丁海霞++何華偉

[摘 要]風(fēng)機在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的噪聲，在家用電器、工業(yè) 已成為主要環(huán)境污染源之一，它不僅使人工作效率低下，并且對人的身心健康影響較大，噪聲污染問題日益為人們所關(guān)注，因此，進行風(fēng)機噪聲控制方法的研究十分迫切，而且具有實際的意義。

[關(guān)鍵詞]通風(fēng)機；噪聲控制；對策

中圖分類號：TH43 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）31-0025-01

引言

風(fēng)機是煤礦生產(chǎn)中必不可少的通風(fēng)機械設(shè)備，然而煤礦主風(fēng)機在運行中產(chǎn)生的噪聲常常是影響工人健康和干擾環(huán)境安靜的禍源[1]。礦用風(fēng)機面對安全節(jié)能降耗和減排噪聲壓力，所以，降低煤礦主風(fēng)機噪聲，進行噪聲控制的研究具有很大的意義。許多學(xué)者已經(jīng)對風(fēng)機的噪聲進行了的研究，很多噪聲控制的方法和措施已在實際生產(chǎn)中采用。本文在分析風(fēng)機噪聲產(chǎn)生的機理基礎(chǔ)上，研究煤礦主風(fēng)機噪聲在傳播路徑上的控制措施。

1 通風(fēng)機噪聲產(chǎn)生機理及其特性

通風(fēng)機的種類很多，型式多樣。由于其各種類和型號不同，所產(chǎn)生的噪聲強度及其頻率也有所區(qū)別，但從噪聲產(chǎn)生的機理和機組向外輻射噪聲的部位來看，卻有著共同點。通風(fēng)機在一定工況下運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的噪聲，主要包括空氣動力性噪聲和機械性噪聲兩大部分，其中空氣動力性噪聲的強度最大，是通風(fēng)機噪聲的主要成分。

1.1 通風(fēng)機空氣動力性噪聲

通風(fēng)機的空氣動力性噪聲按產(chǎn)生機理可分成旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是由旋轉(zhuǎn)的葉片周期地打擊空氣質(zhì)點引起空氣的壓力脈動所產(chǎn)生的。其頻率就是葉片每秒鐘打擊空氣質(zhì)點的次數(shù)，因此它與葉片數(shù)和轉(zhuǎn)速有關(guān)[2]。旋轉(zhuǎn)噪聲的強度大致與圓周速度的5～6次方成比例。渦流噪聲是通風(fēng)機旋轉(zhuǎn)時，高速氣流在葉片界面上和葉頂間隙中分離時產(chǎn)生渦流，渦流分離時所產(chǎn)生的壓縮和稀疏，以聲波的形式傳播所形成的。其頻率取決于葉片與氣流的相對速度。因葉片各截面上的圓周速度隨半徑大小而變化，氣流繞過葉片時各點相對速度必然亦不一樣，同時葉片各點厚度也不同。故從圓心到最大半徑速度呈連續(xù)變化。因此葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦流噪聲呈明顯的連續(xù)譜。渦流噪聲的強度與氣流的8次方成比例。通風(fēng)機的空氣動力性噪聲就是旋轉(zhuǎn)噪聲與渦流噪聲相互疊加的結(jié)果。

1.2 通風(fēng)機機械性噪聲

通風(fēng)機機組的機械噪聲主要是齒輪或皮帶傳動所產(chǎn)生的沖擊和摩擦噪聲，排氣管、調(diào)壓閥等振動引起的噪聲，對通風(fēng)機而言主要有驅(qū)動電機的電磁聲、冷卻風(fēng)扇的噪聲和機殼輻射噪聲等。要對通風(fēng)機的噪聲進行有效控制，就必須弄清其噪聲源和輻射部位。通風(fēng)機噪聲的輻射部位主要有：（1）進氣口和出氣口輻射的空氣動力性噪聲；（2）機殼及電機、軸承等輻射的機械性噪聲；（3）基礎(chǔ)振動輻射的固體聲。在這幾部分噪聲中，以進、出氣口部位輻射的空氣動力性噪聲為最強。因此，在傳播路徑上對通風(fēng)機采取噪聲控制措施時，首先應(yīng)考慮對這一部分噪聲的控制。

2 傳播路徑上風(fēng)機噪聲控制的方法

2.1 在風(fēng)機出氣口管道上安裝消聲器

在風(fēng)機噪聲中，進、出氣口輻射的空氣動力性噪聲強度最大，所以，首先應(yīng)將這部分噪聲降下來[3]。在局扇進、出氣口安裝消聲器是抑制其噪聲的最有效措施。由于煤礦主風(fēng)機在使用時為抽出式通風(fēng)，噪聲的主要輻射部位在風(fēng)機的出口，所以一般在出氣口安裝各類消聲器。目前應(yīng)用的消聲器種類繁多，主要有：阻性消聲器、抗性消聲器、微穿孔板消聲器和復(fù)合式消聲器。各類消聲器在消聲降噪上的特性和對風(fēng)機氣動特性的影響是各不相同的。目前對煤礦主風(fēng)機實施降噪時，通常采用阻性消聲器，阻性消聲器主要吸收中高頻噪聲，而且降噪效果好。如可以在風(fēng)機出口擴散彎道上設(shè)置消聲導(dǎo)流片，消聲導(dǎo)流片內(nèi)部充滿了吸聲材料，具有較好的吸聲效果，同時，由于消聲導(dǎo)流片一般設(shè)置在水平風(fēng)道與擴散塔的轉(zhuǎn)彎處，可以減少出口氣流與擴散塔沖擊造成的動壓損失，提高風(fēng)機工作效率。與氣流平行布置的消聲導(dǎo)流片數(shù)量應(yīng)適當(dāng)，一般不能使風(fēng)道的通流面積減少過多，否則會降低風(fēng)機工作效率。另外，還可以在水平風(fēng)道（離風(fēng)機出口2m外）內(nèi)布置吸聲磚，吸聲磚沿風(fēng)道布置長度一般為3～4m，為保證通流面積，應(yīng)適當(dāng)增大水平風(fēng)道的截面積。

2.2 風(fēng)機機組加裝隔聲罩

煤礦主風(fēng)機機殼、電動機、基礎(chǔ)振動等部位輻射的噪聲也是主要噪聲源，需要采取綜合治理措施，最常用也是最有效的措施是加裝風(fēng)機機組隔聲罩。采用加裝隔聲罩措施就是將整個風(fēng)機機組用密閉的隔聲罩圍包起來。隔聲是利用隔聲結(jié)構(gòu)將噪聲隔擋，減弱噪聲的傳遞。隔聲罩是按隔聲原理設(shè)計的，它由隔聲層阻尼材料、吸聲層和護面層組成。這樣使隔聲罩具有隔聲和吸聲雙重降噪效果，可大大提高減噪效果。風(fēng)機加裝隔聲罩，主要的困難在于解決機組的溫升和冷卻問題。風(fēng)機機組加裝隔聲罩后，風(fēng)機運轉(zhuǎn)和電動機所散發(fā)的熱量積蓄在罩內(nèi)，使溫度升高。這對電動機的運行極為不利，過高的溫度會降低電機的絕緣性能和工作效率，嚴(yán)重時甚至燒毀電機。目前國內(nèi)外采取的冷卻措施均以風(fēng)冷方法為最普遍。在風(fēng)機機殼表面涂阻尼材料也有利減振降噪，阻尼材料具有損耗振動機械能的能力，將阻尼材料噴刷在機殼表面作成自由層，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生振動輻射噪聲時阻尼層發(fā)生變形，依靠阻尼材料的內(nèi)摩擦耗能，將機械能轉(zhuǎn)化為熱能，消散于周圍環(huán)境中，可達到降噪目的[4]。

2.3 采取改造風(fēng)機房的綜合治理措施

如果有專門的風(fēng)機機房，則可結(jié)合現(xiàn)場情況采取將風(fēng)機房改造成隔聲間的降噪方法，即把風(fēng)機機組封閉在風(fēng)機房內(nèi)使其噪聲傳不出去，這樣機房內(nèi)的噪聲雖大，但外界噪聲則小多了。密封的風(fēng)機房上要安裝進氣口消聲器，以供風(fēng)機吸氣和電動機、機殼等散熱之需要。在冷卻風(fēng)機出氣管路上也可再裝一個消聲器以減弱風(fēng)機出氣噪聲。若要降低隔聲間內(nèi)的噪聲，可在房間內(nèi)表面采取吸聲處理或懸掛消聲體；對風(fēng)機機殼和輸氣管采取阻尼措施，涂貼包裹吸聲材料；為隔絕風(fēng)機基礎(chǔ)振動，減弱固體聲的傳遞，可在風(fēng)機下安裝減振器或設(shè)計專門的隔振基礎(chǔ)。許多實例證明，采取改造風(fēng)機房的噪聲綜合治理措施，結(jié)果是令人滿意的。

3 結(jié)束語

對通風(fēng)機噪聲的控制，最根本的措施是從聲源上根治噪聲，即設(shè)計制造高性能、低噪聲的通風(fēng)機是控制通風(fēng)機噪聲的根本途徑。對已安裝投入使用的通風(fēng)機，進行合理的結(jié)構(gòu)改造和安裝適當(dāng)?shù)南暺魇强刂仆L(fēng)機噪聲的主要手段。噪聲控制要求較高時，則需要同時采取減振、基礎(chǔ)隔振、吸聲和隔聲等多種措施綜合治理機組的機械噪聲、振動和電磁噪聲，以便得到滿意的減噪效果。

參考文獻

[1] 梁麗芬，尹偉，武改林.淺議煤礦主通風(fēng)機噪聲控制措施[J].煤.2010（06）.

[2] 朱振寶.煤礦主通風(fēng)機噪聲治理及降溫工程應(yīng)用研究[J].煤礦機械. 2009（01）.

[3] 張志剛.淺述煤礦通風(fēng)機產(chǎn)生噪聲的原因[J].黑龍江科技信息.2009（04）.

[4] 葛彥青.淺談煤礦通風(fēng)機產(chǎn)生噪聲的原因與控制[J].黑龍江科技信息. 2008（36）.endprint