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降低風(fēng)機噪聲的途徑
新聞來源:    點擊數(shù):1395    更新時間:2013-7-5    收藏此頁
對于大型的軸流風(fēng)機,通常有消聲降噪的需求,降低風(fēng)機噪聲的途徑有兩種:主動降噪和被動降噪。主動降噪是在風(fēng)機的空氣動力設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計時進行優(yōu)化,合理地布置風(fēng)機各部件,合理設(shè)計通風(fēng)管路;被動降噪是在軸流風(fēng)機的進風(fēng)口和出風(fēng)口加裝消聲器。大型軸流風(fēng)機的消聲器一般采用片式結(jié)構(gòu),這種消聲器不能同風(fēng)機直接相連,而需在風(fēng)機與消聲器之間增加中間連接管道,且中間連接管道必須足夠長,這樣就增加了基建的成本。如圖1所示。壓力回復(fù)型消聲器是新型的、特別適合于軸流風(fēng)機的消聲器,這種消聲器******的特點是:(1)將軸流風(fēng)機的進氣段和擴壓段與風(fēng)機的消聲器設(shè)計一起考慮,消聲器在滿足系統(tǒng)性能要求的前提下,可以同風(fēng)機直接相連接,從而大大縮短了風(fēng)機-消聲器系統(tǒng)的長度,大幅度降低了通風(fēng)風(fēng)道的建設(shè)成本;(2)比常規(guī)的片式消聲器減少了風(fēng)機的壓力損失,提高了有效<BR>壓力,節(jié)約電能。
1消聲器設(shè)計以一臺大型軸流風(fēng)機為例,為其進行配套消聲器的設(shè)計,為對比消聲器設(shè)計的優(yōu)劣,同時設(shè)計配套的壓力回復(fù)型消聲器和片式消聲器做對比試驗測試。</P>
<P>1.1軸流風(fēng)機的參數(shù)葉輪直徑:1.8m;轉(zhuǎn)速:985r/min;風(fēng)量:60m3/s;全壓:1000Pa。</P>
<P>1.2消聲器設(shè)計要求(1)風(fēng)機的風(fēng)道尺寸:3600mm×3600mm。(2)消聲量:動態(tài)插入損失≥25dB。(3)單位長(1m)壓力阻力系數(shù):ζ≤0.6。(4)具有模塊化組合特性。(5)壓力回復(fù)型消聲器直接同軸流風(fēng)機相連接。(6)防潮、防腐、防銹。(7)壽命長。</P>
<P>1.3設(shè)計主要項目(1)聲學(xué)性能設(shè)計。壓力回復(fù)型消聲器消聲性能計算、分析和優(yōu)化,主要包括:消聲量和消聲頻帶寬度。片式消聲器按常規(guī)設(shè)計計算進行,同時考慮片式消聲器的模塊化組合要求。(2)氣動性能設(shè)計。減少氣流壓力損失,優(yōu)化流道設(shè)計[1-4]。(3)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。各部件模塊式設(shè)計,方便裝配和維修,保證各模塊連接強度和各部件連接強度[5-7]。</P>
<P>1.4聲學(xué)性能設(shè)計</P>
<P>1.4.1消聲頻帶寬度的確定壓力回復(fù)型消聲器用于軸流風(fēng)機消聲降噪,此軸流風(fēng)機的噪聲特性如表1。由表1可以看出:該軸流風(fēng)機所產(chǎn)生的噪聲峰值分布在125~1000Hz區(qū)間,此區(qū)間聲壓級值較高。故消聲器的消聲頻帶寬度應(yīng)覆蓋此區(qū)間,由此確定:消聲頻帶寬度應(yīng)不小于4個倍頻程,且在中高頻處有較大的噪聲衰減量。</P>
<P>1.4.2消聲量的確定消聲器的消聲量以A計權(quán)插入損失表示。該軸流風(fēng)機的A聲級達到102dB(A),根據(jù)這一特點,依據(jù)GB3096—1993《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》對城市二類環(huán)境噪聲的要求和風(fēng)機氣動噪聲沿行程衰減的特性,確定消聲量≥25dB(A)[8]。</P>
<P>1.5氣動性能設(shè)計金屬外殼、中間消聲環(huán)所組成的氣流通道為天圓地方型,出氣口消聲器沿氣流流動方向逐漸擴張,進氣口消聲器沿氣流流動方向逐漸收縮,其擴張(收縮)角≤12°,并且內(nèi)環(huán)擴張(收縮)角要小于外環(huán)擴張(收縮)角。根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的整體要求,進氣口消聲器的壓力損失ΔP≤60Pa,出氣口消聲器的壓力損ΔP≤100Pa。1.6總體結(jié)構(gòu)設(shè)計消聲器由金屬外殼、中間消聲環(huán)、中間消聲軸組。中間消聲環(huán)設(shè)內(nèi)外雙環(huán),其緩傾斜的管壁形成了逐漸的斷面變化,以使氣流平緩變化,并增大消聲面積。為便于安裝,各部件均模塊化設(shè)計制造。各模塊之間設(shè)置連接板,將各模塊連接成一體。連接板應(yīng)與氣流方向順向設(shè)置以減少阻力損失。連接法蘭焊接于金屬外殼的兩端[9]。主要材料選擇:穿孔板,吸聲材料選用防潮玻璃棉板。</P>
<P>2消聲性能試驗</P>
<P>消聲器共制作3臺樣機:兩臺為壓力回復(fù)型消聲器,規(guī)格分別為3600×3600×3000和3600×3600×4500;一臺為片式消聲器,規(guī)格為3600×3600×3000。對3臺樣機的相關(guān)性能按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進行了試驗[8,10-11],試驗結(jié)果如下。</P>
<P>2.1消聲性能</P>
<P>2.1.1A計權(quán)插入損失壓力回復(fù)型消聲器:3600×3600×300026dB(A);壓力回復(fù)型消聲器:3600×3600×450028dBA);片式消聲器:3600×3600×300028dB(A)。</P>
<P>2.1.2各倍頻程中心頻率的衰減值3種消聲器在各倍頻程中心頻率的衰減值測試結(jié)果見表2~表4。</P>
<P>2.2氣動性能根據(jù)測試結(jié)果進行計算,消聲器的阻力損失如表5所示。3結(jié)論由試驗結(jié)果可以看出:新式壓力回復(fù)型消聲性能達到了設(shè)計要求,驗證了設(shè)計的正確性和準(zhǔn)確性,能夠滿足該軸流風(fēng)機消聲降噪的要求。通過比較新式壓力回復(fù)型消聲器與常規(guī)片式消聲器,得到了以下結(jié)論:(1)新式壓力回復(fù)型消聲器與常規(guī)片式消聲器技術(shù)特點比較結(jié)果表明:新式壓力回復(fù)型消聲器與片式消聲器降噪效果相當(dāng),但是有節(jié)省空間和壓力損失小的突出優(yōu)。兩種消聲器的具體技術(shù)特點比較見表6。(2)新式壓力回復(fù)型消聲器與常規(guī)片式消聲器的經(jīng)濟效益分析。對同種格的風(fēng)機分別進行消聲降噪,新式壓力回復(fù)型消聲器需用空間為3600×3600×10300,而常規(guī)片式消聲器需用空為3600×3600×21600。通過二者對比分析:新式壓力回復(fù)型消音器比常規(guī)片式消音器節(jié)約安裝空間大于1倍以上,能顯著降低風(fēng)機配套安<BR>裝空間和成本。
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