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离心式风机噪音污染及控制措施

发表时间:2020-07-20 16:23:02

离心式风机噪音污染及控制措施

王 磊
洛阳北玻台信风机技术有限责任公司,河南洛阳 471003

摘 要 离心式风机在生产中应用十分广泛,其噪音问题是一个困扰企业生产的难题。也是风机生产厂家着力解决的一个技术性问题。本文通过对离心式风机噪音产生的原因进行研究和分析,以科学的手段和措施,降低和抑制离心式风机的噪音污染。

关键词 离心式风机;噪音;污染;控制

离心式风机噪音污染问题一直是生产厂家着力解决的一个技术性问题。噪音不仅影响到生产中人们的交流,长期工作生活在风机噪音中,也对人们的身心健康造成极大的伤害。因此,对离心式风机的噪音产生的原因进行分析和研究,通过科学的手段,降低抑制噪音污染,对保护使用者的身心健康、满足企业生产要求,具有重要的意义。

1 噪音产生的主要原因

1.1 噪音的定义

噪音是指干扰人们休息、学习和工作的声音,易引起人的心理和生理的变化,也或者可以解释成为任何不想要的声音。由此可见在这里噪声并不是一个绝对概念。本文所探讨的噪音是不同频率、不同强度无规则地组合在一起的声音,如电噪声、机械噪声等,有资料表明,有些频率上的声音与人体的心脏等具有同样的震动赫兹,所以可以引起人们的心情压抑、心跳过速等反应,这也是一种狭义的噪声。

1.2 离心式风机产生噪音的原因

离心式风机在工作中产生的噪音,主要有以下几种方式。1)风机叶片转动产生的噪音。风机在工作中,其叶片与空气发生冲击和摩擦,而这种冲击和摩擦与风机转速成正比,风机叶片转速越快,产生的噪音就越大越尖锐。而且随着叶片厚度和宽度的增加,产生的噪音也会随之增加。在风压高、风速快的场合,风机叶片产生的噪音更大。2)工作中乱流而产生噪音。风机在工作过程,流动的空气如果遭遇到尖锐的阻碍物,就会在空气中产生乱流现象。此现象不仅会对风机的工作效率造成损失,也是噪音产生的原因之一,有时,甚至会出现短暂的啸叫音。3)因叶片转动产生涡流导致的噪音。在离心风机工作过程,当叶片转动时,其背部会出现空气涡流,产生的涡流同乱流一样,不仅降低设备工作效率,也导致噪音增加。为了减小此类噪音,扇叶的加工应平滑,同时降低其安装角。4)风机外壳与风管产生共振出现噪音。在风机外壳与风管的连接处,如果处理不当,出现粗糙不平、连接不牢固的部分,就会产生撕裂的噪音。同时,会使风机外壳与风管产生共振和共鸣现象,导致风机本身产生的噪音进一步放大。5)其他噪音源引起的噪音。在风机工作过程,除了其本身产生的噪音以外,仍有许多不容忽视的噪音源。比如风机制造过程中,质量控制不良,选用材料不满足要求,导致设备部分零件过早出现损伤。这部分最常见是轴承部件,当风机运行一定时间后,出现噪音问题;还有装配过程或维护出现问题,也会导致异常噪音的出现。再者就是设计存在一定的缺陷,机体没有达到平衡要求,风机部件之间产生相互共振等等,这些都容易导致风机噪音源增加,增大风机工作噪音。

2 风机噪音的控制

2.1 科学选型

在离心式风机的选用之前,应对工况的实际运行风量、全压进行测量,使得设计风量、全压与实际工况吻合,不易设计余量过大。如果设计余量过大,在运行时要通过调整风机蝶阀来控制风量,这样,会导致风机进气和出气状态恶化,致使涡流噪音增加。

2.2 安装消音装置

离心式风机,在高速转动时,会引起空气动力性噪音。在不影响气体流动的情况下,为了降低空气动力性噪音污染,可以在风机气流通道安装消音装置,一般常用的消音器分三类:阻性消音器(如:蜂窝式消音器、片式消音器、迷宫式消音器、管式消音器及等);抗性消音器(如:扩张式消音器、共振式消音器、障板式消音器、混合式消音器等);阻抗复合消音器(如:共振腔—阻性复合式消音器、扩张室—阻抗复合式消音器、阻—抗—共复合式消声器等)。

2.3 采取隔音措施

为了降低噪音污染和传播,在噪音控制中,隔音是常用的技术手段。其主要是通过利用吸音的墙体板材或者吸音屏蔽物(可吸音构件),使噪音在空气中传播时受阻,从而将噪音限制在一定的范围以内。目前常用的隔音方法有。1)隔音罩:针对体积较小的噪音设备或噪音源,通过安装具有隔音结构的罩子,可以取得较好的降噪音效果。如是集中有多个分散的噪音设备或噪音源,可以设立一个具有隔音作用的小空间,将噪音限制在一定的范围,也起很好的降噪作用。2)单层密实均匀构件:如木板、钢板、混凝土、墙体等紧密的构件,将噪音源进行隔离,也能达到很好的隔音效果;构件材料的阻尼面密度和材料的刚性,对隔音性有着直接的关联。3)双层结构隔音:在两个单层结构之间,填充多孔吸音材料,此结构比单独的单层结构的隔音效果要好,比单层结构降低噪音约5~10dB。4)隔音屏:放在受音点与噪音源之间用隔音结构制成的隔音装置,此装置对点对点之间的噪音隔离效果较好。

2.4 对风机结构进行优化

在对离心式风机噪音产生的原因进行分析之后,可以有针对性的对其设计结构进行优化,在不改变设备性能和效率的前提下,降低设备的噪音。

1)倾斜蜗舌。在离心式风机工作过程中,叶轮叶栅气流与蜗舌之间因为相互作用产生噪音,此噪音的大小与蜗舌的迎风面积有很大的关系,通过将蜗舌倾斜,可以减小脉动气动力的作用面,从而达到降低噪音的目的。2)增大叶栅的气动力载荷。在离心式风机设计的过程中,为了增大叶栅的气动力载荷,可采用多叶片叶轮,这样的设计,使得在同样风压风量的工况下,叶片外圆上圆周速度降低,可以较为显著的降低风机工作噪音。3)叶轮进(出)口处加紊流化装置。通过加装紊流化装置,可以使叶片背面附面层分离延迟,使得风机叶片背面气流速度与压力梯度呈均匀变的态势。同时,具有缩小涡区的效果,这些都对降噪音有利。4)科学设计蜗舌半径和蜗舌间隙。风机在工作过程中,叶片与气流相对运动时,叶栅后的压力分布与气流呈不均匀分布,二者相互之间的作用,产生噪音。据有关资料查证,当风舌半径r/R=0.2 ;风舌间隙δt/R=0.25(R为叶轮半径)时,风机噪音最小化,风机效率最大化。因此,应科学设计蜗舌半径和蜗舌间隙。5)加装声学共振器。降低离心式风机的噪音,还可以通过在蜗舌处加装声学共振器的方法。这种方法主要是声波在传输过程中,进入到共振器,由于阻尼和摩擦的作用,将一部分声能消耗掉。另一方面,小孔压力的变化受到充满气体的空腔的阻挡,也可以将噪音进一步降低。6)加装设置挡流圈。中低压的离心式风机,其叶轮出口宽度和蜗壳宽度通常都比较大,易产生蜗壳和叶轮前盘之间较大的漩涡,增加了涡流噪声。但两者宽度又不宜太小,因此,为了降低涡流区,通进在蜗壳中加装挡流圈,也可以较好的达到降低涡流噪声的目的。

2.5 吸声降噪

通过吸音材料或结构在离心式风机工作场合的安装,可达到吸音降噪的目的。吸音材料常用的有泡沫材料、纤维材料、颗粒材料等;微穿孔板吸声结构和共振吸声结构相对较为复杂,施工及成本也较高,但吸音效更好,其应用也逐渐得到普及。

3 结束语

离心式风机在生产中应用十分广泛,其噪音问题也是一个困扰企业生产的难题。而通过从风机的设计入手,根据噪音产生的主要来源和传播途径,采取多方面的手段和方法,尽可能的降低风机的噪音污染,可以很好的达到改善企业生产环境,保障生产工人的身心健康的目的。


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