壓縮機殼內聲場模擬分析與材料聲學特性量測實驗

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陳柏豪(Po-Hao Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

壓縮機殼內聲場模擬分析與材料聲學特性量測實驗
(Acoustic Analysis of the Compressor and Measurement of Acoustic Properties of Materials)

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摘要(中)

本研究主要分析迴轉式壓縮機內消音罩之較佳設計，以達到減噪之目的。以ANSYS Acoustic ACTxR15.0進行聲場模擬，聲場模擬分為兩部份，其一為僅模擬壓縮機內消音罩之聲場空間；其二為擴大模擬聲場空間至馬達定子上方出口。透過改變消音罩之幾何參數與相關尺寸，並藉由新訂之消音指標改善消音罩設計，新訂之消音指標更接近真實壓縮機運轉之狀況，並且透過實際量測比對；擴大聲場模擬更完整地模擬實際情況。實驗部份為材料聲學特性量測實驗，主要目的為量測壓縮機內吸音材料與馬達定子內線圈的聲學特性，應用於聲場模擬之中，以增加模擬之完整性。

摘要(英)

This research focused on the design of the muffler in a rotary compressor. A finite element software, ANSYS Acoustic ACTx R15.0, was used to provide the simulation results. The simulation was divided into two parts. First, the sound field covered only the interior of the muffler. Secondly, the sound field was expanded to the inner space within the compressor. Expanding the simulation space of sound gave different results from the simulation of the muffler. The reduction effects of sound with different designs of mufflers are then compared by examining the values of performance index which is defined as the sum of inner pressures on the compressor’s shell. Beside simulation work, this thesis also presents the design of an impedance tube for measuring acoustic properties of materials, including sound absorbing materials used in compressors.

關鍵字(中)

★ 消音罩
★ 噪音衰減

關鍵字(英)

★ Muffler
★ Noise reduction
★ ANSYS

論文目次

目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文架構 4
第二章基本理論 6
2.1 聲學基本理論 6
2.1.1 波動方程式 6
2.1.2 平面波 7
2.1.3管路聲學阻抗 9
2.2 消音器原理與應用 10
2.2.1 反應式消音器 10
2.2.2 消散型消音器 11
2.3 消音器之性能評估指標 12
2.3.1 傳遞損失 12
2.3.2 噪音衰減 13
2.3.3 插入損失 14
第三章數值模型 16
3.1 ANSYS數值模擬軟體簡介 16
3.2 研究方法與流程 17
3.2.1 消音罩聲場空間模擬 17
3.2.2 壓縮機殼內聲場空間模擬 19
3.2.3 材料聲學特性量測實驗架構 20
第四章消音罩聲場空間模擬與結果討論 22
4.1 壓縮機噪音實測結果分析 22
4.2 型號一消音罩 24
4.2.1 改變吐出口直徑 25
4.2.2 改變吐出口位置 – 角度變化 26
4.2.3 改變入口設定條件 29
4.2.4 改變吐出口位置 – 與中心點距離變化 30
4.2.5 增加吐出口個數 32
4.2.6 考慮不同二種工況 35
4.2.7 加入聲場共鳴器 37
4.2.8 型號一消音罩模擬分析結果小結 39
4.3 型號二消音罩 41
4.3.1 改變吐出口個數 41
4.3.2 改變吐出口直徑與位置 43
4.3.3 型號二消音罩模擬分析結果小結 44
第五章壓縮機殼內空間聲場模擬與結果討論 45
5.1 壓縮機殼內空間模型 45
5.1.1 壓縮機有限元素模型 46
5.1.2 聲場模擬設定 47
5.2 壓縮機內部聲場之模擬結果 49
5.2.1 聲壓指標 52
5.3 壓縮機之有/無消音罩結果比較 53
5.4 消音罩吐出口幾何參數改變對聲壓之影響 57
5.4.1改變消音罩吐出口直徑 57
5.4.2 改變消音罩吐出口位置 60
5.5 壓縮機之擴大模擬分析結果小結 64
第六章材料聲學特性量測實驗 66
6.1 實驗規劃與設計 66
6.2 實驗方法 69
6.2.1 訊號後處理─轉換函數 71
6.2.2 訊號後處理─麥克風校準因子 72
6.2.3 訊號後處理─吸音材料量測 72
6.3 結果與討論 73
6.3.1 聲源為單頻率正弦波 75
6.3.2 聲源為白噪音 79
第七章結論與未來展望 84
7.1 結論 84
7.2 未來展望 86
參考文獻 87

參考文獻

甲公司迴轉式壓縮機噪音實測結果資料
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指導教授

黃以玫(Yi-Mei Huang)

審核日期

2018-8-8

推文