产品规格:
产品数量:
包装说明:
关 键 词:内燃机降噪单位
行 业:咨询 技术咨询
发布时间:2022-06-03
南京同韵声学科技有限公司是一家致力于将声学理论和技术工程化、应用化的科技型企业。目前主要开展的业务包括系统的噪声与振动控制、建筑声学设计、噪声测试分析以及咨询和培训等业务。
船舶声学设计内容
1 目标值设定
在该阶段,根据产品设计任务书(其中应给出船舶型号、航区、设计性能指标、使用要求和船上可能采用的主要设备和推进系统),结合现有同类型船舶的声学参数,确定船舶各个区域的噪声值。
2 工程设计阶段
根据船舶各个声学目标值,确定该船舶各个设备的噪声值,安装/布置形式;估算行驶中的噪声特性,并设计船舶内各个舱室设备的安装条件、结构尺寸以及船舶内舱室声学构件的声学性能和布置。主要包括:
A. 选择和确定合适的主机,满足船舶动力和噪声声功率要求;并确定主机的安装形式。
B. 选择和确定合适的辅机,满足船舶行驶和噪声要求;并确定其安装方式。
C. 设计船舶内各空调管路安装方式和消声结构。
D. 选择和确定合适的螺旋桨,满足船舶推进和噪声要求;并确定安装方式和安装位置/数量。
E. 确定船舶内各个舱室的布置形式和尺寸结构,如主机室,各个辅机安装舱室,各个工作舱室以及船舶内各个居住室的布局;各个舱室的尺寸结构。
F. 确定各个主机室、辅机室的吸声和隔声设计方案。
G. 确定各个舱室,如工作室(如驾驶室、办公室、厨房等)和居住室的吸声、隔声和阻尼设计方案。
H. 对船舶内其他舱室(如有,例如酒吧、会议室、音乐或放映厅)等舱室进行声学设计。
样船的声学实施阶段
根据上述声学设计,开展船舶内各个设备的声功率测试、安装实施,满足上述声学要求的各个设备的声学安装以及开展满足上述声学要求的船舶各个舱室的构件安装。
实船验证工作
实际测试该船舶标准工况下,船舶各个区域的噪声分布,评价各个舱室是否满足初船舶噪声设计值得要求。
机械噪声及其产生机理
机械噪声是由与冲击、摩擦、交变应力或磁性应力等作用下,引起的机械设备结构部件碰撞、摩擦、振动产生的。在风电机组中,主要的机械噪声来源有齿轮箱、发电机、偏航设备、冷却风扇(实际上,这一部分应归到气动噪声中)和其他设备等。
对于齿轮箱,偏航设备这类旋转零件较多的部件,其噪声多是由于转动零部件的不平衡引起的,对于转子的形状不对称、材质不均匀,毛坯缺陷,热处理变形,加工和装配误差以及与转速有关的变形等原因,是质量分布不均,造成转子偏心,当转子运转时就产生了不平衡的离心惯性力,从而是机械产生振动和噪声。
发电机的噪声问题比较复杂,其噪声源主要有电磁噪声、流体产生的空气动力噪声及转子和轴承的机械噪声。电磁噪声是因为交变磁场引起定子铁心和电驱绕组振动时产生的噪声,该噪声为固体传播声,传向定子机座,成为噪声源。空气动力噪声则是由于安装在转子轴端的风扇和转子自身的的旋转而使发动机内各部分的冷却空气流动,继而产生的噪声。此外转子自身旋转也会产生空气动力声。转子和轴承的机械噪声则是由振动产生的。
冷却风扇的噪声机制基本相近,在此以轴流风扇为例进行说明。轴流风扇的噪声包括旋转噪声和涡流噪声,当风机出口直接排入大气时还有排气噪声。
电磁噪声及其产生机理
1.该部分噪声主要来自风电机组的变电站:变电站运行期间的噪声主要是主变压器、电抗器和室外配电装置等电器设备所产生的电磁噪声,主要以中低频为主。这类噪声是由电磁场交替变化而引起某些机械部件或空间容积振动而产生的噪声。常见的电磁噪声产生原因有线圈和铁心空隙大、线圈松动、载波频率设置不当、线圈磁饱和等等。
2. 风电系统的噪声控制方法
考量风力发电机组的整体性能中,很重要的一个就是高的风电转换效率,而在进程噪声控制实施过程中,先要保证噪声处理方案不会对其能量转换效率造成影响。其次,需要确保在噪声控制措施实施后,不会影响其后续的操作、维修等工作。另外,风力发电机组塔筒内部需要很好的散热,在进行降噪处理时一定不能影响塔筒内整个空间的散热效率,保证机组各部件的安全运行。同时还需要考虑风场的气候条件,确保安装的外部隔声装置能够耐湿,耐寒,经久耐用。
在气动噪声上,实际降噪措施有降低翼尖速度比,减少叶尖速度,减小叶片的迎角,将涡轮机设计为逆风型(即将转子移动到上风口位置,因为叶片顺风的时候会产生间歇性的重击声),设定合适的变速控制策略,改变叶片尾缘,增加转子的力矩,增加涡轮机的重量和成本,叶片间距的调节,改进叶片的形状设计,使之有较好的流线型和合适的弯曲角度,此外需要及时的清洁表面,修补漏洞。在设计阶段,则需要对叶片的噪声情况建模以优化结构,设计生产。一般的来说,选用逆风型的、低转速、合理的叶片间距控制,这样的风电机组产生的气动噪声较小。
有研究表明,风扇的叶片材料,对其噪声也有一定程度的影响。总体说来,材料的损耗系数越大,其噪声越小。增加风扇的叶片数,在转速不变的条件下,可以增加风扇的风量。或者在获得同等风量的前提下,可以降低风扇的转速,从而降低风扇噪声。但叶片数在6以上时,增加叶片数,风量增加有限,且在降噪特性上往往有的作用。低速宽叶风扇与高速窄叶风扇在相同的风量情况下,前者比后者产生的噪声声压级低4dB(A),并且功率消耗要减少27%。缩小风扇与护风圈的间隙,防止气流紊乱,可以降低风扇噪声。
对于机械噪声,我们可以通过采用精加工的齿轮,将组件安装于机舱内而不是直接接触地面,在机舱中增加挡板和隔声件,在主要组件上采用隔振器和柔性支撑安装,在相应的主要发声设备周围进行吸声隔声处理,对有振动的地方安装阻尼缓冲件,优化设计涡轮机结构避免将噪声传递到整个结构上。
对于电磁噪声,采用磁致伸缩小的高导磁材料,降低铁心磁密,改良和缩小铁心接缝,采用多级接缝,以及进行隔声隔振处理等。此外,有研究对发电机进行主动降噪,将转子材料改变,从而实现低额定转速,从而在声源上控制了发电机的噪声。
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。
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,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。
公司已建成LMS 12+ 振动噪声分析系统;B&K PULSE 振动噪声分析系统、B&K 声强探头、B&K 传声器校准系统以及Matlab计算分析软件。具备各类家用电器、机电设备、风电设备、航空航天、工程机械以及商业建筑等多个领域的系统噪声控制能力和经验。公司获得2013年度南京型科技创业计划,于2015年通过届江苏省社会信用管理贯标验收。