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風機消聲器材質(zhì)選擇、設計需要考慮這幾個關鍵點？
風機消聲器材質(zhì)選擇、設計需要考慮這幾個關鍵點？
風機消聲器的材質(zhì)選擇影響著使用壽命，建議合理采購，根據(jù)自己的安裝條件及范圍介質(zhì)等相關因素，決定風機消聲器的材質(zhì)問題，特點是風機消聲器散熱效果不好的話，影響降音效果，所以風機消聲器設計需要考慮這幾個關鍵點：
風機消聲器：風機是城市環(huán)境的主要噪聲污染源之一。據(jù)統(tǒng)計,在群眾對噪聲污染的投訴案件中,風機噪聲污染占一半以上,因此有效控制風機噪聲是一項十分重要的任務。風機噪聲包括進、排氣口的空氣動力性噪聲,機殼、電動機、
軸承的機械性噪聲,基礎振動輻射的固體聲等,但據(jù)調(diào)查實測,風機空氣動力性噪聲要比其它噪聲高出10～20dB(A),所以要控制風機噪聲首先要控制風機空氣動力性噪聲。降低空氣動力性噪聲最有效的方法是使用風機消聲器,若使用得當可獲得10～30dB(A)的降噪量,但在實際應用中發(fā)現(xiàn)許多風機消聲器并沒有產(chǎn)生應有的消聲效果,甚至會出現(xiàn)安裝風機消聲器后噪聲增強的現(xiàn)象。這不能不引起我們的注意,我國在《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范(GBJ87-85)》中就風機消聲器的設計與使用中的若干原則與方法作了詳細的規(guī)定,遵守這些原則與方法是非常重要的。除了《規(guī)范》中提到的這些要點外,在實際工作中我認為還有幾個問題值得研究與探討:
風機消聲器氣流溫度：
在工業(yè)產(chǎn)品風機消聲器銘牌上沒有“工作溫度”一欄,在風機消聲器設計過程中,溫度參數(shù)常被忽略,似乎只要根據(jù)噪聲頻譜、風機類型、風量、風壓選擇與設計相應的風機消聲器就可以了。但仔細研究一下就會發(fā)現(xiàn),不考慮氣流溫度因素是錯誤的。
我們知道,聲速C是風機消聲器的一個設計參數(shù),通常取20℃時空氣中的聲速C=340m/s。聲速大小與介質(zhì)種類及溫度兩方面的因素有關,空氣中聲速計算公式如下:C=γRT/μ式中γ=1.4R———氣體常數(shù),R=8.31J/kmolμ———氣體質(zhì)量μ=2.89×10-3kg/molT———絕對溫度T=273+t由上式可見,聲速與溫度的平方根成正比,在常溫下聲速隨溫度的變化不大,取20℃的聲速作為設計參數(shù)誤差不大,但若氣流溫度很高,情況就不同了。時設計的,若將其用于200℃氣流條件下,由膨脹腔抗性風機消聲器消聲量計算公式:ΔL=10lg[1+1/4(m-1/m)]2sin2(2πfl/c)dB(A)可以算出,f=250Hz時消聲量只有8.9dB(A),以9-19型離心風機為例,用于糧食粉碎機房作物料傳輸?shù)膭恿υ磿r,氣流溫度約為35℃,聲速與20℃時相比增加了9.1m/s,變化幅度僅2.7%;用于鍋爐引風時煙氣溫度達200℃以上,與20℃相比,聲速增加了109.3m/s,變化幅度達32%。聲速參數(shù)變化較大必然對風機消聲器的消聲性能產(chǎn)生影響。對抗性風機消聲器尤為明顯。如某膨脹腔式抗性風機消聲器,設計長度為1.03米,擴張比m=12,氣流噪聲峰值f=250Hz,設計消聲量15.6dB(A),這是按20℃與設計降噪量相差6.7dB(A),降幅達43%。以上是從降噪效果考慮的,從使用的安全性考慮也應重視氣流溫度,如某單位將在燃煤鍋爐中用的風機消聲器用到燃油鍋爐上,燃油火焰燃著了風機消聲器瀝青阻尼層,燒溶了玻璃棉,燒紅了風機消聲器外壁鋼板,使風機消聲器彎曲變形導致了風機消聲器上部煙囪倒塌,砸壞了鄰居屋面,損失數(shù)萬元,所幸未造成人身傷害,否則后果將更嚴重。
綜上所述,設計與使用風機消聲器時應考慮所通過的氣流溫度,在產(chǎn)品風機消聲器上應標明設計氣流溫度。
風機消聲器氣流含塵量：
在不同條件下使用的風機,輸送的氣流含塵量差異很大,少則幾十毫克/米3,多達幾千毫克/米3,一般風機消聲器只適用于含塵濃度低于150毫克/米3場合,若氣流含塵量較高,對于阻性或阻抗復合型風機消聲器來說灰塵容易堵塞多孔吸聲材料中的孔隙,甚至堵塞護面穿孔板上的孔眼,使風機消聲器消聲性能大為降低甚至失效;對微穿孔板風機消聲器,它完全由金屬板制成,理論上可用水沖洗或用高壓氣流清除積塵,但是由于其穿孔直徑小于1mm,非常容易被塵堵塞,需要經(jīng)常清洗,實際操作中不現(xiàn)實。
為使風機消聲器在氣流含塵量較大的條件下正常使用有兩種方法。一是在風機消聲器前加裝除塵裝置,二是使用具有防塵特性的防塵風機消聲器。由于制造或使用管理等方面的原因,除塵器的除塵效果并不能得到穩(wěn)定保證。一旦除塵器出現(xiàn)問題,風機消聲器就會隨之失效。而此時再進行除塵恢復其性能不是易事。因此指望利用除塵裝置保證風機消聲器正常工作是不可靠的,那么就只有用防塵風機消聲器了。
目前我國對防塵風機消聲器的研究還不夠,可以設想對防塵風機消聲器有兩條設計途徑,一是利用抗性原理吸聲,將氣流與吸聲材料分離,如圖1所示,由于氣流不直接與吸聲材料接觸,所以塵對吸聲材料危害較小,但吸聲材料仍可對噪聲產(chǎn)生作用。二是利用薄塑盒式吸聲體作消聲片,如圖2所示,薄塑盒式吸聲體由PVC塑料制成,表面無孔,因而有良好的防塵作用,當其受聲波作用時,盒體各壁面均被激起振動,在振動中壁片機械振動能變?yōu)闊崮芏牡?達到吸聲的目的。吸聲系數(shù)a0用下式確定:a0=1-(ZT-ρ0C0)/(ZT+ρ0C0)
圖1 除塵風機消聲器之一圖2 薄塑盒式吸聲體制作的消聲片式中ZT為盒總阻抗率,ρ0C0為空氣特性阻抗,吸聲體在250～400Hz范圍內(nèi)吸聲系數(shù)可達0.6,由此制成吸聲體有良好的消聲效果。國內(nèi)八十年代中期研制成功的PVC硬質(zhì)薄塑盒式吸聲體在中頻段有較好的吸聲效果,適用于含粉塵、高濕度的惡劣環(huán)境。但對高溫和氣流沖擊的忍耐能力較差。
風機消聲器安裝位置：
同樣一個風機消聲器,安裝位置不同降噪效果也可能不一樣,如將風機排氣口風機消聲器安裝在距排氣口較遠處時,排氣口到風機消聲器之間的管道可能輻射出較強噪聲,影響總降噪效果,所以此時風機消聲器宜靠近排氣口安裝,又如風機進氣口風機消聲器,某廠將風機消聲器直接安裝在羅茨風機進氣口,幾乎沒有降噪效果,經(jīng)分析原因是由于氣流速度太高。氣流再生噪聲高達112dB(A),已完全抵消了風機消聲器的消聲效果。后來將其與羅茨風機進氣口脫離,并將風機房改為隔聲間,同時增設一個進氣口,在進氣口安裝進氣風機消聲器,這樣改動后,一方面由于房間與進氣口之間形成抗性風機消聲器,增加了消聲量,另一方面由于進氣口氣流速度降低,再生噪聲也大大降低,進氣口噪聲從112dB(A)降至87dB(A)。
風機消聲器使用優(yōu)勢:
1)在常溫氣流下使用的風機消聲器,特別是抗性風機消聲器,其使用效果與設計相差不大,而對在高溫氣流下使用的風機消聲器,在設計時要考慮氣流溫度因素,否則會造成使用與設計偏差較大。
2)對在氣流含塵量較大條件下使用的防塵風機消聲器,防塵方法有兩種,一是在設計過程中使氣流與吸聲材料分離；二是利用薄塑盒式吸聲體作消聲片,效果也相當不錯。
3)風機消聲器的安裝位置會影響風機消聲器的實際降噪效果,所以對具體噪聲源應具體分析,將風機消聲器安裝在最能發(fā)揮其作用的位置。