熊小剛

【摘要】泵與風(fēng)機是常見的兩種機械設(shè)備，本文將對泵與風(fēng)機的噪聲來源、泵與風(fēng)機的消聲途徑兩個方面的問題進行闡述。

【關(guān)鍵詞】空氣 泵 風(fēng)機 消聲

一、泵與風(fēng)機的噪聲來源

1.風(fēng)機噪聲的產(chǎn)生

風(fēng)機的空氣動力噪聲主要由兩部分組成：旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。如果風(fēng)機出口直接排入大氣，還有排氣噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于工作輪上均勻分布的葉片打擊周圍的氣體介質(zhì)，引起周圍氣體壓力而產(chǎn)生的噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲與工作輪圓周速度的10次方成比例。渦流噪聲又稱為旋渦噪聲。它主要是由于氣流流經(jīng)葉片時產(chǎn)生紊流附面層及旋渦與旋渦分裂脫體，從而引起葉片上壓力的脈動所造成的。渦流噪聲與工作輪圓周速度的6次方成比例，因此，風(fēng)機圓周速度越高，其噪聲也就越大。對于同一系列、同一轉(zhuǎn)速但型號不同的風(fēng)機，其噪聲值隨著葉輪直徑的增加而增大。

風(fēng)機排氣器械的聲功率級與通風(fēng)機出口排人大氣的速度的8次方成正比。通常，若排氣速度很低，則排氣噪聲可以不考慮。

此外，由于回轉(zhuǎn)體的不平衡及軸承磨損、破壞等原因所產(chǎn)生的機械振動性噪聲，因葉片剛性不足、氣流作用使葉片振動產(chǎn)生的噪聲，以及電動機鐵心電磁振動產(chǎn)生的噪聲等，都可能通過建筑結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)。

風(fēng)機噪聲按其產(chǎn)生部位和聲級大小的不同可以分為5種：出口噪聲、進口噪聲、電動機噪聲、機殼噪聲和管道輻射噪聲，如圖1所示。圖中，“※”表示聲源的部位。

2.泵噪聲的產(chǎn)生

泵是流體動力系統(tǒng)中主要噪聲源之一，它不但直接輻射出一定量的聲能，它所產(chǎn)生的壓力波及結(jié)構(gòu)振動能間接使一個裝置發(fā)生大量空氣噪聲。如果一臺泵的吸入口及排出口之間的流體壓力變化很大或變化很快，就可能產(chǎn)生壓力波。理想的“靜”泵在入口及出口之間的過渡區(qū)域中壓力是逐漸升高的，大部分噪聲是由于在出口處流體以不同壓力混合起來而產(chǎn)生的。當泵的壓力腔中的壓力低于出口處管道壓力時，噪聲最大。這時管道內(nèi)的高壓流體有一個沖回壓力腔的趨勢，從而對壓力腔內(nèi)的流體加壓，直至壓力腔內(nèi)的壓力達到管內(nèi)的壓力為止。返回的液流隨之發(fā)生迅速的壓力變化而振動波，這種振動波從泵的出口向整個液壓系統(tǒng)傳播，并且很快衰減下去。實驗證明，這種波動引起的噪聲是不大的。凡是制造質(zhì)量較高的泵，由于泵本身產(chǎn)生脈動而導(dǎo)致的聲功率約在0.7dB以下。然而，這個脈動頻率如果與某些機械部件發(fā)生共振，則可能引起不小的噪聲。

二、泵與風(fēng)機的消聲途徑

1.降低風(fēng)機噪聲的措施

風(fēng)機的噪聲是以空氣動力噪聲為主的，葉輪圓周速度越大時，空氣動力噪聲所占的比例也越大。線速度是決定噪聲的主要因素，因此選擇風(fēng)機時應(yīng)特別注意降低空氣動力噪聲。

在不減小風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下，采取下列措施可以降低風(fēng)機的噪聲：

1）在風(fēng)機葉片尾端處使氣流的壓力、流向和流速有較大的變化。

2）合理選擇風(fēng)機類型，盡可能選用低速后彎葉型的離心式風(fēng)機，并使工作點接近風(fēng)機最高效率點運行。

3）電動機與風(fēng)機的傳動方式最好是直聯(lián)，其次是用聯(lián)軸器聯(lián)接。必須間接傳動時，應(yīng)采用無縫的V帶。

4）風(fēng)道內(nèi)的空氣流速不宜過大，以減少由于氣流波動產(chǎn)生的噪聲。一般說來，主風(fēng)道內(nèi)空氣流速不得超過8m/s;對消聲要求嚴格的系統(tǒng)，主風(fēng)道內(nèi)流速不宜超過5m/s。

5）風(fēng)機的進、出口應(yīng)避免急轉(zhuǎn)彎，如圖2所示，并采用軟性接頭。通風(fēng)機、電動機都應(yīng)安裝在隔振基礎(chǔ)上。

6）將聲源控制在用隔聲材料做成的圍護結(jié)構(gòu)中，防止設(shè)備運行產(chǎn)生的噪聲傳出，如設(shè)風(fēng)機小室等。

7）適當縮短機房與使用房間的距離，選用風(fēng)機時，壓頭不要留太多的余量。系統(tǒng)很大時設(shè)置回風(fēng)機，由送回風(fēng)機分擔(dān)。

8）當通風(fēng)系統(tǒng)一定時，系統(tǒng)阻力常數(shù)也一定，若降低風(fēng)機風(fēng)量，阻力也降低，從而也降低風(fēng)機線速度，使噪聲隨之降低。具體設(shè)計時可采?。喊汛箫L(fēng)量系統(tǒng)分成幾個小系統(tǒng);在計算風(fēng)量滿足房間使用要求的允許范圍內(nèi)，適當增大送風(fēng)溫差;用變速帶或變速電動機減低轉(zhuǎn)速等措施。

9）系統(tǒng)管路設(shè)計盡可能使氣流均勻流動，避免急劇轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生渦流引起再生噪聲，尤其是主管道與進入使用房間支管聯(lián)接處，如圖3所示。

10）風(fēng)道上的調(diào)節(jié)閥會增加噪聲和阻力，宜盡量少設(shè)。

降低噪聲的途徑一般應(yīng)該注意到聲源、傳聲途徑和接收者3方面的問題，其中以通過聲源處理來降低噪聲最為有效，所以減噪的根本途徑是從聲源上治理。然而，在許多情況下，由于技術(shù)上或經(jīng)濟上的原因，直接從聲源上治理噪聲往往很困難，這就需要采取吸聲材料、消聲器等噪聲控制技術(shù)。

2.降低泵噪聲的措施

對泵的降噪應(yīng)根據(jù)噪聲種類的不同、泵類型的不同采取相應(yīng)的措施，主要從減小流體的流動阻力、流體的壓力脈動出發(fā)改善泵的結(jié)構(gòu)，使其更趨合理;其次要采用有效的隔振消聲的材料。