Abstract
本文以實驗方法研究橫流式風扇內之流場與聲場，並針對舌端間隙的改變，探討其對於流場與聲場之影響。實驗方法首先藉由風扇內部之流場觀測、壁面壓力及壓力擾動量之結果探討風扇內部之特徵結構，接著在半無迴響室內利用噪音量測之設備，測量出入口之聲壓，探討其整體聲場之特性。由流場觀測之結果發現葉輪內部偏心渦漩面積受舌端間隙的大小所影響，當舌端間隙加大時，偏心渦漩的面積有擴大的趨勢。而由渦殼壁面壓力分布找出風扇內之流場從入口沿壁面到出口依序可區分為五個區域(a)入口低壓區、(b)受葉輪影響高壓區、(c)壓力遞減區、(d)二次低壓區、(e)出口壓力區等五個區域，但渦殼壁面壓力的分布並不受到舌端間隙的改變而產生差異。舌端的壁面壓力的分布情形是由兩股氣流所造成：入口氣流及葉輪所帶回之氣流。舌端的壁面壓力分布反應出因舌端間隙的改變所造成流動型態的不同：葉輪所帶回之氣流經由舌端間隙加速進入舌端區，且與入口之主流衝擊而減速。隨著舌端間隙加大使得氣流加速效應漸趨平緩，當舌端間隙為最大時加速區會消失。定量量測顯示舌端區末端及渦殼入口處所產生的壓力擾動量為最大，在低壓區的壓力頻譜會因舌端間隙改變產生不同的共振模態，在舌端間隙為5mm時約為900 Hz，10mm及15mm時偏移至1.1 kHz。在聲場方面，風扇之輻射噪音頻率在舌端間隙為最小時會以葉片通過頻率(BPF)為主導，風扇的聲壓值會隨著葉輪末端速度的0.24次方成長，且縮小舌端間隙有效的降低了風扇的噪音約13％，壁面壓力擾動頻譜與出入口聲壓之比較發現葉片通過頻率為壓力頻譜與聲壓頻譜中之相關性為最大。