[摘 要] 基于對船舶機(jī)艙軸流風(fēng)機(jī)引起的噪聲過大原因的分析，結(jié)合實際，探討降躁方案。并對某船舶的機(jī)艙風(fēng)機(jī)噪聲采用了相應(yīng)地治理措施，結(jié)果表明，降噪效果明顯。

[關(guān)鍵詞] 船舶機(jī)艙 軸流風(fēng)機(jī) 噪聲控制

一、引言

軸流式風(fēng)機(jī)因其獨特的結(jié)構(gòu)、占位面積小等優(yōu)點而廣泛用于船舶機(jī)艙通風(fēng)。由于軸流式風(fēng)機(jī)的噪聲現(xiàn)狀及船舶自身結(jié)構(gòu)的特點，風(fēng)機(jī)室一般總是布置在緊鄰居住區(qū)域的位置，該區(qū)域通常為船員的臥室，機(jī)艙風(fēng)機(jī)的噪音指標(biāo)直接關(guān)系到船舶的安全航行和船員工作的舒適度，所以機(jī)艙風(fēng)機(jī)的噪聲必須根據(jù)規(guī)范要求或規(guī)格書規(guī)定嚴(yán)格控制。

二、分析

根據(jù)船舶機(jī)艙風(fēng)機(jī)的布置位置及結(jié)構(gòu)特點，要想達(dá)到降噪要求可從以下三個角度進(jìn)行分析:

1.控制風(fēng)機(jī)及其進(jìn)、排氣口的空氣動力性噪聲傳播

空氣動力性噪聲是由流體流動過程中的相互作用，或氣體和固體介質(zhì)之間的相互作用而產(chǎn)生的噪聲。從噪聲產(chǎn)生的機(jī)理看，主要由旋轉(zhuǎn)噪聲(氣壓脈動)和渦流噪聲(紊流噪聲)組成。 氣流噪聲的特性與氣流的壓力、流速等因素有關(guān)。

從聲源上降低氣流噪聲通?？捎蓭追矫嬷?降低流速，減少管道內(nèi)和管道口產(chǎn)生擾動氣流的障礙物，適當(dāng)增加導(dǎo)流片，減小氣流出口處的速度梯度，調(diào)整風(fēng)扇葉片的角度和形狀，改進(jìn)管道連接處的密封性。

因此，通過給風(fēng)機(jī)配置阻抗聲流型消聲器來達(dá)到降躁要求是常用的方法。

2.控制由于振動而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)噪聲的傳遞

一方面是風(fēng)機(jī)與船體之間是采用的剛性連接還是彈性連接，風(fēng)機(jī)的安裝應(yīng)當(dāng)采用彈性安裝;另一方面看風(fēng)機(jī)室結(jié)構(gòu)與居住區(qū)域結(jié)構(gòu)之間有無連接，如有連接則要考慮結(jié)構(gòu)噪聲的傳遞。

3.提高艙壁的隔音效果，減少艙壁上的門和窗的漏聲

在制定合適的降躁方案時可以綜合考慮以上幾個方面，并且還應(yīng)當(dāng)注意船舶的實際情況，做到經(jīng)濟(jì)合理，因地制宜。

三、實例

某船廠大批量建造的一種快速集裝箱船以其布置緊湊、航速高等優(yōu)點備受青睞，但目前在進(jìn)行機(jī)艙風(fēng)機(jī)安裝試驗時，卻受到了因風(fēng)機(jī)噪聲過大而導(dǎo)致的船舶局部噪聲指標(biāo)超標(biāo)問題的困擾。為了解決這一問題，首先對船舶結(jié)構(gòu)及實際測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究。

1.船舶概況

該船風(fēng)機(jī)室共安裝3臺機(jī)艙風(fēng)機(jī)，根據(jù)設(shè)備資料，2臺風(fēng)量為60000M3/h，1臺為80000M3/h，風(fēng)機(jī)設(shè)備的噪聲分別為105dB，100dB，頻譜顯示中頻為主。機(jī)艙風(fēng)機(jī)全部布置在第1甲板煙囪內(nèi)，緊靠居住區(qū)域，共有2個風(fēng)機(jī)的通風(fēng)口面向居住區(qū)域。風(fēng)機(jī)室旁的居住區(qū)域的艙壁為5.5mm厚鋼板，+80mm巖棉，+140空氣層，+25mm厚復(fù)合巖棉板。艙壁上的門和窗為普通形式。

根據(jù)該船的規(guī)格書要求，本船的噪音要達(dá)到以下要求:

(1)在風(fēng)機(jī)室外1m處，噪聲≤80 dB(A);

(2)居住艙室內(nèi)，噪聲≤60 dB(A);

2.噪聲原因分析

(1)根據(jù)現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，由于風(fēng)機(jī)處未做任何消音處理，通風(fēng)口僅有百頁窗，因此空氣動力性噪聲嚴(yán)重。在風(fēng)機(jī)室外1m處噪聲最大達(dá)到105dB，無法滿足規(guī)格書要求。

(2)振動噪聲方面，因風(fēng)機(jī)已采用了彈性安裝，且風(fēng)機(jī)室結(jié)構(gòu)與居住區(qū)域結(jié)構(gòu)無連接，由此產(chǎn)生的噪聲可不予考慮。

(3)通過查表確定居住區(qū)域艙壁的隔音量:

由表1可知，艙壁材料的隔音量可以滿足艙室的噪聲要求，但前提必須是艙壁密閉，然而實際艙壁上布置有門和窗。門為普通鋼質(zhì)門，隔音量可從表1得到。窗為普通矩形窗，玻璃為6mm，由表2可知窗的隔音量如下:

表1和表2表明雖然居住區(qū)域的艙壁的隔音量滿足要求，但窗和門卻無法達(dá)到要求。

通過以上分析可知，該船的降躁方案可以從兩方面著手:一是減少空氣動力性噪聲的傳播;二是更換門窗增加隔音效果，但由于艙室內(nèi)裝已完工，更換門窗勢必造成較大的返工損失并延誤工期。

綜合以上因素，重點考慮解決風(fēng)機(jī)的空氣動力性噪聲問題。

3.降躁方案的制定

為了解決空氣動力性噪聲，考慮給風(fēng)機(jī)配置消音裝置，其間提出了以下兩個方案:

(1)在風(fēng)機(jī)上安裝消音器:要達(dá)到消音指標(biāo)需選用高度至少2000mm的消音器，但風(fēng)機(jī)室空間有限，又不可以改變煙囪外形，所以直接購買的消音器無法安裝，并且實施成本高。

(2)利用吸音材料消聲:在風(fēng)機(jī)室內(nèi)側(cè)鋪設(shè)超細(xì)玻璃棉和微孔板，優(yōu)點是不占用風(fēng)機(jī)室空間，但吸聲效果有限，根據(jù)資料顯示僅能吸聲4～8dB。

綜合以上因素，考慮自行制作一個可拆卸的消音裝置，其結(jié)構(gòu)可參照片式消音器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

以現(xiàn)場噪聲測試取得的特性資料和計算結(jié)果作為主要設(shè)計依據(jù)。資料顯示，片式消音裝置的吸聲片結(jié)構(gòu)在有效長度達(dá)到2000mm高時，消聲量可達(dá)到28dB，其通風(fēng)面積可完全滿足技術(shù)要求。如果再采用具有較大吸聲材料飾面的狹矩形通道，可以進(jìn)一步增強(qiáng)吸聲效果。

最終確定具體做法如圖所示:

在消音結(jié)構(gòu)的最外側(cè)為5mm鋼板，為了便于維修風(fēng)機(jī)時拆卸，用螺栓固定。鋼板接頭處墊橡皮以防止漏聲。在消音結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)一圈鋪消音板，中間另設(shè)兩道消音板。消音板為三層結(jié)構(gòu):1.0mm鍍鋅鋼板+48mm超細(xì)玻璃棉+1.0mm鍍鋅鋼板，玻璃棉為防水型。消音板固定在焊在最外側(cè)的鋼板上的槽內(nèi)。在風(fēng)機(jī)室的天花和側(cè)壁上鋪100mm超細(xì)玻璃棉+1.0mm微孔鍍鋅鋼板。

4.降躁效果

在對該船機(jī)艙風(fēng)機(jī)噪聲采取了以上降躁措施后，在船舶試航時對該處的噪聲重新做了檢測，結(jié)果是:在風(fēng)機(jī)室外1m處，噪聲為80dB(A);附近居住艙室內(nèi)的噪聲≤60dB(A)。

通過該方案的實施，風(fēng)機(jī)室的噪聲得到了有效地控制，并達(dá)到了規(guī)格書要求。而且該方案比外購消音器和鋁微孔板方案更經(jīng)濟(jì)。

四、結(jié)論

在制定船舶機(jī)艙軸流式風(fēng)機(jī)的噪聲治理方案時應(yīng)綜合考慮各方面因素，并且還要根據(jù)船舶的實際情況，不拘泥于某些傳統(tǒng)的消聲方法，可將各種方法融合應(yīng)用，做到有效降躁，經(jīng)濟(jì)合理，因地制宜。

參考文獻(xiàn):

[1]任曉莉 薛震遠(yuǎn) 葉家瑋:集裝箱船機(jī)艙軸流風(fēng)機(jī)噪聲治理探討[J].船舶工程， 2002， (06)

[2]任曉莉 薛震遠(yuǎn):系列出口船機(jī)艙軸流風(fēng)機(jī)噪聲治理[J].廣東造船， 2002， (03)

[3]梁錫智 吳 海:軸流風(fēng)機(jī)的噪聲及降噪[J].流體機(jī)械， 1999， (01)

[4]胡 萍 丁子佳 王建維 李 吉:軸流風(fēng)機(jī)噪聲的綜合治理[J].流體機(jī)械， 2002， (09)