羅茨風機降低噪聲的根本途徑

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http://congsun.cn/archives/5109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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