，抑制“额外”噪声产生的问题；所述试验器、内、外涵排气系统、风扇/增压级试验件沿同一轴线布置，各系统轴心保持一致；所述进气系统与消声室的进气口连接，所述内、外涵排气系统与风扇/增压级试验件连接，风扇/增压级试验件位于消声室内，所述试验器通过内外涵排气系统中的传动轴与所述风扇/增压级试验件连接，为其提供动力；所述内、外涵排气系统和试验器与所述消声室之间采用墙壁隔离，所述消声室的墙体为双层墙体，其墙体间预留有空腔或填充辐射吸声材料，所述消声室的中心高度设置为风扇/增压级试验件直径的5-8倍；所述远场传声器阵列以风扇/增压级试验件进口处为中心呈圆弧状均布，每个传声器之间的角度间隔不大于5°，测试角度范围为5°-120°，且所述远场传声器阵列到消声室的墙壁的距离不小于3-5m；所述消声室内安装消声尖劈，所述消声尖劈截止频率为消声室测试噪声最低频率的70％以上，且所述消声尖劈在所测试噪声的频率范围内吸声系数不低于0.99。优选地，所述消声室屋顶设置有大跨度自承力钢架支撑结构，所述支撑结构的顶部设置有保护结构，所述保护结构通过三角交互式连接结构与所述支撑结构连接，所述支撑结构的下表面安装有消声尖劈；所述保护结构包括：由上及下设置的页岩保护层、聚酯胎带保护层、找平层及憎水珍珠岩保温层，用来避免消声室内部因日光直射而产生温度梯度。优选地，所述内、外涵排气系统由内涵道、外涵道和排气消声塔组成，所述内涵道和外涵道的后端与排气消声塔连接，所述内涵道和外涵道的前端与风扇/增压级试验件相连接；优选地，所述试验器由电机、齿轮箱及扭轴组成，且所述试验器通过扭轴及传动轴与风扇/增压级试验件连接，所述电机、齿轮箱、扭轴依次连接，共同设置在同一混凝土平台上，所述混凝土平台与消声室隔离；所述混凝土平台由上层基础、下层基础及位于两者之间的减振垫组成。优选地，所述进气系统由进气导流装置和进气消声塔组成；所述进气导流装置设置在进气消声塔内，所述进气消声塔设置有进气装置、过滤装置及消声器，气流经进气装置依次进入过滤装置和消声器，经所述进气导流装置进入消声室内；所述过滤装置设置在进气装置内，由进气百叶、不锈钢防护网、电动卷帘门及G4级过滤器组成；所述不锈钢防护网靠近所述进气装置的气流入口的外侧，所述G4级过滤器设置在所述进气装置气流入口的内侧，所述进气百叶设置在所述不锈钢防护网远离所述G4级过滤器的一侧，所述电动卷帘门设置在所述G4级过滤器靠近所述不锈钢防护网的一侧；所述不锈钢防护网与所述G4级过滤器之间设置有封闭空腔，所述封闭空腔内设置有监控装置。优选地，所述湍流控制屏个湍流控制单元组成，用以解决地面噪声试验过程存在较大的进气湍流，造成地面噪声测试结果无法反映空中飞行状态下的噪声问题；另一方面用以解决采用非对称消声室布局设计后，造成进气流场非对称、进气湍流度进一步增加、产生“额外”噪声的问题。优选地，所述消声室内部设置有温湿度检测点，所述温湿度检测点呈六点位分布，用以进行温度、湿度检测、温度梯度监控；所述温湿度监测点位选取基于CFD流场的计算结果为依据，以风扇/增压级试验件为中心，三个不同的半径及两个不同角度进行均布，能够对高频声波受空气吸收和温湿度影响进行分析，可以解决消声室尺寸变大后噪声受空气吸收和温湿度影响、导致噪声测试不准的技术难题。优选地，所述消声室还包括消声尖劈和消声室声学特性检测系统；所述消声尖劈和消声室声学特性检测系统包括：中/高频声源、声波导管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，其特征在于，包括：试验器、内、外涵排气系统、进气系统(2)、湍流控制屏(5)；所述消声室(1)为非对称性结构，消声室一个角落的两相邻墙壁向消声室方向偏置，形成安装空间，所述偏置的两相邻墙壁中的其中一墙壁内侧安装风扇/增压级试验件(6)，墙壁的外侧设置有内、外涵排气系统和试验器，在远离风扇/增压级试验件(6)进口处设置有远场传声器阵列(3)，所述远场传声器阵列(3)距风扇/增压级试验件(6)进口处的距离不小于15倍的风扇/增压级试验件(6)直径；所述湍流控制屏(5)设置在所述风扇/增压级试验件(6)的进口位置，用以对所述风扇/增压级试验件(6)的进口流场进行整流，控制进口流场和抑制进口进气畸变；所述试验器、内、外涵排气系统、风扇/增压级试验件(6)沿同一轴线布置，各系统轴心保持一致；所述进气系统(2)与消声室的进气口连接，所述内、外涵排气系统与风扇/增压级试验件(6)连接，所述试验器与内、外涵排气系统相连接，通过中间传动轴与风扇/增压级试验件(6)连接，为其提供动力；所述内、外涵排气系统和试验器与所述消声室(1)之间采用墙壁隔离，所述消声室的墙体为双层墙体，其墙体间预留有空腔或填充辐射吸声材料，所述消声室的中心高度设置为风扇/增压级试验件(6)直径的5‑8倍；所述远场传声器阵列(3)以风扇/增压级试验件(6)进口处为中心呈圆弧状均布，每个传声器之间的角度间隔不大于5°，测试角度范围为5°‑120°，且所述远场传声器阵列(3)到消声室(1)的墙壁的距离不小于3‑5m；所述消声室内安装消声尖劈，所述消声尖劈截止频率为消声室测试噪声最低频率的70％以上，且所述消声尖劈在所测试噪声的频率范围内吸声系数不低于0.99。...

【技术特征摘要】
1.一种用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，其特征在于，包括：试验器、内、外涵排气系统、进气系统(2)、湍流控制屏(5)；所述消声室(1)为非对称性结构，消声室一个角落的两相邻墙壁向消声室方向偏置，形成安装空间，所述偏置的两相邻墙壁中的其中一墙壁内侧安装风扇/增压级试验件(6)，墙壁的外侧设置有内、外涵排气系统和试验器，在远离风扇/增压级试验件(6)进口处设置有远场传声器阵列(3)，所述远场传声器阵列(3)距风扇/增压级试验件(6)进口处的距离不小于15倍的风扇/增压级试验件(6)直径；所述湍流控制屏(5)设置在所述风扇/增压级试验件(6)的进口位置，用以对所述风扇/增压级试验件(6)的进口流场进行整流，控制进口流场和抑制进口进气畸变；所述试验器、内、外涵排气系统、风扇/增压级试验件(6)沿同一轴线布置，各系统轴心保持一致；所述进气系统(2)与消声室的进气口连接，所述内、外涵排气系统与风扇/增压级试验件(6)连接，所述试验器与内、外涵排气系统相连接，通过中间传动轴与风扇/增压级试验件(6)连接，为其提供动力；所述内、外涵排气系统和试验器与所述消声室(1)之间采用墙壁隔离，所述消声室的墙体为双层墙体，其墙体间预留有空腔或填充辐射吸声材料，所述消声室的中心高度设置为风扇/增压级试验件(6)直径的5-8倍；所述远场传声器阵列(3)以风扇/增压级试验件(6)进口处为中心呈圆弧状均布，每个传声器之间的角度间隔不大于5°，测试角度范围为5°-120°，且所述远场传声器阵列(3)到消声室(1)的墙壁的距离不小于3-5m；所述消声室内安装消声尖劈，所述消声尖劈截止频率为消声室测试噪声最低频率的70％以上，且所述消声尖劈在所测试噪声的频率范围内吸声系数不低于0.99。2.根据权利要求1所述的用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，其特征在于：所述消声室(1)屋顶设置有大跨度自承力钢架支撑结构(13)，所述支撑结构的顶部设置有保护结构(14)，所述保护结构(14)通过三角交互式连接结构(15)与所述支撑结构(13)连接，所述支撑结构(13)的下表面安装有消声尖劈(4)；所述保护结构(14)包括：由上及下设置的页岩保护层、聚酯胎带保护层、找平层及憎水珍珠岩保温层。3.根据权利要求1所述的用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，其特征在于：所述内、外涵排气系统由内涵道(12)、外涵道(10)和排气消声塔(11)组成，所述内涵道(12)和外涵道(10)的后端与排气消声塔(11)连接，所述内涵道(12)和外涵道(10)的前端通过风扇/增压级试验件(6)与所述消声室(1)连接。4.根据权利要求1所述的用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，其特征在于：所述试验器由电机(7)、齿轮箱(8)及扭轴(9)组成，且所述试验器通过扭轴(9)与风扇/增压级试验件(6)连接，所述电机(7)、齿轮箱(8)、扭轴(9)依次连接，共同设置在同一混凝土平台上，所述混凝土平台与消声室隔离；所述混凝土平台由上层基础(16)、下层基础(17)及位于两者之间的减振垫(18)组成。5.根据权利要求1所述的用于风扇/增压级气动噪声试验的消声室，其特征在于：所述进气系统(2)由进气导流装置(19)和进气消声塔(20)组成；所述进气导流装置(19)设置在进气消声塔(20)内，所述进气消声塔(20)设置有进气装置(21)、过滤装置及消声器(22)，气流经进气装置(21)依次进入过滤装置和消声器，经所述进气导流装置(19)进入消声室内；所述过滤装置设置在进气装置(21)内，由进气百叶(23)、不锈钢防护网(24)、电动卷帘门(25)及...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明绥，罗伟，王萌，梁宝逵，武卉，刘凯，梅繁，张国旺，张凤霞，赵宗坚，张慧，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，上海声望声学科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21