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三葉羅茨風機、三葉羅茨鼓風機產(chǎn)生噪音主要有兩個原因，一種是機械噪聲，一種是氣動噪聲。機械噪音是三葉羅茨風機、三葉羅茨鼓風機運行時各部件碰撞引起的噪音。氣動噪音是羅茨風機進風口、出風口氣體流動產(chǎn)生的噪音。要想治理噪音就應(yīng)該按照三葉羅茨風機、三葉羅茨鼓風機噪音產(chǎn)生原因?qū)ΠY下藥。
針對機械噪音，三葉羅茨風機、三葉羅茨鼓風機廠家應(yīng)提高裝配精度，增加三葉羅茨風機各部件的潤滑度，改造三葉羅茨風機、三葉羅茨鼓風機的結(jié)構(gòu)，增加運動平穩(wěn)性也是降低三葉羅茨風機噪音的有效辦法。針對氣動噪音，三葉羅茨風機廠家、三葉羅茨鼓風機廠家可采取輔助手段進行處理，如：安裝消聲器、加裝隔聲罩、進行管道包扎等。羅茨鼓風機廠家、山東羅茨鼓風機廠家可根據(jù)需要，靈活運用以上辦法，達到降低噪音的目的。
羅茨鼓風機具有壓頭高,風量受阻力影響小,供風穩(wěn)定的優(yōu)點。在冶金、化工、機械、水泥、海港等工業(yè)部門中廣泛應(yīng)用。但是,羅茨鼓風機在運行中產(chǎn)生強烈噪聲,不僅干擾周圍環(huán)境,而且嚴重危害操作工人的健康,妨礙車間通訊聯(lián)系,給生產(chǎn)和安全都帶來不利影響?，F(xiàn)就羅茨鼓風機的噪聲特性、噪聲防治途徑及典型治理實例簡介如下。特性羅茨鼓風機實際上是一個容積式壓氣機,它是靠一對相互垂直嚙合的腰形葉輪,在機殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)而輸送氣體的。羅茨鼓風機在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的噪聲,主要有氣流噪聲、傳動齒輪噪聲、電動機噪聲和基礎(chǔ)振動輻射的固體聲。其中,以氣流噪聲強度最高,危害最大。氣流噪聲按產(chǎn)生機理分析,主要有兩種形式:一種是風機葉片負荷和厚度引起的旋轉(zhuǎn)噪聲;另一種是風機葉片附面層分離、旋渦發(fā)放、紊流脈動等引起的渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于風機葉片工作于非粘性的勢流中產(chǎn)生的,它形成一系列的諧波頻率,其基頻一葉片數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)/秒,諧波頻率都為基頻的整數(shù)倍,在頻譜分析中顯示為一組離散的頻率尖峰,因而多為窄帶噪聲。渦流噪聲是一種非穩(wěn)定的流動噪聲,它與流體粘性有關(guān),具有隨機的特性,在頻譜中示為連續(xù)的寬帶譜,因而多為寬帶噪聲。以上這些噪聲與聲學(xué)理論中的單極子、偶極子,四極子的聲源輻射有關(guān),即輻射的聲功率分別與氣流速度的四次方、六次方、八次方成正比。當羅茨鼓風機在一定工況下運轉(zhuǎn)時,高強度噪聲會分別從鼓風機進排氣口、機殼、管壁及基礎(chǔ)等部位輻射出來,如圖1所示。據(jù)調(diào)查,在鼓風機房內(nèi),距機殼1米的噪聲,約在90105分貝(A>,最高達110分貝(A>(沒有鼓風機房,或進氣管口就安裝在鼓鳳機房內(nèi)者,情況稍有差別)。在實際使用中,羅茨鼓風機的排氣口經(jīng)常是與輸氣管路連接兩封閉的,進氣口則是敞開露在空間,所以進氣口輻射的噪聲顯得最強烈,影響也最大。由實測可知,在進氣口1米處,噪聲級在分貝(A)之間,往往比機體輻射的噪聲高出10–25分貝(A)o防治途徑防治羅茨鼓風機噪聲的途徑有下列幾個方面:1.在進、排氣管路上安裝消聲器。這是目前防治羅茨鼓風機噪聲的關(guān)健性措施。如果鼓風機進氣口是敞開露在空間的,應(yīng)該首先在這一部位上安裝消聲器(輸氣方向相反,即進氣管為封閉管路,排氣口敞開,則應(yīng)先在排氣管路上裝消聲器);如果用氣部位也要求降低噪聲,就要在進、排氣管上各裝一個消聲器。有的單位在排氣管上裝有放風管,根據(jù)生產(chǎn)需要,有時要排放掉一部分風量,在放空排氣時也會輻射很強的噪聲,因此,在放空管上還需裝一個排氣放空消聲器。消聲器應(yīng)根據(jù)羅茨鼓風機的噪聲強度、頻譜特性和降噪要求等因素進行設(shè)計。好的消聲器應(yīng)具有消聲效果好、阻力損失小、體積小、重量輕、加工安裝方便等優(yōu)點。2.機房的聲學(xué)處理。通過安裝消聲器,羅茨鼓風機氣流噪聲被消減后,鼓鳳機的機體和電動機輻射的噪聲就上升為主要矛盾。解決這部分噪聲的方法是,建造有聲學(xué)處理的風機房,使機組噪聲封閉在局部空間傳不出來。如選用一磚厚的墻,可隔聲50分貝。在墻的內(nèi)表面和頂棚要用吸聲材料飾面,以減小機房內(nèi)的混響聲;對于機房的門、窗縫隙也要密封。如果機房頂部很高或墻面離機組較遠,可在靠近羅茨鼓風機的上部或分側(cè)設(shè)置吸聲屏,也可懸掛吸聲作,直接吸收聲源輻射的噪聲。3.阻尼和隔振處理。風機輸氣管道通常為24毫米厚,其隔聲量有限,再加上受氣流沖擊和機體振動等激發(fā),管道也會輻射噪聲。降低這部分噪聲的有效方法是,采取阻尼措施。通常用防振阻尼膏或瀝青加油氈等緊嫩在管壁上,以阻尼管壁振動,減少其輻射噪聲。鼓風機運轉(zhuǎn)不平衡會引起基礎(chǔ)振動,這種振動會沿地板和直立在地板上的墻壁傳遞,并輻射噪聲(通常叫固體聲)。對這部分噪聲,可通過采取隔
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。通常各廠家所采用的噪聲控制方法,不僅增加了投資,而且在風機運行過程中會由于消聲器等的壓力損失而造成能量損失,這對于節(jié)約能量是很不利的。因此,改進風機的氣動設(shè)計、進行風機的最佳選擇、采取合適的安裝及運行方式是降低羅茨風機噪聲的最根本的途徑。錦工發(fā)現(xiàn)對于離心式和軸流式風機,從結(jié)構(gòu)本身的改進來降低噪聲的報道已有很多,并取得了較大的成效,但對羅茨風機的報道卻很少見。為此,錦工風機科研人員對羅茨風機降低噪聲的根本途徑又作了一些深入研究。
由上篇文章風機噪聲產(chǎn)生的機理分析可知,當工作輪旋轉(zhuǎn)時,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圍介質(zhì),產(chǎn)生壓力脈動而形成噪聲。且氣流的不均勻性愈強,噪聲愈大。將羅茨風機轉(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。
把機殼內(nèi)圓周面出風口做成與葉輪頂端素線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)生了隨時間變化的壓力脈動,反過來,它又影響葉輪中氣流的脈動,產(chǎn)生噪聲。把機殼內(nèi)圓周面出風口做成與葉輪頂端素線成一定大小的夾角,能改善氣流的不均勻性,從而降低羅茨風機的噪聲。此方法對于二葉葉輪因幾何尺寸大小會受到限制,而對于三葉葉輪則完全可以辦到。
將二葉葉輪改為三葉葉輪,增加了羅茨風機轉(zhuǎn)子的頭數(shù),同樣能改善風機排氣的不均勻性,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線葉輪的徑距比(K=D/A,其中D為葉輪直徑,A為兩葉輪中心距)。經(jīng)過改造后的羅茨風機具有氣流脈動小、噪音低等優(yōu)良性能,目前已為各羅茨鼓風機廠家所關(guān)注。
羅茨風機的噪聲不僅靠改進設(shè)計來控制,對于給定的任務(wù),可以用優(yōu)化風機型式和尺寸,以及合理安裝和運行來降低風機的噪聲。
在實際管網(wǎng)系統(tǒng)中,為了保證低的噪聲,應(yīng)選擇最佳的風機型式和尺寸,進行正確的安裝,保持合理的運行。大多數(shù)風機的最小聲功率和最佳效率與所對應(yīng)的工況點是吻合的,這樣,合理的風機選擇無論從降噪還是從經(jīng)濟上都會得到收益;葉輪頂端圓周速度應(yīng)盡可能地低;盡可能地保證風機進口處氣流的均勻;風機與管網(wǎng)的匹配不僅要從氣動的觀點,而且也要從聲學(xué)的觀點來考慮;通過合理選擇風機直徑、速度及葉片數(shù),使葉片通過頻率噪聲的輻射效率最小。
風機的聲功率級或A聲級,隨著流量和壓力的增大而增大,安裝時應(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,以避免對葉輪產(chǎn)生影響。
由于多數(shù)風機是在變工況下運行的,風機的風量和風壓都要根據(jù)管網(wǎng)的需要進行調(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題,即選擇最佳設(shè)計,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,才能取得令人滿意的降噪效果。
3、將羅茨風機的葉輪做成扭葉葉輪、把機殼內(nèi)圓周面出風口做成與葉輪頂端素線成一定大小的夾角以及將二葉葉輪改為三葉葉輪等,均可以降低羅茨風機的噪聲。
4、應(yīng)繼續(xù)進行羅茨風機噪聲的理論研究,較精確地預(yù)估噪聲級,在風機的氣流和結(jié)構(gòu)參數(shù)與氣動噪聲級之間建立起數(shù)學(xué)關(guān)系式。這樣,就可在風機的設(shè)計階段利用這些關(guān)系式,與氣動計算一起進行尋找最小噪聲和最佳氣動性能的方案,從而在根本上降低風機本身的噪聲。
5、進行風機噪聲的測量,建立起相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。利用這些數(shù)據(jù)庫,產(chǎn)生經(jīng)驗性設(shè)計準則和預(yù)示風機噪聲的數(shù)學(xué)模型,并估算風機的平均性能,從而在滿足用戶的流量、壓力要求的情況下,從降低噪聲的角度合理地選擇風機。
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羅茨鼓風機噪聲如何處理？今天錦工風機以實際案例給大家進行解讀：某煤氣公司的鼓風機房內(nèi)有兩臺相同的羅茨鼓風機，正常情況下兩臺同時工作。其技術(shù)規(guī)格為：流量175.4m3/min，出口靜壓力為50kPa，功率為210kW，輸送介質(zhì)為低壓空氣，形式為水冷式。經(jīng)測量，機房內(nèi)兩臺設(shè)備相距1m，兩臺鼓風機的進氣噪聲高達102dB，即使在機房門口仍有86dB，嚴重干擾了廠區(qū)和機房內(nèi)的生產(chǎn)，也對廠區(qū)附近的居民小區(qū)有較大影響。為此，需要予以治理。
羅茨鼓風機屬容積回轉(zhuǎn)鼓風機，其利用兩個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生噪聲的原因主要有：
?、贇怏w在管道輸送過程中由于管道橫截面積變化所引起的氣流脈動噪聲；
?、陲L機葉輪在轉(zhuǎn)動過程中由于容積空間變化將產(chǎn)生壓力脈動，從而引起流量脈動噪聲；
③進氣口面積突變所導(dǎo)致的高低壓氣體撞擊所引起的氣流脈動噪聲；
④高速氣體與葉輪和殼體的接觸噪聲；
?、蔟X輪嚙合過程中由于齒型誤差所引起的振動噪聲；
?、抟蜉S承制造精度差所引起的噪聲；
?、呷~輪由于受力不均引起的軸承振動噪聲；
⑧葉輪嚙合過程由于轉(zhuǎn)子制造誤差所引起的撞擊噪聲。
其中，空氣動力性噪聲占主導(dǎo)地位，危害也最大，是噪聲控制過程中需要重點考慮的。空氣動力性噪聲按產(chǎn)生機理分析，主要有兩種形式：一種是風機葉片負荷和厚度引起的旋轉(zhuǎn)噪聲；另一種是風機葉片附面層分離、旋渦發(fā)放、紊流脈動等引起的渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于風機葉片工作于非黏性的勢流中產(chǎn)生的，其頻譜常呈低中頻性，伴有一組離散的頻率尖峰；而渦流噪聲則取決于風機葉輪的形狀以及氣流相對于機體的流速及流體黏性，產(chǎn)生連續(xù)頻譜的高頻噪聲。頻率越高，噪聲指向性越強。不同的風機參數(shù)，有著不同的頻譜。風機噪聲頻譜特性：＜500Hz為低頻噪聲，500～1000Hz為中頻噪聲，＞1000Hz為高頻噪聲。
羅茨鼓風機的噪聲強度及頻譜特性既與風機的工作靜壓大小有關(guān)，又與風機的流量、轉(zhuǎn)速有關(guān)。如隨著流量的增大，噪聲也相應(yīng)升高，其中高頻噪聲的增大尤為顯著。
針對羅茨鼓風機噪聲產(chǎn)生的特點，對其噪聲的控制，主要是采用隔聲、消聲、吸聲及包裹等技術(shù)，具體措施為安裝消聲器，建立隔聲罩，采用軟管和連接，管道包扎，粘貼吸聲材料，風機表面噴涂阻尼材料，采用隔聲門窗等。
1、隔聲降噪
為了保證機組正常運轉(zhuǎn)和維修方便，在原機房內(nèi)基本設(shè)施不變的情況下，在適當?shù)牟课慌涮赘粢粽帧慕Y(jié)構(gòu)上，隔聲罩有單層和雙層兩種結(jié)構(gòu)形式。單層隔聲罩的構(gòu)件由罩板、阻尼材料、吸聲層及護面層組合而成，其隔聲量一般可達20～30dB。雙層隔聲罩是在兩個單層構(gòu)件中間夾有一定厚度的空氣層，其隔聲效果比單層隔聲罩要好。本隔聲罩采用單層結(jié)構(gòu)。本隔聲罩采用整體結(jié)構(gòu)，隔音罩外壁材料選用2mm厚的冷軋鋼板，設(shè)有能敞開的小門及玻璃觀察窗。
拼縫及門窗是隔聲的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量將數(shù)量控制到最少，尺寸控制到最小。本隔聲罩采用了一個門，并采用密封金屬門代替木門，且在接縫處墊襯橡膠條密封。隔聲罩內(nèi)不安裝吸聲材料，罩內(nèi)輻射噪聲的聲能就會不斷積聚，導(dǎo)致最后輻射噪聲與從隔聲罩內(nèi)透射的聲能相等，隔聲罩就會失去隔聲作用，因此，隔聲罩內(nèi)部必須安裝吸聲材料，設(shè)計中選用密度30～35kg/m3，厚為100mm的超細棉，再以玻璃布及1mm穿孔鋼板為覆蓋層，使機房內(nèi)的噪聲傳播強度相應(yīng)減弱。
2、吸聲隔噪
機房密封的結(jié)果雖然防止了噪聲外傳，但由于原機房室內(nèi)墻面平均吸聲系數(shù)很低，因此，加劇了聲波在室內(nèi)的反射混響。為了減小混響聲，在節(jié)約資金的前提下，在機房值班室四周墻壁和頂部加上6cm厚的微孔泡沫材料；墻壁與風道間隙填充毛氈，吸收鼓風機的輻射噪音，并進行了自然通風處理，安裝了換氣扇，保持值班室有足夠的新鮮空氣對流。
3、消聲隔噪
裝設(shè)消聲器是控制風機噪聲的主要途徑。消聲器是一種既允許氣體通過，又能衰減或阻礙噪聲傳播的裝置，可以大大減弱進、出風口輻射出來的噪音。采用消聲器控制氣體動力性噪聲，既簡便又有效。通常，在鼓風機進氣口或排氣管路中安裝消聲器，可以大幅度地降低從進氣口輻射或管路中傳播的噪聲。但市場提供的消聲器以阻性的為多，僅適用于雜質(zhì)少、無水霧和油霧的空氣消聲。該公司羅茨鼓風機輸送的介質(zhì)為半水煤氣，其中含有煤焦油，易引起吸聲孔的堵塞，故市售消聲器不能用于該風機的消聲。為了達到較好的消聲效果，所選用的消聲器必須滿足以下要求：具有良好的消聲性能；阻力小，安裝消聲器后增加的阻力不影響羅茨鼓風機的工作效率，保證排氣通暢；根據(jù)現(xiàn)場情況，采用立式消聲器，直徑不大于1100mm，總長度不能超過2m。羅茨鼓風機廠家
按以上要求，采用簡易阻抗復(fù)合型消聲器，其結(jié)構(gòu)要點如下：
①由于吸聲材料易被煤焦油、煤塵堵塞，因此，設(shè)計成內(nèi)腔無吸聲材料；
?、谠诒ＷC一定通道截面積的情況下，氣體分多通道進入，計算每個通道的共振器的小孔孔徑、板厚、腔深以達到消除不同頻率噪聲的目的；
?、垡胱栊哉郯?，將一條共振腔大角度相折連接，這樣可增加聲波在消聲器通道內(nèi)的反射次數(shù)，改善其聲學(xué)性能，增強消聲效果；
④為消除高、中頻噪聲，在消聲器四周的共振腔內(nèi)裝填吸聲材料；為減少噪聲輻射，在消聲器外圍設(shè)置空腔。
安裝試運行后，經(jīng)測定，上述排氣消聲器有效地控制了機房排氣管內(nèi)的輻射噪聲。
4、隔振
振動是噪聲的主要來源，鼓風機的振動會產(chǎn)生低頻噪聲，因此，減輕機器振動是控制噪聲的治本辦法。為此，羅茨鼓風機的外殼材料選用了鑄鐵，用以增加其自重與外殼厚度，減小自振。在鼓風機進、出氣口設(shè)置柔性波紋管減震接頭，降低由鼓風機振動而傳遞到風道上的噪聲，同時在羅茨鼓風機基礎(chǔ)下部加設(shè)減振器。
5、包裹
室外出風管大多設(shè)在地面上，運行中噪聲很大。為降低噪聲，可將出風管全部設(shè)在地面以下，利用土層吸音，也可用隔音材料將管道包覆。根據(jù)本地的實際情況，采用了將管道包覆的辦法來達到保溫、消音的目的。
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