离心风机的噪声与控制

收稿日期 :2003 - 12 - 18 作者简介 :陈烈增 (1966 - ) ,男 ,工程师 ,研究方向为离心风机的制造及新产品开发。 离心风机的噪声与控制 陈烈增　工程师 陈烈增 (安徽省蚌埠市风机厂 , 安徽 蚌埠 　233030) 摘 　要 :简要介绍了离心风机噪声产生的原因及噪声的测量、评估和控制的一些基本方法。同时指 出 ,正确地测量、评估风机的噪声值 ,并加以有效地控制 ,是改善环境的有效措施。 关键词 :离心风机 ;噪声 ;测量 ;控制 中图分类号 :TB53 ;TS210. 2 　　文献标识码 :B 　　文章编号 :1003 - 6202(2004) 04 - 0014 - 02 　　目前国内外一般均用 A 声级 LA 作为评价工厂噪声和城 市交通噪声的主要依据。我国对新建工矿企业的噪声允许 限值为小于或等于 85 dB。为了降低工厂的运行噪声 ,多年 来设计部门与使用单位在设备选型与噪声控制方面都在不 断探索和研究。 1 　离心风机噪声的产生和测量 [1 ] 1. 1 　噪声的产生 离心风机的噪声 ,一般包括机械噪声和气动噪声。对于 一台运转良好的风机而言 ,其机械噪声一般较低。这里主要 讨论气动噪声 ,它主要由旋转噪声和旋涡噪声组成。 (1)旋转噪声 :旋转叶轮在其叶片通道的出口处沿叶轮 周向的气流压力和流速都有很大的变化 ,当旋转的叶片通道 掠过蜗舌处就会出现周期性的压力和速度脉动 ,产生旋转噪 声。其基本频率以符号 f 表示 ,即 : f = z·n/ 60 , 式中 , z 为叶片数 ; n 为叶轮转速 ,r/ min。 通过上式可知 ,对于叶片数相对固定的离心风机 ,只有 通过调整转速 n 来改变或降低旋转噪声及其频率 f 。 (2)旋涡噪声 :旋涡噪声又称紊流噪声或涡流噪声。它 是由于气体流经物体表面形成的紊流边界层及其脱体 ,引起 气流压力脉动造成的。由于边界层脱体和紊流脉动弹性较 大 ,因此 ,这种旋涡噪声具有很宽的频率范围 ,通常称为宽频 噪声。该噪声与风机内部气流的流动状况有关 ,设计制作精 良的风机 ,因其内部流动状态理想 ,形成的边界层脱体较少 , 则此类噪声较低。反之 ,则噪声较高。 1. 2 　噪声的测量 为了客观、公正的测量和评价离心风机的运行噪声 , GB/ T 2888 —91 (《风机和罗茨风机噪声测量方法》) 对此制定了详 尽的操作规定。谨择录其要点介绍如下 : (1)测量仪器及噪声测量单位 :应用声级计或用与此等 效的测量仪器。经过 A 计全网络指出的噪声级称为 A 声级 , 用 LA 表示 ,单位为“dB”。 (2)测距的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 长度 :噪声测点到声源点的距离。测量 风机进出口噪声时 ,当叶轮直径小于或等于 1 m 时 ,取标准 长度为 1 m ;当叶轮直径大于 1 m时 ,取标准长度等于叶轮直 径。标准长度用 L 标准 ,测量风机和罗茨风机机壳噪声时 , 标准长度取 1 m。 (3)测点位置 :离心风机作出气气动性能试验时 ,测量进 气口中心辐射的噪声 ,其测点位置 S 在进气口中心轴线 ,与进 气口的距离为标准长度 (见图 1) 。 离心风机作进气气动性能测 试时 ,测量出气口辐射的噪声 ,测点位置 D 是在与出气口轴 线 45°方向上 ,与出气口的距离为标准长度。测点位置应选 在无气流涡区处和电动机噪声影响较少的地方 ,见图 2。 图 1 　　　　　　　　　　　图 2 (4)背景噪声的影响与修正 :测量离心风机的噪声时 ,应 尽量避免现场有其他噪声 (即背景噪声) 。当无法避免时 ,背 景 A 声级和倍频带声压级应比被测风机至少低 10 dB。当两 者差值在 4～9 dB 时 ,应按“表 1”修正值进行修正。 表 1 　背景噪声影响时的修正值 名　称 背景噪声 A 声级和倍频带声压级之差值 4、5 dB 6～9 dB 修正值/ dB - 2 - 1 　　(5)风机的噪声测量与 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 :通过前面的简单介绍 ,我们 已知离心风机的噪声与气流的脉动变化和压力变化有关。 就是说 ,随着离心风机工况点的变化 ,其对应的噪声值均是 不同的。所以 ,风机厂在样机测试时 ,都会同时测量并记录 下对应于风机每个气动性能 ( Q、P) 工况点的噪声级。而用 户在现场正常情况下感受到的则是对应于样机测试时获得 的噪声曲线中的一个实际运行点。明确这一点将有利于我 们今后对离心风机的噪声处理和控制。 2 　离心风机噪声控制的基本方法 [2、3 ] 2. 1 　离心风机噪声的基本特性及噪声级的换算 要对离心风机的运行噪声进行有效控制 ,就必需了解其 噪声特性及其噪声级换算的一些基本方法。为了能够客观 公正衡量一台离心风机的噪声性能 ,根据 JB/ T 8690 —1998 (《工业通风机噪声限值》) 规定的各类通风机噪声在最佳工 况点的比 A 声级 LSA的计算公式 : LSA = LA - 10 lg( Q·P2) + 19. 8 , (1) 式中 ,LSA为通风机的比 A 声级 ,dB ; LA 为对应于通风机工况 点的 A 声级 ,dB ; Q 为通风机测试工况点流量 ,m3/ min ; P 为 41 通风除尘与气力输送 2004 ,No . 4 　粮食与饲料工业　CEREAL & FEED INDUSTRY 通风机测试工况点全压 , Pa。 通过上式 ,所计算得到的 LSA实际上就是通风机产生单 位流量、单位全压时的噪声计算相对值。这样 ,就等于有了 比较各种类型通风机噪声的衡量基准。实践证明 ,同系列的 离心通风机其 LSA曲线基本相同。如与风机的性能、效率 (η) 曲线对应绘制就会发现 LSA曲线与η曲线很像解析几何中的 双曲线 ,见图 3。 图 3 　6 —23 —12 №6. 3 性能曲线图 由图 3 可见 ,风机η最大处 ,LSA最小。且随着风机流量 的增大或减小 ,η曲线向左右回落 ;而 LSA曲线则朝相反方向 上翘。这又形象 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ,当风机内部流动情况最佳时 ,才可能 获得最大的效率和最低的噪声。 另外 ,在选择、设计离心风机噪声控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 时 ,我们必需 预测该机在实际运行时产生噪声级的大小。而在实践中 ,获 取该资料的途径无非只有两条 : ①查找有关资料 ; ②向供货 商索取。但有时得到的是该机的一条比 A 声级 LSA曲线 ,而 不是直接的具体噪声级。这时就需要我们利用式 (1) 进行换 算 ,现举例如下。 某用户在 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 设计时决定选用 9 —19 №6 离心通风机 , 其运行工况性能 : Q 为 80. 33 m3/ min , P全 为 8 818 Pa ,对应工 况点比 A 声级 LSA = 18. 8 dB ,计算 A 声级。 由 (1)式得 : LA = LSA + 10 lg( Q·P2) - 19. 8 = 18. 8 + 10 lg(80. 33 ×8 8182) - 19. 8 = 97 dB。 因其噪声明显高于企业允许限值 ( ≤85 dB) ,故需对其进 行有效控制。 2. 2 　降低离心风机噪声的几项措施 2. 2. 1 　在风机选型方面的降噪措施 (1)在选用风机之前 ,首先应确保工艺设计的准确性。 要使设计工况点的风量、全压基本上与风网实际运行时的风 量、全压相接近。如果设计时余量过大 ,在实际运行时就要 关小风机蝶阀。这样做有 3 个缺点 : ①导致风网阻力增加 , 造成全压与动力浪费。②因阻力增加而浪费掉的ΔP全 ,相 应产生的噪声ΔLA 则不会消失 ,仍要产生出来。③关小风机 蝶阀后 ,造成风机进气 (或出气)状况恶化 ,将增大涡流噪声。 (2)工艺设计完成后 ,在风量和全压方面能满足生产需 求的运行方案有很多 ,可供选择。这时 ,应选用在该工况点 具有最高效率和最低噪声的风机 ,以确保运行噪声最低。 2. 2. 2 　隔声和消声措施[4 ] 对离心风机进行正确选型后 ,当风机的噪声仍然偏高 时 ,则可通过建筑隔声或安装消声器来降低风机噪声。 (1)隔声 :采用砌筑消声房、消声坑等 ,将风机与其他噪 声设备隔离开。一般可降低噪声 10～20 dB(A) 。 (2)消声器 :如果离心风机不是在高温、潮湿或粉尘严重 的环境中运行 ,则可采用阻性消声器 ,利用吸声材料消声。 比较简单实用的是直管式阻性消声器 ,见图 4。 图 4 　直管式阻性消声器 因该类消声器对高压风机所产生的中、高频噪声相当有 效 ,所以很多工厂都愿意使用。其消声量ΔL 可由下式估算 : ΔL = f ( a) pl/ S , (2) 式中 , p 为气流通道作消声处理部分的周长 , m; S 为气流通 道截面积 ,m2 ; l 为消声处理的气流通道长度 , m; f ( a) 为消声 系数 ,它与吸声材料的吸声系数 a 有关 ,见表 2。 表 2 　吸声系数 a 与消声系数 f ( a) 的关系 消声 系数 吸声系数 a 0. 10 0. 20 0. 30 0. 40 0. 50 0. 60～1. 0 f ( a) 0. 10 0. 25 0. 40 0. 55 0. 75 1～1. 5 　　注 :各种材料的吸声系数又与其容重、厚度有关。 3 　举例 (1)设计使用直管式阻性消声器实例 某单位拟选用一台高压离心通风机 , Q 为4 342 m3/ h , P全 为 7 338 Pa。经查询该工况比 A 声级 LSA = 22. 4 dB ,将其 代入式 (1)得 LA = 22. 4 + 10 lg(4 342 ×7 3382/ 60) - 19. 8 = 95. 8 dB 。 因预计排放噪声 LA = 98. 5 dB ,所以 ,必需做隔声或消声 处理。但受现场条件限制 ,只能采用消声措施 ,并拟降噪声 20 dB。 (2)现设计选用消声器 ①内管直径的确定 :为使采用消声器增加的气流阻力减 至最小程度 ,确定消声器内径与原工艺设计风管直径相同 , 取 D = 300 mm。 ②计算气流通道作消声处理部分的周长 p 和气流通道 截面积 S : p =πD = 0. 3π= 0. 942 45 m , S =π·D2/ 4 = 0. 32 ×π/ 4 = 0. 070 m2 。 ③消声器内填料、厚度及组合 : 填料采用容重为 2. 4 kg/ m3超细玻璃纤维棉 ,周边厚度为 100 mm ,与气流接触 面用超细玻璃纤维布及 5 孔/ cm钢丝布围裹于钢筋龙骨架。 ④吸声系数 a 及消声系数 f ( a) :查阅有关资料后选取 a = 0. 5 , f ( a) = 0. 75。 ⑤计算消声器长度 :将式 (2) 变换为 l =ΔL ×S/ p·f ( a) = 20 ×0. 070 7/ (0. 942 45 ×0. 75) = 2 m 。 由此可知 ,风机安装该消声器后 ,经测量风机阻力没有 增加 ,实际排放噪声为 77 dB ,达到了理想的降噪效果。 [参考文献 ] [1 ] 　GB/ T 2888 —91 ,风机和罗茨鼓风机噪声测量方法[ S] . [2 ] 　JB/ T 8690 —1998 ,工业通风机噪声限值[ S] . [3 ] 　聂能光 ,李福忠 1 风机节能与降噪 [ M] . 北京 :科学出版社 , 1990. [4 ] 　子安胜 1 建筑吸声材料[M] . 高履泰译. 北京 :中国建筑工业出 版社 ,1977. (责任编辑 :苏 　幔) 51陈烈增 :离心风机的噪声与控制/ 2004 年第 4 期