風機概述：風機是各個工廠、企業普遍使用的設備之一，特別是風機的應用更為廣泛。鍋爐鼓風、消煙除塵、通風冷卻都離不開風機，在電站、礦井、化工以及環保工程，風機更是*的重要設備，正確掌握風機的設計，對保證風機的正常經濟運行是很重要的。

       風機作為一種輸送空氣的葉輪機械，被廣泛的應用于航空、煤炭、電力、冶金、電子、汽車、空調等工業生產和日常生活領域。各類風機在運轉過程中都會發出噪聲，從而影響周圍的環境。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的，就是特別強的噪聲也是需要連續長期暴露才會使聽力受損，所以在以往并不被重視。隨著生活質量的逐步提高，現在人們開始越來越多的關注這個問題，特別是在空調、汽車、家用電子產品方面，對于風機的噪聲輻射指標要求越來越趨嚴格。另外，在某些場合下，風機噪聲所帶來的問題是非常嚴重的，比如礦井通風用的對旋風機，很多時候發出的噪聲之強甚至掩蓋了井下警報器發出的聲音，從而帶來嚴重的生產安全隱患；再比如電子產品的集成度在過去的十年內增加了好幾個數量級，伴隨而來的是強大的發熱量和對散熱風扇的急需，為了充分散熱，現在一臺PC電腦的主機箱里面通常會有4至5臺小型的軸流散熱風扇在同時運轉，一個中等并行機機群在工作時由冷卻風扇所發出的噪聲已經到了讓人難以忍受的地步。降低風機運行時的各類噪聲，是改善人居環境，減少噪聲污染的迫切要求。

       風機噪聲的產生有兩方面的原因，一是機械振動噪聲，二是氣流噪聲。隨著機械加工和裝配精度的提高，目前的風機產品機械振動噪聲很小，氣流噪聲成為了主要的噪聲源。氣流致聲的研究是上個世紀50年代首先開創的。自那時起，一門新的學科——氣動聲學被建立，一批大師，在這一領域做出了的貢獻，向人們揭示了流動與聲之間的物理。根據這些理論，氣動噪聲可分為三種類型：單極子噪聲、偶極子噪聲和四極子噪聲。對于風機來說，單極子噪聲也稱為葉片厚度噪聲，它是由于旋轉的葉片具有一定厚度，空氣被周期性的排開和吸入，產生聲輻射；偶極子噪聲也稱為葉片力噪聲，它是由于葉片固壁表面的壓力脈動所產生的；四極子噪聲也稱為湍流噪聲，它是由于湍流邊界層，尾跡區的湍流脈動，分離流動等等流體內部的壓力脈動產生的。如果按照噪聲的頻譜分類，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，轉子和定子存在周期性的動靜干涉作用，從而向外輻射噪聲，這類噪聲頻譜存在明顯的離散譜線，一般與葉片通過頻率有很大關系；而寬帶噪聲則是由于湍流脈動引起，頻譜很寬，可以一直到104Hz量級，不存在明顯的離散譜線。

       相對風機的離散噪聲研究來說，寬帶噪聲的機理研究和噪聲預測是相當困難的，其直接原因就是人們目前對于湍流流動本身的物理機制尚不*清楚，從而極大限制了湍流噪聲的研究進展。但是從工業應用角度來看，絕大多數風機在運轉時，流動雷諾數大都在106量級以上，均為湍流流動，湍流寬帶噪聲的存在是相當普遍的，所以對湍流噪聲的研究實際上是無法回避的。風機湍流噪聲的研究難度還有來自另外一方面的原因，不同的風機產品在運轉時的流場結構是*不同的，而流場的結構和流動的特點，直接決定了風機噪聲的類型和強弱，所以除了需要對湍流噪聲的機理做深入研究外，要預測風機噪聲，勢必需要對風機在運轉時的流場結構本身做深入研究，但是由于這類流動邊界過于復雜，流動又是高度旋轉的，所以同樣具有相當難度。