風(fēng)機(jī)的噪聲與控制

作者：comifo 發(fā)布于：2019/8/13 9:30:41 點(diǎn)擊量：

 

       隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)噪聲越來(lái)越嚴(yán)重，已成為污染環(huán)境的公害之一。風(fēng)機(jī)的噪聲是噪聲污染的主要來(lái)源之一，因此控制風(fēng)機(jī)的噪聲就顯得十分重要了。

 

 

 

1、噪聲的基本概念

 

       噪聲是指發(fā)聲體做無(wú)規(guī)則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。聲音由物體的振動(dòng)產(chǎn)生，以波的形式在一定的介質(zhì)中進(jìn)行傳播。噪聲是聲波的一種，具有聲波的一切特性。噪聲會(huì)使人煩躁、不舒服，是人們不需要的聲音。

 

 

 

1.1 噪聲的種類

 

 

按產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)分，噪聲分為空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲三種。

空氣動(dòng)力噪聲，是因氣體振動(dòng)而產(chǎn)生的。氣流通過(guò)風(fēng)機(jī)葉片，使葉片兩側(cè)的氣體發(fā)生壓力突變，從而激發(fā)聲波。

機(jī)械噪聲，是由于固體振動(dòng)而產(chǎn)生的。在撞擊、摩擦、交變的機(jī)械應(yīng)力作用下，機(jī)械的支撐板、軸承、齒輪等都會(huì)發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲。

電磁噪聲，是因高次電磁場(chǎng)的相互作用，而產(chǎn)生周期性的力而產(chǎn)生的噪聲，比如變壓器的噪聲。

 

 

 

1.2 噪聲的物理評(píng)價(jià)

 

 

通常采用聲壓來(lái)評(píng)價(jià)噪聲，聲壓越大，聲音越強(qiáng)；聲壓越小，聲音越弱。

 

正常人耳剛能聽(tīng)到的聲音聲壓為2×10-5Pa，而使人耳產(chǎn)生疼痛的聲壓為20 Pa，當(dāng)聲壓達(dá)到幾百帕?xí)r，會(huì)引起耳膜損傷，可見(jiàn)，用聲壓的絕對(duì)值來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱不大方便。

 

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)聲音響度的感覺(jué)與聲強(qiáng)的強(qiáng)度的對(duì)數(shù)成比例，為了方便起見(jiàn)，人們就用聲壓比或者聲能量比的對(duì)數(shù)來(lái)表示聲音的大小，分別成為聲壓級(jí)LP和升功率級(jí)LW。

 

LP=20lg(P/P0)

LW=lg(W/W0)

P0為基準(zhǔn)聲壓，P0=2×10-5 Pa

W0為基準(zhǔn)聲功率，W0=10-12W

 

聲壓級(jí)和聲功率級(jí)的單位都是分貝（dB）, 分貝是一個(gè)無(wú)量綱的單位，是個(gè)對(duì)數(shù)值，計(jì)算的時(shí)候需要按照對(duì)數(shù)的運(yùn)算法則進(jìn)行。

 

 

 

1.3 噪聲的主觀評(píng)價(jià)

 

 

噪聲主觀評(píng)價(jià)是從噪聲對(duì)人的心理影響的角度來(lái)量度噪聲的方法。

 

人耳對(duì)聲音的感受不僅與聲壓有關(guān)，還和頻率有關(guān)。為了更準(zhǔn)確地描述噪聲對(duì)人的危害，人們選擇1000Hz時(shí)的純音作為基準(zhǔn)聲音，若噪音聽(tīng)起來(lái)與該純音一樣響，則該噪聲的響度級(jí)就等于這個(gè)純音的聲壓級(jí)，即分貝值。

 

       不論用何種方法求響度，都須要進(jìn)行繁瑣的計(jì)算。為了能用儀器直接讀出反映人的主觀響度感覺(jué)的評(píng)價(jià)量，科學(xué)家們提出了用電子網(wǎng)絡(luò)模擬在不同聲強(qiáng)下的人耳頻率特性，以便用儀器（聲級(jí)計(jì)）直接測(cè)量噪聲主觀評(píng)價(jià)量，測(cè)得結(jié)果稱為計(jì)權(quán)聲級(jí)或簡(jiǎn)稱聲級(jí)。通用的有A、B、C聲級(jí)。在測(cè)量噪聲時(shí)，人們逐漸發(fā)現(xiàn)用 A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)高頻敏感，對(duì)低頻不敏感，這正好與人耳對(duì)噪聲的感覺(jué)一樣，因此其測(cè)出的聲級(jí)更接近人耳對(duì)噪聲總的評(píng)價(jià)，A聲級(jí)現(xiàn)已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和絕大多數(shù)國(guó)家采用，作為噪聲主觀評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，用dBA表示。

 

 

 

不同噪聲的主觀感覺(jué)：

 

 

噪聲值dBA	主觀感覺(jué)
0	特別安靜
20	安靜
40	較安靜
60	感到煩躁，講話能聽(tīng)清
80	特別吵鬧，需要大聲講話
100	對(duì)面講話聽(tīng)不清
120	難以忍受
140	震耳欲聾

 

 

 

2、風(fēng)機(jī)的噪聲

 

 

風(fēng)機(jī)的噪聲主要由以下幾種：

 

 

 

2.1 氣動(dòng)噪聲

 

 

風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲主要由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。

旋轉(zhuǎn)噪聲是葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沖擊周圍介質(zhì)引起的。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪上均勻排列的葉片會(huì)沖擊周圍的流體介質(zhì)，引起介質(zhì)壓力的脈動(dòng)從而產(chǎn)生噪聲。

另外，渦舌與葉輪出口之間的間隙，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的間隙，也會(huì)出現(xiàn)周期性的壓力脈動(dòng)，從而產(chǎn)生噪聲。

渦流噪聲又稱為紊流噪聲。它主要是氣流流經(jīng)葉片界面產(chǎn)生分裂時(shí)，形成附面層及漩渦分裂脫離，而引起葉片上壓力的脈動(dòng)，輻射出一種非穩(wěn)定的流動(dòng)噪聲。

 

 

 

2.2 機(jī)械噪聲

 

 

風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲包括軸承噪聲，聯(lián)軸器或者皮帶傳動(dòng)引起的噪聲，轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)噪聲，機(jī)殼和管道的振動(dòng)噪聲等。

與氣動(dòng)噪聲相比，振動(dòng)噪聲是次要的噪聲。

 

 

 

2.3電動(dòng)機(jī)噪聲

 

 

電動(dòng)機(jī)的噪聲是風(fēng)機(jī)噪聲重要的組成部分，電動(dòng)機(jī)的噪聲主要由電磁噪聲、機(jī)械噪聲和氣動(dòng)噪聲三部分組成。

 

 

 

3、噪聲的控制辦法

 

 

控制噪聲的辦法不外乎由兩種，一是控制噪聲源的噪聲；二是控制噪聲的傳播途徑。

 

 

 

3.1 控制噪聲源的噪聲

 

風(fēng)機(jī)正確的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，不但能獲得較高的效率，而且能降低風(fēng)機(jī)的額噪聲。以下的幾方面優(yōu)化設(shè)計(jì)可以減小風(fēng)機(jī)的噪聲：

• 合適的葉片形狀
• 合理選選擇風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
• 葉片的數(shù)量以及導(dǎo)葉的數(shù)量要合理，二者不能有公約數(shù)
• 離心風(fēng)機(jī)渦舌與葉輪的間隙要合理
• 合理的渦舌半徑

 

 

 

3.2 控制噪聲的傳播途徑

 

 

• 安裝消音器是控制噪聲傳輸?shù)闹饕�途徑，一般消音器可以降低噪�?0~30dBA。
• 隔聲裝置，風(fēng)機(jī)加裝消音器后，如果風(fēng)機(jī)殼體的輻射噪聲對(duì)周圍環(huán)境有很大的影響，那么就需要采取隔聲措施。風(fēng)機(jī)通常的隔聲措施是加裝包覆層。
• 減振，風(fēng)機(jī)的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生低頻噪聲，減振是控制噪聲的重要手段之一。減振一方面是風(fēng)機(jī)的出入口配有膨脹節(jié)；另一方面風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)可以安裝減震器。

 

風(fēng)機(jī)的噪聲如果超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，都要采取消音措施，比如增加消聲器、加裝隔聲層等。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)家對(duì)環(huán)保執(zhí)法力度的加大，確保風(fēng)機(jī)的噪聲滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是基本的要求，應(yīng)引起風(fēng)機(jī)制造商以及各企業(yè)的重視。