The aeroacoustic characteristics and noise reduction method of a centrifugal fan for a bagless vacuum cleaner were studied. The major noise source of vacuum cleaner is the centrifugal fan. The impeller of the fan rotates over 30000 rpm and generates very high-level piercing noise. It was found that the dominant noise source of the fan is generated from the aerodynamic interaction between the highly rotating impeller and stationary diffuser. In order to reduce the high tonal sound generated from the aerodynamic interaction between the impeller and diffuser, tapered impeller was carefully designed and tested. The trailing edge of the tapered impeller was inclined and this reduces the flow interactions between the rotating impeller and the stationary diffuser because of some phase shift. The static efficiency of the new impeller is slightly lower than the conventional one. The overall SPL is reduced about 3.6 dBA. The SPL of blade passing frequency(BPF) is reduced about 6 dBA and the $2^{nd}$ BPF is reduced about 20 dBA. The vacuum cleaner with the tapered impeller has lower noise level than that of the previous impeller and the strong tonal sound was dramatically reduced.
This paper was studied to understand the characteristics of heat transfer coefficients and surface temperature distributions around a circular combustion chamber within the heat-intercept duct of kerosene fan heater. The experiment was carried out in the heat-intercept duct of kerosene fan heater attached to the blow-down-type subsonic wind tunnel with a test section of 240 mm * 240 mm * 1200 mm. The purpose of this paper was to obtain the basic data related with normal combustion for new design from conventional kerosene fan heater, and to investigate the effect of surface temperature, local and mean heat transfer coefficients versus flow-rate of convection axial fan according to the variations of heat release conditions from kerosene fan heater during normal combustion. Consequently it was found that (i) the revolution of convection axial fan during combustion had a smaller value than that of non-combustion because of the thermal resistance due to the high temperature in the heat-intercept duct, (ii) the pressure ratio P$_{2}$/P$_{1}$ had a comparatively constant value of 0.844 according to the revolution increase of turbo fan and the heating performance of kerosene fan heater had a range of 1,494 ~ 3,852 kcal/hr, (iii) the local heat transfer coefficient around a circular combustion chamber had a comparatively larger scale in the range of 315 deg. < .theta. < 45 deg. than that in the range of 90 deg. < .theta. < 270 deg. as a result of heat transfer difference between front and back of a circular combustion chamber, and (iv) the mean heat transfer coefficient around a circular combustion chamber increased linearly like a H$_{m}$=95.196Q+104.019 in condition of high heat release according to the increase of flow-rate of axial fan.n.
최적화 프로그램과 연동시키기 위한 터보팬 엔진 성능해석 프로그램을 개발하고, 최적화 기법인 Particle Swarm Optimization을 이용하여 전투기 엔진의 주요 설계변수인 바이패스비, 팬 압축비, 고압압축기 압축비 및 버너출구온도에 대한 성능 최적화를 수행하였다. 최적화 목표는 순추력과 비연료소모율을 다목표 함수로 설정하였으며, 두 개의 목표에 대해 가중치를 주어 각 가중치별 최적 설계점을 도출하였다. 기본 모델은 F-18 전투기와 T-50 고등훈련기에 쓰이고 있는 F404 터보팬 엔진을 선정하여 분석을 수행하였다. 본 연구 결과로 네 개의 변수에 대한 최적 조건을 도출하고, 다양한 설계조건에 대한 최적 설계점 추이를 분석하였다.
최근 환경 소음이 사회적인 문제로 대두되고 있는 가운데, 생활수준의 향상으로 저소음화에 대한 요구가 증가되고 있는 실정이다. 이와 같이 소음에 관한 일반인들의 관심이 높아지면서 생환주변에서 주요 소음원으로 지적되고 있는 회전기계, 특히 가전제품을 비롯한 유동관련 기계류의 소음을 낮추기 위한 노력이 절실히 요구되고 있다. 본 소평팬에 대한 연구에서는 음압 및 음향인텐시티를 이용하여 소음원을 해석하였다. 이때, 광센서를 이용한 축류형 팬의 동기화가 수행되어졌고, 팬 형상에서 정확한 소음원의 위치를 규명하기 위한 기록시간의 결정이 제안되어졌다. 소음 발생하는 위치를 규명하였고, 지향성 연구를 통하여 축류형 팬의 방사형태를 결정하였으며, 음의 흐름도를 가시화 하였다.
Numerical simulations and experiments were conducted to analyze the design parameters for a slim room air-conditioner. These design parameters included a fan shape, a front panel, a scroll shape, a bell mouth, a distance between a fan and a heat exchanger, etc. Each design parameter was analyzed numerically and/or experimentally in terms of the flow rate and the sound pressure level, which should be the most influential factors for developing the slim room air-conditioner. The fan with a uniform height showed a better performance than that with a linearly varying height. It is recommended to use a front grill rather than a front panel according to sound pressure levels since the front panel itself is a huge resistance to the inlet flow. A redesigned scroll shape by changing the rotational direction of a fan also contributed a lot to lowering the sound pressure level. There existed a distance between a fan and a heat exchanger, where flow rates increased effectively.
Design and developments of a propeller fan for a cooling tower have been accomplished by both numerical prediction of performance and experimental validation with a wind tunnel, Main interest lies on blade geometry of a fan for optimal design of aerodynamic performance. The present methodology for numerical estimation is commercial program, Fine/Turbo, which gives us engineering information such as flow details near the blades and flow rate of it. The numerical results are compared with precise experimental output and show good agreement. Also new proposed model of a blade with the program show improved performance relative to present running model in market.
It is common for highly loaded supersonic stage to have very high relative inlet Mach number. To get this level of inlet Mach number, rotor blade outer diameter or rotational speed should be increased. In the case of commercial turbo-fan engine, it is preferred to make the rotor blade outer diameter large than increasing the rotational speed. But, for multi-stage fan of military engines, overall diameter is often restricted and they are apt to increase the rotational speed. With high rotational speed, relative inlet Mach number is likely to be well supersonic over the entire rotor blade span and the characteristic of the stage is affected with meridional shape of the stage, especially at near hub or tip. In this paper, the aerodynamic performance of two different hub surface shape is compared and it's merit and demerits were discussed.
Unsteady compressible Euler equation is solved and the high-order, high-resolution numerical solver, physical boundary condition, adaptive nonlinear artificial dissipation model and conformal mapping are applied to computation of steady transonic flow and unsteady acoustics. The acoustic characteristics of axi-symmetric duct and two dimensional straight/S channel are studied and the computation results shows good agreements with linear analysis. In transonic case, local time stepping and canceling-the-residual techniques are used for convergence acceleration. The aspect of flow and acoustics in S-channel and the Pattern of noise radiation is changed by inflow Mach no. and static pressure at fan-face.
Comprehensive experimental works are carried out for the optimal design of a centrifugal blower adopted in an indoor unit of an air-conditioner. The models for consideration are typical multi-blade turbo blower and limit loaded one, respectively. The main interest lies on the fluid dynamics performance when the blower Is installed in the practical system. The methodologies are an experimental estimations with a wind tunnel for blower performance and PIV measurement for the detail flow information. A centrifugal blower with limit loaded fan shows pronounced performances in terms of the flow rate and static pressure rise and the reason is explained by the precise measurement of the flows between blades using PIV. Consequently, it is found that the blower is proper for the flows with a resistance in down stream such as a heat exchanger.
The vacuum cleaner that has no dust bag generates very high level annoying noise. The dominant noise source is the 2$\^$nd/ BPF tone of the rotating impeller. In order to reduce the noise, we identify the acoustic characteristics and reduce the noise of the vacuum cleaner and centrifugal fan. The resonance phenomenon is observed in blade passages and we found out that the resonance frequency is very close to the 2$\^$nd/ BPF. In order to reduce this high-level peak noise, new impeller is designed in this paper. The trailing edge of new impeller is inclined and this makes the flow interactions between the rotating impeller and the stationary diffuser vane occurs with some phase shift. The performance of new impeller is similar to the old one but the overall SPL is reduced about 3.6dBA. The SPL of BPF is reduced about 6dBA and 2$\^$nd/ BPF is reduced about 20dBA. The vacuum cleaner, which uses newly developed centrifugal fan, generate more comfortable noise than the old model and the strong tonal sound was dramatically reduced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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