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微型风机厂先容风机噪声基础
编辑: 发布日期:2020-07-28

  风机噪声这个名词是很多人都会条件反射般感到厌恶的。风机噪声虽然说令人厌烦,但是就算是赶也赶不走。那么风机的噪声的原理是怎样的呢?又能有什么样的应用呢?下面微型风机厂就为大家先容风机噪声基础和应用。

  一、概述

  声音的本质是波动。受作用的空气发生振动,当震动频率在20-20000Hz时,作用于人的耳鼓膜而产生的感觉称为声音。声源可以是固体、也可以是流体(液体和气体)的振动。下面先容下几个声音相关的物理量。

  1)声功率级

  任何一个声源在运转时都会向外辐射声能,在稳定工况下单位时间内辐射的声能称为声功率W,以瓦(W)为单位。通常声学上以声功率级表示,即

  2)声强级和声压级

  声源的声功率无法直接测定,而使通过测定声源的声压或声强后计算出声功率。声压P或声强I同样以声压级LP或声强级LI表示,即

  3)倍频程与声音频谱特性

  人类能听到的声音一般指频率为20~20000Hz 范围内的声波。为了测量方便,往往将这个频率范围划分成若干个小的频带或频程。在噪声测量中最常用的是倍频程和1/3 倍频程。倍频程是指两个相邻频率之比为2:1 确定的频程,国际IEC 规格缩规定的常用倍频程如表1 所表示。1/3 倍频程就是将一个倍频程再划分为三段。

  频谱为声压级或声功率级随着频率的变化的图形,通风机噪声可以粗略地分为三类:频谱中最高声压级的中心频率低于500HZ 的为低频噪声,最高声压级的中心频率在500~1000Hz 为中频噪声,最高声压级的中心频率大于1000Hz 为高频噪声。通风机的频谱一般用频谱分析仪测量得到。

  二、声音的测试方法

  声压级和声强级可以用声级计或声强仪进行测定。声级计是常用的测量仪器,声强仪的使用目前尚未普及。

  除了以上三个衡量声音的基本参数之外,还需要了解声音的频率成分,这就需要对声音进行频谱分析。常用的声音频谱为倍频程频谱和1/3 倍频程频谱。声音频谱由精密声级计或专用的频率分析仪测定。

  通过声音频谱的测定,可以分析声源的频率成分,对其采取相应的降噪措施,使之减少向外辐射的声功率级。

  声功率虽然可以由测定声压级的方法间接求得。但是,声压级测定时往往受到测试环境的影响而不易准确得出,为了使测试环境的影响降低至最小程度,创造了两种接近理想状态的实验室测试方法:自由声场法和混响声场法。

  声源在一个特定空间内运行时,它所辐射的声能全部为边界所吸取而没有反射,在这个空间内形成特定的声波传播规律。这个特定空间称之为自由声场。模拟自由声场的实验室常用的是全消声室或半消声室。反之,若这个特定空间的边界是全反射而无声能的吸取,同样在此特定空间内也存在特定的声波传播规律。这个特定空间称之为混响声场,模拟混响声场的实验室常用的是混响室。

  这里主要先容下混响室法。

  如果在以封闭的空室(混响室)内设置以声源,经过一段时间后,在该室内产生一恒定的声压级。

  在切断声源后,声音并不马上消失,储存在空间的声能逐渐衰减,这一过程为扩散声场或混响声场。混响时间定义为声能密度衰减到60dB(即原有值的

  10-6 倍)所需的时间。

  在混响室中,测量充分扩散的声场,称为扩散声场法。若扩散声场的平均声压级为LP,则相应的声功率级为

  事实上,实验室的边界对所有频率不可能做到完全吸取或完全反射,这种差异性规定了在实验室测定声功率级的精度要求(对声压级来说即为允许偏差的要求),这就必需有一个统一的测试规定即测试方法的标准。这里有两种,一种是以国际标准化组织指定的标准(即ISO 标准);另一种是美国AMCA 或ASHRAE 指定的标准属于行业性质的标准。两者的标准之间是存在一些区别的。

  三、声音的计算

  如前所述,当声音信号进入A 计权网络时,低频的声音按比例衰减通过,而1000Hz 以上的声音无衰减地通过。这种被A 网络计权后的声压级,就称为A 声级LA。它的单位为dB。A 声级可以直接测量,也可以由8 个倍频程声压级计算得到,其数学表达式为:

  通风机的A 声级不仅与风机尺寸大小与转速有关,而且还取决于流量和压力的大小。为了比较不同型号及不同性能参数的通风机的噪声特性,可以引入比A 声级LSA,通风机测试工况点比A 声级的数学表达式:

  在实际工作中进行声音叠加时,可查曲线值来计算。见图1。

  两个噪声相加,Lp 总=Lp1+Lp2,规律总结如下:

  a) 总声压级不会比其中任一个大3 分贝以上;

  b) 两个声压级相差10 分贝以上时,叠加增量可忽略不计。

  c) 两个声压级相差10 分贝以下时,查表确定增加量,再与大的叠加。

  d) 对于多个声源,只需两两逐次叠加即可,和顺序没有关系。

  四、通风机噪声产生的原因

  通风机的噪声主要包括空气动力所产生的噪声、机械振动所产生的噪声和两者共同作用产生的噪声3 个方面。

  1) 空气动力所产生的噪声

  (a) 冲击噪声

  叶轮高速旋转时,叶片作周期性运动,空气质点受到周期性力的作用,冲击压强波以声速传播所产生的噪声。

  (b) 涡流噪声

  叶轮高速旋转时,因气体边界分离而产生的涡流所引起的噪声

  2) 机械振动性噪声

  回转体的不平衡及轴承的磨损、破坏等原因所产生的振动必然会产生噪声,当叶片刚性不足,气流作用使叶片振动,也会产生噪声。

  3) 两者相互作用而产生的噪声

  叶片旋转引起自身振动通过管道传递,往往在管道弯曲部发生冲击和涡流,造成振动加剧使噪声增大,特别是当气流压强声波的频率与管道自身振动相同时,将产生强烈的共振,噪声会突然增大,严重时将导致通风机破坏。

  五、通风机噪声的控制

  1) 设计良好的通风机,在设计时,为了防止或减少本身噪声源的产生,应尽量减少气流的冲击,避免尖锐突出和流道的急剧转弯。合理选择风机的转速大小,注意控制叶轮和蜗舌的间隙,此间隙越小,噪声越大。

  2) 消声器

  消声器一般可以通过吸取噪声源和进出风口产生的噪声来隔音降噪。不同类型的风机用的消声器各有不同。

  综上所述,微型风机厂对于风机噪声的原理和应用的先容是非常清晰的,在行业内都算是对基础问题研究的很透彻的。风机噪声的成因很多,解决的方法也有不少,大家需要明确的就是风机噪声的基础常识究竟能为大家带来多大用处。

 

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