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低气动噪声

From Windpower Guided Tour

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风机低气动噪声的设计

发声的气动源

当风以一定的速度击打不同的物体,一般将开始制造声音。如果它击打树木和灌木的叶子或水面,将产生随机的高频混合,通常称为白噪声。

风也可能在表面产生振动,就像有时候和建筑物、汽车或者甚至滑翔机(无发动机)一起发生。这些表面依次发出他们自己的声音。如果风击打锋利的边缘,可能会产生一个纯音,就像从管乐器听到的一样。

转轮叶片发声和五次方定律

转轮叶片产生轻微的嗖嗖声,如果你在风速相对低时接近风机,就可以听到。

转轮叶片必须制动风力,将能量转移到转轮。在这个过程中会造成一些白噪声的发射。如果转轮叶片的表面很光滑(由于空气动力学原因它们必须这样),表面将发出很小一部分噪声。大部分噪声来源于叶片的后(后面)缘。后缘的仔细设计以及转轮叶片安装时的小心处理,已经变成业界的常规做法。

其他条件一样,声压会随着叶片相对于环境空气的转速的五次方增大。因此你将注意到具有大的转轮直径的现代风机,旋转速度很低。

转轮叶片叶尖设计

因为叶片叶尖的运动要比叶片根部快很多,需要非常注意转轮叶尖的设计。如果你接近不同转轮叶片观察,会发现其几何形状随着时间有细微的变化,这个领域越来越多的研究正在进行。

进行此研究还有性能的原因,因为转轮大部分的转矩(转动力矩)来自于叶片外端的部分。另外,与转轮叶片其余部分的气流相比较,转轮叶片叶尖附近的气流相当复杂。

对更安静叶片的研究

对更安静转轮叶片的研究在继续,但是正如噪声是个小问题一节中提到的,研究的大部分好处是变成增大旋转速度和增加能量输出,因此如果给定相邻房屋的距离等,噪声本身一般不是问题。

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