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发布时间：2021-10-17
一、油气管道声源特性
天然气长输管道工艺场站存在多种工艺管线和工艺设备等多声源发声体。场站在正常运行时，噪声主要来自汇气管、分离器、阀门及调压设备、放空系统以及各类通风扇、排风扇、循环泵等产生的噪声。在非正常运行时，噪声来自放空管、分离器调压时产生的瞬时噪声；清管作业时，主要来自放空管产生的瞬时噪声。
场站噪声强度大小与投入运行的设备及运行工作状况有关。在冬季用气高峰期间，由于管道内部天然气气流的流速和压力较高，工艺管线和设备产生的噪声强度就较大，但其他用气时间，噪声强度相对较低。
根据对场站噪声声源的分析，场站噪声可以分为气流噪声、机械噪声、电磁噪声。
1）气流噪声：当天然气高压气流由干线进入支线时或气流通过调压阀时，由于管道内径变小，导致天然气高压气流冲击、摩擦管道内壁产生的能量，以声波的形式从该处辐射出来，从而产生噪声。一般而言，气流噪声比其它设备的噪声要高10～30dB（A）， 是工艺场站的主要噪声源。
2）机械噪声：工艺场站有许多工艺设备快速旋转和往复运动，产生摩擦、冲击，引起机件振动而产生的噪声。
3）电磁噪：由驱动电机的磁场脉动引起的噪声，电机冷却风扇还引起气流噪声等。
二、油气管道噪声满足要求
中华共和国石油化工行业标准《SH/T 3146- 2004 石油化工噪声控制设计规范》规定油气管道首先满足厂区作业人员的噪声要求，即：
同时，由于油气管道一般距离居民区较近，因此油气管道噪声辐射到厂界的噪声强度不得超过下表值：
其中：
0类声环境功能区：指康复疗养区等特别需要安静的区域。
1类声环境功能区：指以居民住宅、卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域。
2类声环境功能区：指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。
3类声环境功能区：指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。
4类声环境功能区：指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域，包括4a类和4.b类两种类型。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通(地面段)、内河航道两侧区域;4b类为铁路干线两侧区域。
三、油气管道噪声治理
油气管道治理除了常用的吸声、隔声和阻尼等处理手段外，主要的还是针对管道辐射噪声开展。即应该采用声源识别技术，判断管道辐射噪声源的主要位置，而后针对管道开展阻尼吸声隔声复合包裹手段，降低管道辐射噪声。
乘用车声学开发是声学同步设计中，相对开展较多的工作。乘用车声学包开发主要包括以下内容：
1. 概念阶段
1.1 Benchmarking（定标）和目标值设定
1.1.1 对竞品车进行路试和整车空气传播噪声传递函数测试
1.1.2 对竞品车声学包进行技术分析和声学测试
1.1.3 为目标车选择声学包方案
1.1.4 设定整车目标值
噪声测试
2. 工程阶段
2.1 阻尼片仿真分析
2.1.1 测试阻尼材料阻尼性能
2.1.2 进行阻尼片仿真分析
2.2 声学包仿真与设计优化
2.2.1 对平板件进行吸声和隔声测试
2.2.2 材料测试、建模，用于仿真输入
2.2.3 声学包仿真分析与设计优化
2.3 SEA仿真分析
2.3.1 建立SEA模型
2.3.2 将内前围隔音垫、地毯等声学包零件部件集成到SEA模型中
2.3.3 基于目标车型的ATF性能，分解零部件目标值
2.3.4 基于分解出来的目标值，对零部件进行再次仿真分析和设计优化
噪声测试
3. 样件/样车阶段
3.1 隔声性能测试及前围区域设计优化
3.1.1 对内前围隔音垫和地毯隔音垫进行隔声测试
3.1.2 对前围区域各个开孔处进行隔音性能测试
3.1.3 对前围区域各个开孔处进行优化设计
3.2 声载荷测试及目标分解
3.2.1 声载荷测试
3.2.2 对状态的零部件进行声学测试和材料分析
3.2.3 更新并完成SEA模型，然后进行目标值分解
3.3 声学包设计优化并定型
3.3.1 根据新的零部件目标值，对声学包进行进一步的设计优化
3.3.2 对零部件进行吸声和隔声测试，加以验证
3.4 OTS样车验证
3.4.1 样车路试
3.4.2 样车空气传播噪声传递函数测试
3.4.3 通过手工样件对整车进行优化并验证
噪声测试，隔声测试
4. 量产前阶段
对样品车在量产前提供必要的NVH支持
噪声控制主要步骤
1. 噪声源测试：
主要内容：根据验收标准，测试该设备噪声源的特性，声源位置；分析声源的产生机理，不同声源对接收点的贡献和声源传递途径。
2. 仿真分析：
主要内容：根据设备噪声源的产生机理和设备结构特性，计算声源到接收点的噪声传递特性，并与测试结果进行比对，从而确定各种声源的贡献和各种传递途径的贡献，为降噪方案设计提供必要的依据。同时，开展降噪方案效果的预估和降噪方案优化。
3. 降噪方案设计：
主要内容：根据声源的贡献和传递特性以及设备结构特性，开展具备可实施空间的降噪方案设计。如设计吸声材料、密封、隔声和阻尼的位置，并预估降噪效果，使降噪量达到目标要求，并满足设备的稳定运行。
这部分工作是噪声控制的核心。具体而言，首先是根据设备运行所要求的噪声限值要求（即噪声控制的目标）和设备运行时的实际噪声值和倍频程噪声特性。
4. 声学材料设计
主要内容：根据上述噪声源频谱特性，设计满足声学要求的吸声材料、阻尼材料和隔声材料；同时满足设备的工作温度、环保、保温/散热、耐腐蚀等具体要求。
5. 降噪方案实施
主要内容：根据降噪方案和声学材料，开展设备降噪实施。噪声控制的主要效果主要取决于降噪方案、声学材料设计和方案具体实施过程。
6. 降噪效果评估
主要内容：评价该产品在相同工况下，在实施降噪方案前后的声学特性，评价方案的降噪效果。如果降噪效果满足要求，申请相关专利，形成知识产权。
各种气体放空，通常是直接泄放在大气中，放空排气装置的尾端一般为管段或孔，其截面多为圆形，所以，这类放空基本上属自由圆射流。气体流出前的压力一般都很高，一旦从喷口喷出，压力锐减为环境压力，而体积相应扩大，表现为以很高速度流出喷口，气体以很高的速度流出管或孔口，冲击、卷吸静环境气体，形成剧烈扰动，从而辐射出强烈的噪声，这种噪声称为喷流噪声。同时喷注结构一般为亚声速，即出流速度小于当地声速，它大体分为混合区、过渡区和充分发展区三个部分。混合区的长度约为喷口直径D的5倍，混合区内有一个锥形喷注核心，核心气流等于喷气口的流速。在核心周围，喷注与周围卷吸来的气体剧烈混合，它是喷注噪声产生的主要区域，该部分辐射噪声主要为高频噪声。过渡区是离喷口5D~15D区域，该区域气流为湍流运动，是产生噪声的次要区域，喷注噪声频率较低。充分发展区位于15D以外，它产生的喷注噪声一般可忽略。
喷注噪声是宽频带噪声，它的强度及频率可由实际测量得到。如果由理论计算，它的峰值频率可由下式估算：
fm=0.2V/D
式中：fm为喷注噪声的峰值频率(Hz)；V为排气速度(m/s)；D为喷口直径(m)
喷注辐射噪声的总声功率W可由下式近似计算：
式中：R为常数，实验值为0.3×10-4~1.8-4；ρ为排放气体密度(kg/m3)；ρ0为环境大气密度(kg/m3)；c0为大气中声速(m/s)
若用声压级表示喷注噪声强度，在离喷口lm远处的声压级Lp可由下列经验公式计算：
式中：g=Ps/P0；Ps为喷口内气流驻点压强，P0为环境压强。
针对排气噪声控制，一般采用排气，主要包括小孔喷注、节流降压和多孔扩散。
