热水器噪声控制单位 噪声治理
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关 键 词：热水器噪声控制单位
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发布时间：2021-04-27
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。
空气净化器噪声控制
1. 空气净化器噪声源与传递特性
现而今，空气净化器噪声已经成为影响空气净化器使用的主要因素。空气净化器噪声源主要还是其内部的风机所产生。其传递途径则包含三部分：进气端、端以及面板。因此对空气净化器噪声控制主要是围绕如何通过降低其内部风机通过上述三个途径的传递贡献。
2. 风机噪声基本特性
风机的噪声包括旋转噪声和涡流噪声，其中旋转噪声是由于工作轮旋转，轮上的叶片打击周围的气体介质、引起周围气体的压力脉动造成的。由压力脉动造成气流很大的不均匀性，从而向周围辐射噪声。旋转噪声频率fi为：
fi=nzi/60 (1)
式中：n为轮机转数r/min，z为叶片数，i为谐波序号
从旋转噪声强度看，基频噪声，随着谐波次数变高，噪声强度渐渐变小。对于离心风机，叶片出口处沿着工作轮周围，由于存在尾迹，气流的速度和压力都不均匀，这种不均匀的气流作用在蜗壳上，于是在蜗壳上形成了压力随时间的脉动，气流的不均匀性越强，噪声也越大。
而涡流噪声则主要是气流流经叶片界面产生分裂时，形成附面层及漩涡分裂脱离，而引起叶片上压力的脉动，辐射出一种非稳定的流动噪声。
fc=Kvi/t (2)
式中：K为斯特劳哈尔数，在0.14到0.2之间；v为气体与叶片相对速度；t 为物体正表面宽度在垂直于速度平面上的投影。
由于涡流噪声频率主要取决于叶片与气流的相对速度，而相对速度与工作轮的圆周速度有关，则圆周速度是随着工作轮各点到转轴轴心距离而连续变化的。由此风机涡流噪声是一种宽频带连续谱噪声。
因此整体而言，风扇噪声特性是一种宽频连续谱噪声并在某些频率点显示出峰值。下图为一个典型的风机噪声频谱曲线。
风机噪声频谱
3. 空气净化器噪声控制设计方法
制氧机内部空间较为紧凑，同时风机的频谱范围较宽，因此需要根据风机运行时的噪声频谱特性，开展复合吸声材料设计，以满足在较薄的情况下得到较宽的吸声频带。再结合空气净化器的结构，开展消声通道的设计分析。
同时，如果对制氧机降噪量较大时，还需要净化器壳体的复合隔声设计。
后，对于制氧机内部振动较为突出的部件，开展阻尼减振处理。
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。
声学设计
在产品或设备研发阶段，同步开展相应的声学设计，包括产品声学目标设计、声学方案设计、实施等内容，从而保证产品在样机阶段具备良好的声学性能。在产品研发阶段开展声学同步设计的优势在于：
可以大幅缩减产品定型后因噪声问题带来的开发周期
可以减少后续的开发成本。
声学同步开发的主要工作包括：
1. 目标值设定
在该阶段，结合产品或设备的定位，给出该产品各种工况时的噪声值。
2. 工程设计阶段
根据设备运行时的声学目标值，确定该设备各个部件的噪声值，安装/布置形式；吸声材料、隔声材料的声学性能和密封的形式。
3. 声学实施阶段
根据上述声学设计，开展吸声和隔声材料的试制、设备的具体安装、声学材料和密封的布置。
4. 声学验证工作
实际设备在标准工况下，设备的噪声分布，检查是否满足初设计要求。
