通用離心風(fēng)機(jī)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理

時(shí)間：2016-9-26閱讀：4170

    通用離心風(fēng)機(jī)是一種量大面廣的通用機(jī)械設(shè)備，幾乎所有的行業(yè)都有使用。而在通用離心風(fēng)機(jī)使用的過程中，噪音的存在能對(duì)生產(chǎn)、環(huán)境等產(chǎn)生很大的影響，隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)通用離心風(fēng)機(jī)性能要求的提高，通用離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)也不斷提高，人們對(duì)通用離心風(fēng)機(jī)降噪的問題也提上了日程。目前采用的能有效降低通用離心風(fēng)機(jī)噪音的方法有很多，但均不完善。例如：8-09、9-12前傾通用離心風(fēng)機(jī)、G/Y4-73、4-68機(jī)翼型后傾通用離心風(fēng)機(jī)、6-39、5-48單板弧后傾通用離心風(fēng)機(jī)等,在沒有特殊處理或無隔聲裝置的情況下,在距通用離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處1m左右測得的噪聲一般可達(dá)90～110dB(A),有些高壓、大流量的通用離心風(fēng)機(jī),如：9-19、9-26噪聲甚至達(dá)120～130dB(A)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)建議:在工業(yè)廠區(qū)內(nèi),噪聲要求不超過85dB(A);在公共建筑、飯店、賓館、精密儀器儀表等領(lǐng)地,噪聲要求不超過75dB(A)。根據(jù)人們對(duì)噪聲所能承受的程度,距離通用離心風(fēng)機(jī)zui近的住宅區(qū),白天要求噪聲不超過50～60dB(A),晚上要求噪聲不超過40～45dB(A)。
    因此,對(duì)于當(dāng)今較為普及通用離心風(fēng)機(jī)噪聲的產(chǎn)生要進(jìn)行深入研究,識(shí)別噪聲源,從而實(shí)現(xiàn)噪聲的有效控制是有意義的。

一、通用離心風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生
    1.1通用離心風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲
    通用離心風(fēng)機(jī)在經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后,會(huì)產(chǎn)生多種機(jī)械噪聲。
       (1)葉輪磨損不均勻或因風(fēng)壓導(dǎo)致零件的變形,使整個(gè)轉(zhuǎn)子不平衡而產(chǎn)生的噪聲。
       (2)軸承在運(yùn)行后由于磨損,與軸相互產(chǎn)生的噪聲。
       (3)由于安裝不良或各零件聯(lián)接松動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。
       (4)葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng),導(dǎo)致機(jī)體某一部分共振而產(chǎn)生的噪聲。
    1.2電機(jī)噪聲
    在整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)中,電機(jī)是其中一個(gè)重要組成部分,但一般通用離心風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)廠家采用的電機(jī)均由電機(jī)生產(chǎn)廠家提供,通用離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家一般不作電機(jī)內(nèi)部處理,但電機(jī)的噪聲種類繁多,本文簡述如下：
       (1)軸承本身精度不夠而產(chǎn)生的軸承噪聲;
       (2)徑向交變的電磁力激發(fā)的電磁噪聲;
       (3)換向器整流子碳刷摩擦導(dǎo)電環(huán)而產(chǎn)生的摩擦噪聲;
       (4)整流子的打擊噪聲;
       (5)由于某些部件振動(dòng)使自己的固有頻率與激勵(lì)頻率產(chǎn)生共振,形成很強(qiáng)的窄帶噪聲;
       (6)轉(zhuǎn)子不平衡或電磁力軸向分量產(chǎn)生的軸向串動(dòng)聲;
       (7)電機(jī)冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲。
    1.3通用離心風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲
    氣動(dòng)噪聲包括旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲
       (1)旋轉(zhuǎn)噪聲產(chǎn)生
    旋轉(zhuǎn)噪聲又稱葉片噪聲,或稱離散頻率噪聲，屬于偶極子聲源，旋轉(zhuǎn)噪聲的頻率為
    ,
    f=inz/60(1)式中　n———每分鐘的轉(zhuǎn)速z———葉片數(shù)
    i———諧波序號(hào),i=1，2，3，…，i=1為基頻
    由式(1)可以看出,若將葉片數(shù)增加1倍而轉(zhuǎn)速保持不變時(shí),由于基頻增加1倍,原來的奇次諧波成分被取消,假定各諧波成分的強(qiáng)度近似相同,理論上旋轉(zhuǎn)噪聲的強(qiáng)度將降低一半。即使壓力脈沖不很尖稅,葉片數(shù)的增多對(duì)降低噪聲也是有利的。
    旋轉(zhuǎn)噪聲的聲壓與通用離心風(fēng)機(jī)的功率成正比,而與葉輪的半徑成反比。所以,當(dāng)功率與葉片的圓周速度給定時(shí),從降低噪聲的角度應(yīng)盡量使葉輪半徑大一些。葉片的圓周速度對(duì)旋轉(zhuǎn)噪聲的聲壓非常敏感,隨圓周速度的提高,旋轉(zhuǎn)噪聲的聲功率迅速地增加。
       (2)渦旋噪聲產(chǎn)生
    渦旋噪聲又稱渦流噪聲,或稱紊流噪聲。是由于紊流邊界層及其脫離引起氣流壓力脈動(dòng)造成的，邊界層脫離和紊流脈動(dòng)彈性較大，故漩渦噪聲具有很寬的頻率范圍，也稱寬頻噪聲。
    渦旋噪聲的頻率為
    式中　———斯特勞哈爾(Strouhal)系數(shù),=0.14～0.2,一般取0.185
    w———氣流與葉片的相對(duì)速度
    L———葉片正表面的寬度在垂直于速度平面上的投影
    i———頻率諧波序號(hào)
    由式(2)可知,渦旋噪聲的頻率取決于葉片與氣體的相對(duì)速度,而旋轉(zhuǎn)葉片的圓周速度則隨著與圓心的距離而變化。從圓心到圓周,速度連續(xù)變化。葉片旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦旋噪聲就具有連續(xù)的噪聲頻譜,頻帶寬度也將隨雷諾數(shù)的提高而緩慢地增大。從聲源特性上說,渦旋噪聲屬偶極子源,聲功率與偶極子源振速幅值vm的平方成正比,與波數(shù)k的4次方成正比,因此,渦旋噪聲的聲功率按流速v的6次方規(guī)律變化。
    實(shí)際各種系列通用離心風(fēng)機(jī),旋轉(zhuǎn)噪聲與渦旋噪聲總是同時(shí)存在。若葉片的圓周速度相應(yīng)的馬赫數(shù)小于0.4,渦旋噪聲則占主導(dǎo)地位,若葉片的圓周速度相應(yīng)的馬赫數(shù)大于0.4,旋轉(zhuǎn)噪聲則占主導(dǎo)地位。

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