離心式通風(fēng)機(jī)噪聲機(jī)理

風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲主要包括空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械噪聲及氣體和固體彈性系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的氣固耦合噪聲。其中，空氣動(dòng)力噪聲約占45%，機(jī)械噪聲約占30%，氣固耦合噪聲約占25%。 三種噪聲產(chǎn)生的機(jī)理各不相同。

離心式通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力噪聲

空氣動(dòng)力噪聲主要包括旋轉(zhuǎn)噪聲和旋渦噪聲，通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲就是兩者相互疊加的結(jié)果。

1、旋轉(zhuǎn)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理：

旋轉(zhuǎn)噪聲又稱離散頻率噪聲或通過(guò)頻率噪聲。當(dāng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)。旋轉(zhuǎn)葉輪上的葉片通道出口處，沿周向的氣流壓力與氣流速 度都有很大的變化。當(dāng)蝸舌與葉片出口邊緣間的間隙較小時(shí)，旋轉(zhuǎn)的葉片通道掠過(guò)蝸舌處就會(huì)出現(xiàn)周期性的壓力和速度脈動(dòng)。脈動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲被稱為旋轉(zhuǎn)噪聲。

2、旋渦噪聲產(chǎn)生的機(jī)理：

旋渦噪聲又稱為紊流噪聲或渦流噪聲，它是葉輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，葉輪葉片與氣體相互作用、耦合所輻射的寬頻帶噪聲，包括來(lái)流紊流噪聲、紊流附面層噪聲、尾緣渦流脫落噪聲和葉尖渦流噪聲。其產(chǎn)生的主要原因是由于靠近葉片出口處的邊界層脫體、氣流在蝸殼中擴(kuò)壓流動(dòng)時(shí)的脫體、葉片進(jìn)口處流動(dòng)分離和偏離最佳工況時(shí)流動(dòng)的惡化等造成的。

離心式通風(fēng)機(jī)機(jī)械噪聲

機(jī)械噪聲主要來(lái)自風(fēng)機(jī)在制造或安裝過(guò)程中的工藝等方面的缺陷，如：回轉(zhuǎn)體的不平衡和排氣管、調(diào)壓閥等振動(dòng)。軸承磨損、 葉片剛性不足造成的葉片振動(dòng)，齒輪或皮帶傳動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲等也屬于機(jī)械噪聲。

離心式通風(fēng)機(jī)氣固耦合噪聲

氣固耦合噪聲是一種比上面兩種噪聲更為復(fù)雜的噪聲。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片的出口處沿著周向氣流的速度和壓力分布不均，作用在渦殼上形成壓力隨時(shí)間的脈動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。旋轉(zhuǎn)的葉片經(jīng)過(guò)時(shí)，蝸舌便產(chǎn)生干擾，使氣流作用在葉片上的力也隨時(shí)間脈動(dòng)而 產(chǎn)生噪聲。

氣固耦合噪聲產(chǎn)生的原因很多，但噪聲發(fā)作的機(jī)理始終與氣體的繞流、流動(dòng)分離和渦流引起的壓力脈動(dòng)密切相關(guān)。

離心風(fēng)機(jī)屬于葉輪機(jī)械的一種，廣泛應(yīng)用于能源、環(huán)境、航空等各個(gè)領(lǐng)域，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要耗能設(shè)備之一。離心式通風(fēng)機(jī)是除塵通風(fēng)系統(tǒng)中四大件之一， 是一種比較精密的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，依靠葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)在風(fēng)機(jī)內(nèi)部形成負(fù)壓，將外界氣體吸入并經(jīng)葉輪流道和蝸殼排出風(fēng)機(jī)。

離心式通風(fēng)機(jī)主要由機(jī)殼、 葉輪、 機(jī)軸、 集流器、 排氣口、 軸承箱體、聯(lián)軸器、 皮帶輪及底座等部件組成。

1、增加葉柵的氣動(dòng)力載荷：

在得到同樣的風(fēng)龜和風(fēng)壓的情況下，增大離心通風(fēng)機(jī)葉柵的氣動(dòng)力載荷，可降低風(fēng)機(jī)葉片的圓周速度，從而達(dá)到降低噪聲的目的。

2、增加蝸舌前端半徑：

適當(dāng)選取蝸舌前端半徑可以有效地降低離心風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)噪 聲。當(dāng)蝸舌半徑比由r/R=0.01增加到0.2時(shí)，最大噪聲下降值為6dB。與蝸舌間隙相比，蝸舌前端半徑對(duì)于葉片通過(guò)頻率的影響要小得多。

3、增加葉輪外緣與蝸舌的間隙：

降噪原理如下：（1）由于葉片尾跡的存在，在非常接近于葉輪出口處的周向速度分布，會(huì)有最大最小值的形成。在這一區(qū)域放置蝸舌將產(chǎn)生強(qiáng)的壓力脈動(dòng)，因而形成了葉片通過(guò)頻率和其諧波的有效聲輻射。當(dāng)加大葉緣與蝸舌間的距離時(shí)，軸向速度分布變得較為平滑， 在蝸舌處的壓力脈動(dòng)的幅值也會(huì)減少。（2）蝸舌接近葉輪將周期性地阻塞兩葉片間的流動(dòng)。不穩(wěn)定的流動(dòng)建立起不穩(wěn)定的葉片力，這種力是葉輪產(chǎn)生離散噪音的一個(gè)原因。

4、雙進(jìn)口或雙列葉片葉輪的葉片錯(cuò)開(kāi)布置：

雙進(jìn)口風(fēng)機(jī)常常由兩半組成，兩者分開(kāi)制造，一起安裝。如果風(fēng)機(jī)—側(cè)半邊葉片的位置在另一側(cè)半邊兩葉片之間，沿著蝸舌所產(chǎn)生的壓力是異相位的，因此可以降低葉片產(chǎn)生的噪聲。錯(cuò)開(kāi)布置的雙列葉片葉輪的葉片減噪是基于蝸舌處壓力局部抵消的原理，與傾斜蝸舌降噪原理相同。錯(cuò)開(kāi)布置葉片適用于小型風(fēng)機(jī)，對(duì)于大型焊接式風(fēng)機(jī)，這種設(shè)計(jì)方案由于焊接時(shí)葉輪后盤上易產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱變形而不推薦采用。

5、傾斜蝸舌：

通風(fēng)機(jī)蝸舌的邊緣，一般都平行于軸。這樣，從葉輪流出的周向不均勻氣流，就會(huì)同時(shí)作用在蝸舌上，使蝸舌受到很大的脈沖力。如果使葉片出氣邊或蝸舌邊緣線與軸線傾斜，就會(huì)使作用在蝸舌上的脈沖氣流相位錯(cuò)開(kāi)減小蝸舌上的脈沖力，使風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)噪聲大為下降。蝸舌的傾斜角度最好是兩個(gè)葉片出來(lái)的氣流同時(shí)作用在蝸舌上，這樣，減噪效果比較好。蝸舌傾斜的方向應(yīng)是向后蓋板側(cè)升高。

6、在風(fēng)機(jī)出氣口管道上安裝消聲器：

在風(fēng)機(jī)噪聲中，進(jìn)、出氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲強(qiáng)度最大， 所以，在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口安裝消聲器是抑制通風(fēng)機(jī)噪聲的最有效的措施。目前應(yīng)用的消聲器種類較多，且各類消聲器在消聲降噪上的特性和對(duì)通風(fēng)機(jī)氣功特性的影響程度各不相同。

7、在蝸殼內(nèi)設(shè)置擋流圈：

為了減小渦流區(qū)，增加風(fēng)機(jī)進(jìn)口集流器與葉輪人口邊間的密封效果，可在蝸殼中設(shè)置擋流圈。這是因?yàn)椋?、低壓離心風(fēng)機(jī)的蝸殼寬度與葉輪出口寬度一般較大，氣流自葉輪進(jìn)入蝸殼的擴(kuò)壓度變大。在葉輪前盤外側(cè)與蝸殼間產(chǎn)生大尺度旋渦，使渦流噪聲變大，效率變低。但蝸殼寬度又不宜過(guò)小，否則將增大蝸殼的張開(kāi)度，使蝸殼出口端面長(zhǎng)度比過(guò)大，給后面的管路連接帶來(lái)困難。

通風(fēng)機(jī)減震的方法是把通風(fēng)機(jī)安裝在減振臺(tái)座上， 在臺(tái)座與樓板或基礎(chǔ)之間安裝減振器或減振襯， 從而起到減振的作用。

（1） 常見(jiàn)的減振臺(tái)座的形式：

①鋼筋混凝土臺(tái)座。 它是用型鋼作框架， 并在框架內(nèi)布置鋼筋， 再澆混凝土制成。 這種臺(tái)座的重量大， 臺(tái)座振動(dòng)小， 運(yùn)行比較平穩(wěn)， 但制作不太方便。

②型鋼臺(tái)座。 多數(shù)是用槽鋼焊接或螺栓連接制成。 型鋼臺(tái)座的重量較輕， 制作安裝方便應(yīng)用較普遍。 但臺(tái)座的振動(dòng)較大。

（2） 常見(jiàn)的減振器及其安裝：

常見(jiàn)的減振器有橡膠減震器和彈簧減震器。前者可制成圓形或方形， 后者減震效果好， 堅(jiān)固耐用， 但加工太復(fù)雜， 費(fèi)用昂貴。 安裝時(shí)除了要求地面平整外， 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選擇和布置減震器。 注意各組減振器承受載荷后的壓縮量或受力應(yīng)均勻， 不得偏心。 否則， 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行移動(dòng)和調(diào)整。

離心式通風(fēng)機(jī)安裝后， 只有在它的設(shè)備完全正常的情況下方可啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 為了確保風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)性能滿足要求， 預(yù)防事故發(fā)生， 延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。 此外還需注意以下問(wèn)題：

（1） 風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)與風(fēng)機(jī)銘牌上所注旋向保持一致。

（2） 在風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口管道上加裝調(diào)節(jié)閥。 在開(kāi)車前， 將其關(guān)閉， 待風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)后， 再將其慢慢打開(kāi)， 直致達(dá)到規(guī)定工況， 并檢測(cè)電機(jī)電流。

（3） 隨時(shí)檢查風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況， 如發(fā)現(xiàn)不正常的現(xiàn)象， 應(yīng)及時(shí)查明原因， 進(jìn)行停機(jī)檢修。

（4） 根據(jù)使用的具體情況定期清除風(fēng)機(jī)及管道內(nèi)部的粉塵、 污垢等雜質(zhì)， 并防止銹蝕。

（5） 隨時(shí)觀測(cè)軸承的溫升及潤(rùn)滑情況， 保持油窗干凈透亮。

（6） 風(fēng)機(jī)所用的潤(rùn)滑油應(yīng)該定期更換， 特別是每次拆修后。

（7） 建立必要的管理制度， 制訂出安全操作規(guī)程， 制定設(shè)備保養(yǎng)細(xì)則。 通風(fēng)機(jī)的日常檢修應(yīng)有專人負(fù)責(zé)， 并做好日常維護(hù)保養(yǎng)記錄。