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风机的噪声与控制

作者:comifo 发布于:2019-8-13 9:30:41 点击量:

 

       随着社会经济的发展,工业噪声越来越严重,已成为污染环境的公害之一。风机的噪声是噪声污染的主要来源之一,因此控制风机的噪声就显得十分重要了。

 

 
1、噪声的基本概念

       噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。声音由物体的振动产生,以波的形式在一定的介质中进行传播。噪声是声波的一种,具有声波的一切特性。噪声会使人烦躁、不舒服,是人们不需要的声音。

 

 

1.1 噪声的种类

 

按产生的机理来分,噪声分为空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声三种。

空气动力噪声,是因气体振动而产生的。气流通过风机叶片,使叶片两侧的气体发生压力突变,从而激发声波。

机械噪声,是由于固体振动而产生的。在撞击、摩擦、交变的机械应力作用下,机械的支撑板、轴承、齿轮等都会发生振动,产生噪声。

电磁噪声,是因高次电磁场的相互作用,而产生周期性的力而产生的噪声,比如变压器的噪声。

 

 

1.2 噪声的物理评价

 

通常采用声压来评价噪声,声压越大,声音越强;声压越小,声音越弱。

 

正常人耳刚能听到的声音声压为2×10-5Pa,而使人耳产生疼痛的声压为20 Pa,当声压达到几百帕时,会引起耳膜损伤,可见,用声压的绝对值来表示声音的强弱不大方便。

 

经研究发现,人们对声音响度的感觉与声强的强度的对数成比例,为了方便起见,人们就用声压比或者声能量比的对数来表示声音的大小,分别成为声压级LP和升功率级LW。

 

LP=20lg(P/P0)

LW=lg(W/W0)

P0为基准声压,P0=2×10-5 Pa

W0为基准声功率,W0=10-12W

 

声压级和声功率级的单位都是分贝(dB), 分贝是一个无量纲的单位,是个对数值,计算的时候需要按照对数的运算法则进行。

 

 

1.3 噪声的主观评价

 

噪声主观评价是从噪声对人的心理影响的角度来量度噪声的方法。

 

人耳对声音的感受不仅与声压有关,还和频率有关。为了更准确地描述噪声对人的危害,人们选择1000Hz时的纯音作为基准声音,若噪音听起来与该纯音一样响,则该噪声的响度级就等于这个纯音的声压级,即分贝值。

 

       不论用何种方法求响度,都须要进行繁琐的计算。为了能用仪器直接读出反映人的主观响度感觉的评价量,科学家们提出了用电子网络模拟在不同声强下的人耳频率特性,以便用仪器(声级计)直接测量噪声主观评价量,测得结果称为计权声级或简称声级。通用的有A、B、C声级。在测量噪声时,人们逐渐发现用 A计权网络,对高频敏感,对低频不敏感,这正好与人耳对噪声的感觉一样,因此其测出的声级更接近人耳对噪声总的评价,A声级现已被国际标准化组织和绝大多数国家采用,作为噪声主观评价的主要指标,用dBA表示。

 

 

不同噪声的主观感觉:

 

噪声值dBA
主观感觉
0
特别安静
20
安静
40
较安静
60
感到烦躁,讲话能听清
80
特别吵闹,需要大声讲话
100
对面讲话听不清
120
难以忍受
140
震耳欲聋

 

 

2、风机的噪声

 

风机的噪声主要由以下几种:

 

 

2.1 气动噪声

 

风机的气动噪声主要由旋转噪声和涡流噪声。

旋转噪声是叶轮转动时冲击周围介质引起的。叶轮旋转时,叶轮上均匀排列的叶片会冲击周围的流体介质,引起介质压力的脉动从而产生噪声。

另外,涡舌与叶轮出口之间的间隙,转子与机壳的间隙,也会出现周期性的压力脉动,从而产生噪声。

涡流噪声又称为紊流噪声。它主要是气流流经叶片界面产生分裂时,形成附面层及漩涡分裂脱离,而引起叶片上压力的脉动,辐射出一种非稳定的流动噪声。

 

 

2.2 机械噪声

 

风机的机械噪声包括轴承噪声,联轴器或者皮带传动引起的噪声,转子不平衡引起的振动噪声,机壳和管道的振动噪声等。

与气动噪声相比,振动噪声是次要的噪声。

 

 

2.3电动机噪声

 

电动机的噪声是风机噪声重要的组成部分,电动机的噪声主要由电磁噪声、机械噪声和气动噪声三部分组成。

 

 

3、噪声的控制办法

 

控制噪声的办法不外乎由两种,一是控制噪声源的噪声;二是控制噪声的传播途径。

 

 

3.1 控制噪声源的噪声

风机正确的气动设计,不但能获得较高的效率,而且能降低风机的额噪声。以下的几方面优化设计可以减小风机的噪声:

  • 合适的叶片形状
  • 合理选选择风机的转速
  • 叶片的数量以及导叶的数量要合理,二者不能有公约数
  • 离心风机涡舌与叶轮的间隙要合理
  • 合理的涡舌半径

 

 

3.2 控制噪声的传播途径

 

  • 安装消音器是控制噪声传输的主要途径,一般消音器可以降低噪音20~30dBA。
  • 隔声装置,风机加装消音器后,如果风机壳体的辐射噪声对周围环境有很大的影响,那么就需要采取隔声措施。风机通常的隔声措施是加装包覆层。
  • 减振,风机的振动会产生低频噪声,减振是控制噪声的重要手段之一。减振一方面是风机的出入口配有膨胀节;另一方面风机基础可以安装减震器。

 

风机的噪声如果超出国家标准的规定,都要采取消音措施,比如增加消声器、加装隔声层等。随着人们环保意识的增强以及国家对环保执法力度的加大,确保风机的噪声满足相关标准的规定是最基本的要求,应引起风机制造商以及各企业的重视。

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