羅茨風(fēng)機(jī)降低噪聲的根本途徑

噪聲的控制方法是盡力避免和減少噪聲源產(chǎn)生的噪聲輻射,即盡量減少脈沖力。通常各廠(chǎng)家所采用的噪聲控制方法,不僅增加了投資,而且在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)由于消聲器等的壓力損失而造成能量損失,這對(duì)于節(jié)約能量是很不利的。因此,改進(jìn)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)、進(jìn)行風(fēng)機(jī)的最佳選擇、采取合適的安裝及運(yùn)行方式是降低羅茨風(fēng)機(jī)噪聲的最根本的途徑。錦工發(fā)現(xiàn)對(duì)于離心式和軸流式風(fēng)機(jī),從結(jié)構(gòu)本身的改進(jìn)來(lái)降低噪聲的報(bào)道已有很多,并取得了較大的成效,但對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)的報(bào)道卻很少見(jiàn)。為此,錦工風(fēng)機(jī)科研人員對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)降低噪聲的根本途徑又作了一些深入研究。

由上篇文章http://www.ryprint.com/archives/5109風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理分析可知,當(dāng)工作輪旋轉(zhuǎn)時(shí),葉片出口區(qū)內(nèi)氣流具有很大的不均勻性,這種不均勻性氣流周期地作用于周?chē)橘|(zhì),產(chǎn)生壓力脈動(dòng)而形成噪聲。且氣流的不均勻性愈強(qiáng),噪聲愈大。將羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子直葉葉輪改為扭葉葉輪,能改善排氣的不均勻性,因而能降低噪聲。

把機(jī)殼內(nèi)圓周面出風(fēng)口做成與葉輪頂端素線(xiàn)成一定大小的夾角氣流沿工作輪出口圓周方向的不均勻性,產(chǎn)生了隨時(shí)間變化的壓力脈動(dòng),反過(guò)來(lái),它又影響葉輪中氣流的脈動(dòng),產(chǎn)生噪聲。把機(jī)殼內(nèi)圓周面出風(fēng)口做成與葉輪頂端素線(xiàn)成一定大小的夾角,能改善氣流的不均勻性,從而降低羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲。此方法對(duì)于二葉葉輪因幾何尺寸大小會(huì)受到限制,而對(duì)于三葉葉輪則完全可以辦到。

將二葉葉輪改為三葉葉輪,增加了羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的頭數(shù),同樣能改善風(fēng)機(jī)排氣的不均勻性,因此可以降低噪聲。將二葉葉輪改為三葉葉輪,其關(guān)鍵是確定三葉葉輪漸開(kāi)線(xiàn)葉輪的徑距比(K=D/A,其中D為葉輪直徑,A為兩葉輪中心距)。經(jīng)過(guò)改造后的羅茨風(fēng)機(jī)具有氣流脈動(dòng)小、噪音低等優(yōu)良性能,目前已為各羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠(chǎng)家所關(guān)注。

羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲不僅靠改進(jìn)設(shè)計(jì)來(lái)控制,對(duì)于給定的任務(wù),可以用優(yōu)化風(fēng)機(jī)型式和尺寸,以及合理安裝和運(yùn)行來(lái)降低風(fēng)機(jī)的噪聲。

在實(shí)際管網(wǎng)系統(tǒng)中,為了保證低的噪聲,應(yīng)選擇最佳的風(fēng)機(jī)型式和尺寸,進(jìn)行正確的安裝,保持合理的運(yùn)行。大多數(shù)風(fēng)機(jī)的最小聲功率和最佳效率與所對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn)是吻合的,這樣,合理的風(fēng)機(jī)選擇無(wú)論從降噪還是從經(jīng)濟(jì)上都會(huì)得到收益;葉輪頂端圓周速度應(yīng)盡可能地低;盡可能地保證風(fēng)機(jī)進(jìn)口處氣流的均勻;風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)的匹配不僅要從氣動(dòng)的觀(guān)點(diǎn),而且也要從聲學(xué)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)考慮;通過(guò)合理選擇風(fēng)機(jī)直徑、速度及葉片數(shù),使葉片通過(guò)頻率噪聲的輻射效率最小。

風(fēng)機(jī)的聲功率級(jí)或A聲級(jí),隨著流量和壓力的增大而增大,安裝時(shí)應(yīng)盡量減少不必要的阻力損失。在流道中及葉輪前盡量避免障礙物產(chǎn)生的尾跡吸入到葉輪中而產(chǎn)生噪聲。消聲器的安裝應(yīng)與葉輪保持一定的安裝距離,以避免對(duì)葉輪產(chǎn)生影響。

由于多數(shù)風(fēng)機(jī)是在變工況下運(yùn)行的,風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓都要根據(jù)管網(wǎng)的需要進(jìn)行調(diào)節(jié),因而調(diào)節(jié)方式應(yīng)盡量采用變轉(zhuǎn)速等產(chǎn)生附加噪聲小的高效調(diào)節(jié)系統(tǒng)(如變頻調(diào)速)。

1、采用消聲、隔聲、吸聲、隔振等方法,雖能取得一定的噪聲綜合治理成效,但只是從傳播途徑上采取了措施,增加了投資,對(duì)于節(jié)約能源也不利。

2、為了使噪聲得到更有效的控制,需從聲源上根本解決問(wèn)題,即選擇最佳設(shè)計(jì),提高制造精度和裝配質(zhì)量,選用合理的調(diào)節(jié)方式,并采取有效的減振措施,才能取得令人滿(mǎn)意的降噪效果。

3、將羅茨風(fēng)機(jī)的葉輪做成扭葉葉輪、把機(jī)殼內(nèi)圓周面出風(fēng)口做成與葉輪頂端素線(xiàn)成一定大小的夾角以及將二葉葉輪改為三葉葉輪等,均可以降低羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲。

4、應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行羅茨風(fēng)機(jī)噪聲的理論研究,較精確地預(yù)估噪聲級(jí),在風(fēng)機(jī)的氣流和結(jié)構(gòu)參數(shù)與氣動(dòng)噪聲級(jí)之間建立起數(shù)學(xué)關(guān)系式。這樣,就可在風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)階段利用這些關(guān)系式,與氣動(dòng)計(jì)算一起進(jìn)行尋找最小噪聲和最佳氣動(dòng)性能的方案,從而在根本上降低風(fēng)機(jī)本身的噪聲。

5、進(jìn)行風(fēng)機(jī)噪聲的測(cè)量,建立起相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。利用這些數(shù)據(jù)庫(kù),產(chǎn)生經(jīng)驗(yàn)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和預(yù)示風(fēng)機(jī)噪聲的數(shù)學(xué)模型,并估算風(fēng)機(jī)的平均性能,從而在滿(mǎn)足用戶(hù)的流量、壓力要求的情況下,從降低噪聲的角度合理地選擇風(fēng)機(jī)。