防爆电机噪声控制 降噪
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发布时间：2021-06-06
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。
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。
工程机械噪声控制
工程机械是我国装备工业的重要组成部分，它主要用于国防建设工程、交通运输建设，能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。
随着工程机械行业的迅速发展，人们对于工程机械的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到环境保护；过高的噪声既会损害驾驶员的听力，还会使驾驶员迅速疲劳，从而对工程机械的行驶作业安全性构成了极大的威胁。噪声控制也关系到工程机械工作的平顺性、耐久性和安全性。因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的，既要减小振动，降低噪声，又要提高乘坐舒适性，保证产品的经济性，使工程机械的噪声控制在标准范围之内。进入21世纪后，提出了工程机械的环保技术和信息技术，使工程机械发展进入了新的发展阶段。和日本市场对工程机械的噪声实施了更加严格的要求，为配合国际化战略，提升产品技术水平，进一步开拓国际市场，研究工程机械的振动性能及其与内部噪声的关系对降低车辆内部噪声以及提高国产工程机械的竞争能力具有重要意义。
工程机械振动噪声源主要包含动力传动系统的振动噪声，发动机的机体振动、进排气噪声，车架振动以及蒙皮振动噪声等，这些噪声经空气和固体传播。其中，经由空气传播的噪声即空气声主要有发动机的表面辐射噪声、进排气噪声、风扇噪声、气体流动噪声等；而固体传播的噪声即固体声主要是动力传动系统的振动经车架、驾驶室地板及蒙皮产生的低、中频振动噪声。此外由于机械撞击、摩擦和机械载荷的作用，车内装备的运动部件也会产生振动发出噪声。压路机壁板、蒙皮主要是由薄钢板和玻璃板构成，其动态特性十分复杂，模态频率非常密集，声辐射效率也较高，其辐射噪声的频谱中具有明显的振动激励的频率特征，极容易与振动声源发生共振。如果辐射噪声传入密闭空间如驾驶室内，该噪声会在密闭空间内多次反射形成混响，声音将进一步提高，使车内声场接近于扩散声场，并可能产生空腔共鸣现象，所以车内噪声实为直达声与混响声叠加后的结果。相关研究结果表明，车身的结构、材料、形状、大小对车内噪声形成空腔共鸣现起着决定性作用，激励振动大小、振动传递系统的阻尼特性、车身内部吸声材料性质与厚度对车内空腔共鸣噪声峰值有重要影响。
车间厂房中设置的机器较多，常见的压缩机、风机、空压机以及各类加工设备等，不同机器产生噪音的原因不相同。因此在进行车间厂房噪音治理的过程中，重要的就是找到影响敏感点噪声源的主要贡献，再结合这些噪声源的特性开展综合噪声治理。具体而言，首先是根据各个敏感点所要求的噪声限值要求（即噪声控制的目标）和该点的实际噪声值和倍频程噪声特性；计算出如各个倍频程所需的降噪量。
对于车间厂房内噪声控制的主要方法有：
1、机械设备安装做好减振处理
车间厂房在安装机械设备时就应重视减振处理，具体的做法就是在机械设备的底部采取相应的减振、隔震措施。
2、吸音降噪
一般厂房内的墙面和顶均为混凝土，其吸声较小，因此厂房内混响时间较长，同时设备运行时的噪声衰减也较为缓慢，因此需要开展吸声降噪处理。
3、隔声降噪
隔声降噪主要是降低设备运行时到达降噪点直达声的贡献。
4、阻尼减振
当厂房内设备某些薄板结构存在较为明显的振动时，需要开展阻尼减振降噪处理。
5、消声降噪
对于厂房内的各种风机等设备，需要开展消声处理。
