冰箱压缩机消声器特性的仿真分析

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一种冰箱压缩机吸气消声器的改进设计

一种冰箱压缩机吸气消声器的改进设计窦作为;方文杰;陈刚【摘要】扩张式消声器是目前冰箱压缩机中普遍采用的消声装置,其形状结构的不同对压缩机的消声效果影响很大,本文试图对某款吸气消声器进行改进设计,应用ANSYS FLUENT与b软件进行仿真计算与装机试验测试,验证了此改进后的吸气消声器在保证压缩机性能的同时改善了压缩机的噪音.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】3页(P70-72)【关键词】吸气消声器;冰箱压缩机;压力损失;传递损失【作者】窦作为;方文杰;陈刚【作者单位】黄石东贝电器股份有限公司湖北黄石435006;黄石东贝电器股份有限公司湖北黄石435006;黄石东贝电器股份有限公司湖北黄石435006【正文语种】中文压缩机产生的噪声是冰箱噪声的主要来源[1]，压缩机的噪声受很多因素的影响，其中流体噪声是由于吸、排气时气体的压力脉动、气体流经电动机时产生的噪声以及气体在壳体内振荡引起的共鸣声，由于气流脉动是重要的噪声源，对压缩机的性能有重要的影响，因此降低气流脉动及其噪声对改善压缩机的性能有十分重要的意义[2]。

降低压缩机气流脉动的有效方法是在其吸、排气口处设置消声器。

目前，在往复式冰箱压缩机中，普遍采用扩张式消声器，它的消声原理是利用管道截面的突然扩张或者收缩，造成通道内声阻抗突变，使沿管道传播的某些频率的声波通不过消声器而反射回声源去，从而达到消声的目的。

以下几种方法可以有效提高消声器的消声量，降低压缩机的噪声[3]：（1）合理设计消声器的扩张比，使噪声突出的频率等于消声器的最大消声频率；（2）采用多极扩张室，由于压缩机噪声的频带比较宽，使用多级扩张式消声器，可以消除消声器的通过频率；（3）通过调整消声器进、出口面积与形状，对消声器的进气道进行优化改进。

图1所示为某款“裤衩型”吸气消声器，该消声器具有左、右两个声学消声腔，左边为扩张腔室，右边为共振腔室。

冰箱压缩机消声器的应用研究_李艳-2014年中国家用电器技术大会

ＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＭｅａｓｕｒｉｎｇＭｕｆｆｌｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＬｏｓｓ ” ，ＳＡＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ，２００３．
［４］杜功焕．声学基础［Ｍ］．南京：南京大学出版社，２００１．
［５］马大猷．噪声与振动控制工程手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．
关键词：噪声消声器声学性能
ＳｔｕｄｙＯｎｔｈｅＭｕｆｆｌｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒ
ＬｉＹａｎ，ＹａｎｇＦｅｎｇ，ＷｕＳｈｏｕｆｅｉ，ＭａｏＸｉａｏｈｕａ（ＪｉａｘｉｐｅｒａＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＣｏ．Ｌｔｄ�� ，３１４００６）
通过分析可以看到，该压缩机异常噪声主要出现在５０００Ｈｚ、６３００Ｈｚ等三分之一倍频程。同时，分析该消声器的传递损失可知，消声器在该频段的消声能力并不是很好，是一个消声低谷，因此初步断定可以通过优化消声器结构提高其在该频段的消声性能进行降噪。
４消声器优化及实验验证
消声器外部轮廓受到机芯的限制，优化空间有限，因此对消声器优化的主要方向是优化消声器的内部结构，通过分析得到现有消声器的基频［５］：
４９３
抗性消声器主要利用声抗的大小来消声，通过各种不同形状的管道和腔室进行适当地组合，提供管道系统的阻抗失配，使声波产生反射或干涉现象，从而降低由消声器向外辐射的声能。通常评价消声器性能的指标主要有降噪量、插入损失和传递损失。其中，降噪量对消声器设计初期的作用不大，插入损失不易测量，只有传递损失反映的是消声器本身的结构特性，与外界条件无关，因此传递
图４某型号压缩机优化消声器典型频谱图

冰箱压缩机制冷特性的数值模拟分析

冰箱压缩机制冷特性的数值模拟分析在当今家电行业中，冰箱是家庭生活中必不可少的电器产品。

冰箱的核心部件是压缩机，它通过循环压缩制冷剂，将冷却过程中吸收的热量排出，从而达到制冷的目的。

为了更好地了解冰箱压缩机制冷的特性，科学家们利用计算机技术进行了数值模拟分析，下面将详细介绍相关内容。

一、冰箱压缩机的工作原理在介绍风冷制冷压缩机的数值模拟分析之前，我们先需要了解冰箱压缩机的工作原理。

冰箱压缩机是由压缩机本体、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成的，其中压缩机本体是最重要的部分。

它将低温低压的制冷剂蒸汽通过压缩提高温度和压力，使其成为高温高压的制冷剂气体，然后将其送往冷凝器，使其在冷凝器内冷却变成高压液体，随后通过膨胀阀降低压力，进入蒸发器内，从而吸收蒸发器内的热量，从而起到制冷的目的。

二、数值模拟分析的原理为了更深层次地了解冰箱压缩机制冷的特性，科学家们利用有限元数值计算方法对其进行了数值模拟分析。

在建立数值模型后，通过数值计算模拟压缩机制冷的整个过程，预测其在不同工作条件下流体的流动变化、压力、温度分布等变化。

建立冰箱压缩机数值模型的过程主要分为两个步骤：第一步，建立样板图。

通过对压缩机的结构、参数和工作原理进行分析，确定模型的结构、网格、控制方程和边界条件等信息，并采用 CAD 软件绘制出 3D 模型的几何形状；第二步，划分网格和求解。

通过采用有限元数值计算方法，在模型的几何形状上划分网格，并通过控制方程和边界条件，求解数值模型中的压力、温度等物理变量。

三、数值模拟分析结果分析根据数值模拟分析的结果，可以得出冰箱压缩机的制冷特性如下：1. 压缩机转速越高，制冷量越大。

在满足压缩机稳定运转的前提下，合理提高压缩机转速可以提高制冷效果。

2. 冷凝温度越高制冷量越小。

同时，冷凝温度过高也会导致压缩机的排气温度过高，从而影响压缩机的寿命。

3. 蒸发温度越低，制冷量越小。

蒸发温度过低也会导致压缩机内部温度过低，从而导致压缩机出现结霜现象。

冰箱压缩机噪声分析及降噪措施的探究

TECHNOLOGY WIND随着经济社会的发展，人们生活水平的不断提高，民众对家居环境的舒适度提出了更高的要求。

冰箱作为每个家庭的生活必需品，在带来便利的同时，也给居民造成了噪声影响。

所以分析冰箱压缩机噪声的来源并研究出相应的降噪措施是非常必要的。

1冰箱压缩机产生的噪声分析全封闭冰箱压缩机主要是利用曲轴旋转来带动活塞作出往复运动，并且配合吸排气阀的开启和关闭，来完成制冷机的压缩膨胀过程，对制冷剂的吸入、压缩以及输送，实现给冰箱输出冷气的任务。

1.1气动噪声气动噪声主要是指物体在气体中所作的运动或者单纯气体的流动而产生的空气振动。

由于在冰箱压缩机工作的过程中，周期性地吸气和排气等运用引起了压波动，引起了阀片还有管路的振动，进而出现了噪声；压缩机在工作时机体自身的振动带动壳体中的制冷剂气体产生共振，会引起噪声的出现；脉动气流冲击高压管、壳体等部位会引起噪声出现；高速喷射的制冷剂气体会出现喷射噪音，若有其他杂物混在气流中，会在其他杂物下游出现漩涡引起涡流噪声。

1.2机械噪声导致压缩机振动并发出噪声的主要原因是往复和旋转惯性力。

虽然一阶惯性力能够通过设计平衡块来加以平衡，但二阶惯性力却不能使用平衡块的设计加以平衡。

所以，周期性不平衡力的出现将会引起高频率的振动，一旦受振零部件的固有频率与周期性的不平衡力频率的整数倍相等时，压缩机零部件将会出现较为较为强烈的共振，进而引起噪声的出现；活塞与气缸壁、阀板的撞击，阀片与阀片限位器的撞击等会引起强噪声的出现；冷冻机油和制冷剂在某种情况下也会引起振动和噪声。

1.3电磁噪声电磁噪声的大小和电机气隙内的谐波磁场以及由其产生的力波幅值、频率还有磁极数相关，同事也受到定子的频率和阻尼系数等的影响。

冰箱电机的电磁振动通常情况下高于100Hz ，低于4000Hz 。

电磁噪声主要是由以下几种情况引起的：1）沟槽谐波噪声，当转子的各个导体经过定子磁板时，作用在定子以及转子气隙中的整个磁动势将出现变化而导致噪声的出现；2）槽噪声，主要是因为定子内廓出现的气隙突然改变引起的空气骚动从而出现噪声；3）感应电机的嗡嗡声，此类噪声的频率多出电源频率近一倍，大约是100Hz ，主要是因为定子中磁滞伸缩作用导致的。

冰箱压缩机吸气消音器流场声场联合仿真优化

冰箱压缩机吸气消音器流场声场联合仿真优化
曹红军;黄健
【期刊名称】《制冷与空调》
【年(卷),期】2022(22)12
【摘要】吸气消音器对活塞式冰箱压缩机效率和噪声均有重大影响,依赖经验设计准确度较低,而包含阀片的流固耦合的压缩仿真计算时间长,难以满足多参数联合优化的要求,这使得吸气消音器设计成为行业内的痛点和难点问题。

结合工程实际,开发了一种效率较高的可计算压缩过程的流动CFD仿真方法,同时结合声腔传递损失仿真,可实现消音器流场-声场联合快速优化。

基于该方法,研究了一种单插管消音器主要设计尺寸对于流动性能和传递损失的影响规律,据此对某插管消音器进行了结构优化,实现了高频冷量增幅8%,相关技术已经在笔者所在单位某款新品中得到应用。

【总页数】7页(P21-26)
【作者】曹红军;黄健
【作者单位】广东美芝制冷设备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB5
【相关文献】
1.冰箱冷藏室温度场和流场的仿真与优化
2.基于流固声耦合的冰箱压缩机吸气阀组综合性能研究
3.冰箱室内温度场和流场的仿真及结构优化
4.基于流固耦合法的往复压缩机吸气阀流场特性研究
5.对某压缩机厂的冰箱压缩机吸气消声器的优化
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制冷压缩机排气管消声器声学及阻力特性仿真分析

２０１５，３１（５）：５９ —６４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈＥｎｇｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ）
Ｏ引言
家用空调器噪声是影响其舒适性指标的重要因
噪声主要来源，并采用数值模拟方法获得了压缩机腔内制冷剂流场分布。Ｌｉｍ等【ｌ】对空调压缩机压力脉动产生的噪声传播路径进行了试验研究，提出了改变制冷管道走向的降噪措施。Ｈａｎ等［１０】针对空调制冷管道内部冷媒
流动音，采用减小冷凝器出口管直径的降噪方案。王豪
Ｌｅｅ等［１５］将储液器与制冷压缩机相连，优化其结构使得噪声在传播过程中衰减。Ｐａｒｋ等［１６］提出一种在线扰
、
Ｈ】
动滤波器的主动控制技术，有效抑制了空调用滚动转子
、，０１．３１Ｎｏ．５Ｍａｒ．２０１５５９
３月
制冷压缩机排气管消声器声学及阻力特性仿真分析
孔祥强，陈丽娟，李瑛
（山东科技大学机械电子工程学院，青岛２６６５９０）摘要：为了降低空调运行过程中制冷压缩机所产生的噪声，采用在制冷压缩机排气管设置消声器的方法。建立了消声器内部制冷剂的有限元模型，利用声学分析软件ＶｉｒｔｕａｌＬａｂＡｃｏｕｓｉｔｃｓ和计算流体动力学软件Ｆｌｕｅｎｔ分别对消声器的声学
声器的有效消声频率范围不断拓宽，而扩张腔长度对消声器压力损失的影响较小，合理选择扩张腔长度能够有效降低压缩机噪声；孔板位置对中高频噪声的降噪效果影响较大，随着孔板位置由扩张腔中心处向其进口端面不断移动，２０００２４００Ｈｚ附近频率的消声性能逐渐得到改善，并且消声器内部压力损失不断减小，且其减小幅度越来越大，因此孔板在允许的范围内应尽可能靠近消声器进口端面；随着孔板内径的不断减小，消声器的降噪效果不断增强，但消声器内部压力损失也随之逐渐增大，且增大幅度越来越大，因此孔板内径不宜太小。．

消音器在冰箱降噪中的研究

消音器在冰箱降噪中的研究陈澎钰;江俊【摘要】冰箱系统中冷媒高速流动产生的气动噪声是主要噪声源之一.本文通过对某款冰箱进行测试、分析,并采用理论计算和仿真分析手段提出增加消音器的降噪方案.经试验验证,取得了明显的降噪效果.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】2页(P56-57)【关键词】冰箱;冷媒噪音;消音器【作者】陈澎钰;江俊【作者单位】美的制冷集团冰箱事业部研发中心安徽合肥230000;美的制冷集团冰箱事业部研发中心安徽合肥230000【正文语种】中文随着人们生活水平的不断提高，产品噪音水平逐渐成为客户关注的重点之一，是衡量产品品质的重要指标。

冰箱噪音主要包括压缩机噪音、风机噪音、冷媒噪音及振动辐射噪音等。

由于存在冷媒流动速度高，压力大及制冷系统结构限制较多等特点，所以冷媒噪音改善难度相对较大，成为制约整机噪音改善的瓶颈之一。

本文将研究如何在不影响制冷系统性能前提下降低冷媒噪音。

根据声学理论可知，任何噪音都是伴随某种振动产生。

对于冰箱制冷系统来说，冷媒在制冷系统中的流速高、紊流现象严重，其所产生的压力脉动是产生冷媒噪音的主要原因。

由于冷媒在制冷系统中的脉动压力会冲击管路，激发管壁振动，向外辐射噪音。

因此为了了解冷媒噪音的频率特性，及冷媒压力脉动频谱特性，在冰箱机械室管路附件布置传声器，进行噪音测试。

传声器位置示意图如图1。

实测频谱如图2、图3所示。

从实测频谱可以看出，该机型在300Hz～400Hz左右低频段、800Hz～1kHz左右中低频段和3kHz～4kHz左右高频段噪音相对较高，而该测点处300Hz～400Hz左右低频段噪音主要为压缩机噪音和结构件振动辐射噪音，所以冷媒音降噪目标频段设定为800Hz～1kHz左右中低频段和3kHz～4kHz左右高频段。

消音器根据其原理、形式、规格、材料及用途的不同可分为不同种类，常见的各种消音器可分为阻性、抗性、复合式和排气放空式四种类型。

往复式冰箱压缩机噪声测试与消声分析

往复式冰箱压缩机噪声测试与消声分析兰同宇;王孚懋;孙海滨;韦艳娟;张玉环【摘要】某型号冰箱压缩机运转时存在噪声值偏大问题.为降低噪声,采用对比测试分析法对5种不同工况下的样机进行了噪声频谱测试与声源识别,确认气动噪声为主要声源,机械噪声为次要声源,而电磁噪声对整机影响较小.气动噪声为排气管内高速高压气体产生周期性气流脉动和气流喷注噪声,呈宽频分布特征,峰值频率为2000 Hz,对应噪声值为49.3 dB(A).此外,压缩机激振频率引发排气管低频振动.提出设置排气管消声器与安装弯管减振弹簧等改进措施,与改进前测试结果比较,改进后2000 Hz处峰值噪声下降13.8 dB(A),整机噪声降低1.83 dB(A).【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】5页(P234-238)【关键词】声学;冰箱压缩机;声源识别;排气管消声器【作者】兰同宇;王孚懋;孙海滨;韦艳娟;张玉环【作者单位】山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590;青岛万宝压缩机有限公司,山东青岛 266590;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590【正文语种】中文【中图分类】TB535近20年来我国冰箱技术发展很快，全球市场占有率已经达到了16%。

节能、高效与低噪声已经成重要的性能指标，影响冰箱等家电产品的市场占有率[1]。

压缩机是冰箱的主要动力源，也是振动与噪声的主要来源，消声器、压簧、制冷剂管道等结构的动力学问题依然是目前的研究热点[2]。

如Kim 等用数值方法设计新吸气消声器，提升了压缩机整机性能[3]。

Chang等使用遗传算法（GA）对消声器结构参数进行评估并完成了设计[4]。

王孚懋等建立冰箱压缩机隔振系统模型，研究了压簧刚度、支撑间距等参数变化对力传递率的影响特性[5]。

多系统冰箱串并联节点喷发噪音案例分析与优化

多系统冰箱串并联节点喷发噪音案例分析与优化盛艳军齐玉文黄圣祥苏州三星电子有限公司江苏苏州 215000摘要：结合多系统冰箱串并联节点处毛细管喷发噪音案例，分别分析了毛细管直接插入回气管和间接插入回气管两种连接方式喷发噪音产生的原因，并对此分别进行优化设计，结果显示优化后冷媒噪音的波动度由原来的4 dB下降至1 dB以下。

同时文中指出为降低喷发噪音的波动度，在毛细管和回气管连接处，要保证毛细管末端有足够的喷发空间。

对于毛细管直接插入回气管连接方式，需要确保毛细管插入段位于回气管中心。

对多系统冰箱串并联节点毛细管末端喷发噪音的分析和优化，为今后冷媒喷发噪音改善提供了一定方向。

关键词：多系统冰箱；串并联节点；喷发噪音；毛细管Cases study and optimization on the refrigerants flow noise happened at series parallel connection node of multi-system refrigeratorSHENG Yanjun QI Yuwen HUANG ShengxiangSuzhou Samsung Electronics Co., Ltd. Suzhou 215000Abstract: Combined with the cases of the refrigerants flow noise of two kind pipes, which happened at Series Parallel Connection Node of Multi-System Refrigerator, the reasons of causing refrigerants flow noise are analyzed. And above two kinds of pipe are optimized, respectively. The result shows that fluctuation noise of two pipe style decline from 4 dB to 1 dB. In order to reduce the fluctuation of eruption noise, enough eruption space should be ensured at outlet side of capillary, where capillary and suction pipe connect. About the pipe of capillary inserted suction pipe directly, capillary need locating at center of suction pipe. Above result of the refrigerants flow noise at Series Parallel Connection Node of Multi-System Refrigerator can supply one direction for refrigerants flow noise improvement.Keywords: Multi-system refrigerator; Series parallel connection node; Refrigerants flow noise; Capillary中图分类号：TM925.21；TB53DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.99.0731 引言电冰箱作为在居民的日常生活中使用最频繁的家用电器，其噪音的大小直接影响消费者的使用感受。

压缩机消声器消声特性的数值模拟及结构优化

ｂｔｎａｄｔａｓｓｉｎ１ＳｒａｃｌｔｄｂＹＳｕｉｎｒｎｍｉｏＳｗｅｅｃｌｕａｅｙＳＮＯＩＥ．ＮｅｔｕｅｆｅｆｃｓｗｅｅｓｕｉｏｓＯＳｘ，ａｎｍｂｒｏｆｅｔｒｔｄｅｄ。
ｉｃｕｉｇｔｅｐｓｔｎｆｒｉａｆｎｔｅｃａｅ；ｔｅｐｓｔｎｆｅｔｎｅｕｅｈｓｔｎｆｎｌｄｎｈｏｉｏｓｏｉｄｂｆｌｉｈｈｍｂｒｈｉｏｓｏｘｅｄｄｔｂ；ｔｅｐｉｏｓｏｉｇｅｏｉｏｉｉｔｔｂ．Ａｃｏｄｎｏｔｅａａｙｉｒｓｌｎｏｓｈｒｃｅｉｔｆｏｒｓｒｔｕｔｒ１ａａ — Ｍｅｕｅｃｒｉｇｔｈｎｌｓｅｕｔａｄｎｉｅｃａａｔｒｉｏｍｐｅｓ。ｓｒｃｕａｐｒｍｅｓｓｓｃｃｏｔｒｒｐｉｉｄＦｉａｌ，ｔｅａｏｓｉｐｒｏｍａｃｆｍｕｆｒｗａｍｐｏｅｆｉｉｎｌ．Ｔｈｓｅｓｗｅｅｏｔｚ．ｎｌｍｅｙｈｃｕｔｅｆｒｎｅｏｃｆｅｓｉｒｖｄｅｆｅｔｌｃｙｉ
（ｎｔｕｅｏｈｍｉｌｃａｉｌＺｅｉｇｕｉｅｓｙＨａｇｈｕ３０２，ｈｎ）Ｉｓｔｔｆｅｃｈｎｃ，ｈｊｎｎｖｒｉ，ｎｚｏ１０７ＣｉａｉＣａｍｅａａｔ
ＡｂｔａｔＴｈｎｅｉｌｆｃｍｐｉａｅｔｕｔｒ１ｍｕｆｒｃｕｄｅｐｅｉｔｄａｃｒｔｌｙｓｒｃｅｉｎｒｆｄｏｏｌｔｄｓｒｃｕａｉｅｃｆｌｏｌｎｔｂｒｄｃｅｃｕａｅｙｂｅｐａｅｗａｅｔｅｒ．Ａｕｅｉａａａｙｉｍｅｈｄｗａｕｇｓｅｏｓｍｕａｅｔｅｉｎｒｆｌｆｍｕｆｒｌｎｖｈｏｙｎｍｒｃ１ｎｌｓｓｔｏｓｓｇｅｔｄｔｉｌｔｈｎｅｉｄｏｆｌｅｅｆｒｉｒｖｎｈｃｕｔｈｒｃｅｉｉ．Ａｔｆｓ，ｂｓｄｏｈａｉｓｕｔｎ，ｒａｏａｌｂｕｄｏｍｐｏｉｇｔｅａｏｓｉｃａａｔｒｔｃｃｓｉｔａｅｎｔｅｂｓｃａｓｍｐｉｓｅｓｎｂｅｏｎ — ｒｏａｙｃｎｉｏｓｗｅｅａｐｉｄａｐｏｒａｅｙ，ｗｈｃｎｌｄｄｉｌ，ｏｔｔａｄｗａｌｏｎａｙｃｎｉｉｎ．ｒｏｄｔｎｒｐｌｐｒｐｉｌｉｅｔｉｈｉｃｕｅｎｅｔｕｌｎｌｂｕｄｒｏｄｔｓｅｏＴｈｎｔｒｅｄｍｅｓｎ１ｉｉｌｎｄｅｆｍｕｆｒｗａｄｌｙＡＮＳｅｈｅｉｎｉａｎｔｅｅｏｆｅｍｅｔｍｏ１ｆｌｓｍｏｅｅｂｏｅｄＹＳ。ａｄｐｅｓｒ — ｉｔｉｎｒｓｕｅｄｓｒ—

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某冰箱压缩机消声器消声特性的有限元分析
常利伟
(加西贝拉压缩机有限公司浙江嘉兴314006)
摘要本文在一定的基本假设的前提下，合理处理进出口及壁面的边界条件，建立了消音器内部声场的三维有限元模型，对某冰箱压缩机消声器的消声性能进行了仿真计算，分析了不同结构参数对消声器传递损失的影响。

为冰箱压缩机消声器的设计、评价提供了帮助。

关键词: 声学有限元消声器传递损失
Finite element analysis of acoustic characteristic of some type Refrigerator compressor muffler
Abstract: Based on some basic assumptions and rational treatments for boundary conditions, a Finite element model of muffler was set up, and transmission loss of suction muffler was calculated. Effects of different geometric parameters on the acoustic performance of muffler was studied. Therefore, which provided help for our design and evaluation for the suction muffler.
Key words: Acoustic, Finite element method, muffler, Transmission loss
冰箱消音器的噪声是衡量压缩机品质的主要指标之一。

压缩机可分为机械噪声，电磁噪音以及空气动力噪音。

在压缩机噪声成分中有相当部分是气流噪声，主要产生在压缩机的进排气端。

一般地，排气噪音较进气噪音弱，所以针对压缩机的空气动力噪音的研究以吸气噪音为主，因此消声器的设计与优化是降低压缩机噪声的有效途径。

[2]
传递损失是衡量消音器声学性能的一个重要指标。

相关的研究方法有FEA 、BEA 、四端参数传递矩阵等多种方法。

其中传递矩阵限于平面波传播，只能对消声器内部声场做近似的理论分析。

对于结构比较复杂的消声器，采用数值计算方法有限元法或边界元法显得更有效。

有限元计算精度比边界元好。

本文采用有限元法。

[2]
由于消声器声场结构比较复杂，在建立消声器声场有限元模型时必须进行合理的假设，并在声场边界上加上相应的边界途径，计算出消声器入口和出口的声压，进而求得消声器的传递损失。

本文运用仿真分析软件Vitual. lab 的Acoustics 声学模块进行了声学有限元分析，分析了不同的结构参数对消声器传递损失的影响，为提高压缩机消声器的声学设计提供了有益的帮助。

1理论模型 1.1 基本假设[1]
（1）介质为理想流体，即介质中不存在黏性，声波在介质中传播没有能量损耗；
（2）介质在没有声干扰时其速度为0，介质是静态的（即认为流体本身的流速和声波的传播速度相比很小可以忽略不计），且介质是均匀的（即介质中静态压强和静态密度不变）；
（3）声传播是绝热过程，即介质与毗邻的部分不会由于声传播引起的温差而产生热交换；
（4）介质中传播的是小振幅声波，介质中各种声场的参数都是一阶微量，可以用线性波动方程来描述。

1.2 波动方程[1]
消声器为抗式消声器，在基本假设的前提下，认为内部声场是均匀理想流体媒质的小振幅声波波动，直角坐标系下声传播的波动方程为：
2
222222221t p
c z p y p x p ∂∂=∂∂+∂∂+
∂∂ （1）
其中，p 为声压，t 为时间，c 为声速。

消声器的消声性能通常用传递损失来衡量，计算公式如下：
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛=out
in out in
S S p p
TL 2
lg 10 （2）其中，in p 和out p 分别为消声器输入和输出的声压；in S 和out S S 和S 分别为消声器进口和出口的截面积。

2 计算模型 2.1 建模原则
消声器内部为非耦合的声场，即忽略流体与结构的耦合作用，所以仅对消声器内部空腔建模。

模型网格密度必须足够细致到能分辨最高主频，即每个波长里至少要有6个线形单元或3个二次单元。

2.2 边界条件
（1）进口边界条件
假设入射波为平面波，在入口处施加单位速度。

（2）出口边界条件
在消声器的出口端假设认为接一个无限长的直管，定义出口为一个全吸收无反射的平面波声场，其声阻抗率定义为：
c Z ρ= （3）其中，ρ为密度，c 为声速。

（3）内壁边界条件
不考虑壁面吸收，认为是刚性壁面。

在刚性壁面上，媒介的法向速度为零，即
0=∂∂=∂∂x
p n p （4）
3 数值计算
某冰箱消音器，其几何模型及网格模型如图1所示。

本文主要讨论消音器入口管段直径、消音器主腔室容积对消音器传递损失的影响。

消声器内部的介质为R600a ，密度1.45kg/m ，声速215.8m/s 。

(b)
图1 消音器结构简图及网格模型
Fig.1 Geometric model and FEA model of muffler
3.1消音器主腔室容积V 的影响
T L (d B )
Frequency (Hz)
图2不同主腔室容积的传递损失
Fig.2 Transmission loss curves of mufflers with different main chamber volume
图2为不同主腔室容积的消音器传递损失曲线。

可以看出，在1700Hz 以下的较低频域，消音器腔体容积影响较小。

其余频段，不论是消声频率还是消声量都随着主腔室容积的变化有较大改变。

从总体效果来看，随着消音器消音器腔体容积越大，传递损失越大。

因此，在设计消音器时，从声学角度考虑，应尽量扩大消音器主腔室容积。

3.2进气管段直径Ds 的影响
T L (d B )
Frequency (Hz)
图3 不同进气管段直径的传递损失
Fig.3 Transmission loss curves of mufflers with different
inlet tube diameter
图3为三种不同进气管段直径的消音器传递损失比较曲线。

可以看出，在整个5000Hz 以内的范围内，消声频率变化不是很明显，消声量有一些变化，直径越小，传递损失越大。

同时消音器的设计涉及其他方面的问题，入口段直径直径过小会影响压缩机的效率，因此要综合考虑。

4 结论
通过建立不同的三维的有限元模型，对冰箱压缩机消音器的传递损失进行了计算及对比，分析了主腔室容积、进气管段直径对消音器消声性能的影响。

1700Hz 以上的较高频段内，消音器主腔室容积越大，消声性能越好；对于进气管段直径，在已经计算的范围内对声学的影响相对较小，管径小的消音效果好，消音器设计时须综合考虑。

参考文献
[1] 孟晓宏,金涛. 复杂结构消声器消声特性的有限元分析. lms 用户大会论文集2007 [2] 刘红等. 冰箱压缩机消声器声学特性的数值分析. 噪声与振动控制 2009.02
以下是文中两图的不同线条表示：
-40
-200204060
80100120T L (d B )
Frequency (Hz)
T L (d B )
Frequency (Hz)。