鼓风机房降噪隔振设计
噪声,直接干扰着人们正常的工作和生活。
随着现代工业的发展,工业噪声已成为危害工人健康的重要因素为了改进操作环境,使人们免遭噪声的危害,就必须对机器噪声加以控制。
根据隔声理论,在机组外面设置隔声罩,是控制机组噪声较为合理,有效的方法。
隔声罩分为三种:全封闭式隔声罩、活动式隔声罩、局部封闭式隔声罩
一、隔声罩结构
隔声罩,是将发生噪声的机器封闭在一个罩子里,以便改善周围环境,减少噪声干扰。
它的优点是降噪明显,且制造简单,成本低廉隔声罩的主要结构是它的罩壁,它具有足够的隔声量,才能阻隔声源机器设备的噪声不致外传,从而使噪声降低到所规定的允许声级以下。
按照质量定律,罩壁的结构应当是重质的,例如,采用砖、石块、混凝土或厚钢板等的构造;但大多数情况是由于现场的空间条件、机器的维修及隔声罩的拆装运等因素;要求隔声材料密实而厚重,质量越大,惯性阻力越大,就越不易震动,隔声效果就越好。
在空间条件,经济条件等允许的情况下,可以采用混凝土隔声罩,由混凝土砌制而成。
对于需要散热的设备,应在隔声罩上留有必要的通风管道。
二、隔声罩的隔声原理
衡量一个罩的降噪效果,经常用插入损失LIL来表示。
它表
示在罩外空间的某点,在加罩前、后的声压级的差值,这相当于罩的实际降噪效果。
插入损失的计算公式为:
LIL=10lg(α/τ)+10lg[s/(s’α’)]
其中s’为罩内壁的表面积,α’为罩内壁吸声系数,S为罩内壁与罩壳内地面的总面积,α为总面积的平均吸声系数,τ为透声系数。
三、隔音罩设计制作时,要考虑以下4项要求:
(1)隔音罩的罩壁应具有足够的隔声量,以隔断空气声的传播,同时又要减少罩内混响声和防止固体声的传递。
(2)尽可能减少在罩壁上开孔;对于必需的开孔的,开口面积应尽量小;在罩壁的构件相接处的缝隙,要采取密封措施,以减少漏声。
隔声罩的孔洞和缝隙对其降噪效果特别是高频噪声有明显影响,泄漏面积占10%、1%、0.1%的隔声罩的最大降噪量分别为10、20、30dB
(3)由于罩内声源机器设备的散热,可能导致罩内温度升高,对此应采取适当的通风散热措施。
(4)要考虑声源机器设备操作、维修方便的要求。
例如,设置进出门、观察窗、手孔、活动盖板或可移动、可组装式的罩壳,以便接近机器,观察机器运行情况并进行操作与维修。
只有设计很好的全封闭隔音罩,并采用隔振支撑安装,孔洞安装消声器,采用适当密封的隔声门,才能获得理想的降噪值。
四、隔声罩的设计计算
初步选择隔声罩的长宽高分别为2.5m 、2.0m 、2.5m 。
根据要求隔声罩的插入损失为35分贝,为了有较好的隔声效果,所以罩壁采用混泥土墙,地面为在水泥地面上铺一层厚地毯,为了使维修人员进入方便,在一扇墙面开设一扇门,高2m ,宽1m ,门体采用铁皮材质,在门靠鼓风机一侧贴上9mm 厚的胶合板。
在后墙右下角开设0.3m x 0.3m 的通风口,便于通风散热。
表一 鼓风机进口各倍频带声压级 鼓风机质量(kg )
1350
鼓风机转数
(r/min )
2940 倍频带中心
频率(Hz )
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 倍频带声压
级(dB )
124 129 124 124 124 114 114 109 A 计权网络
修正值(dB )
-26.2 -16.1 -8.6 -3.2 0 1.2 1.0 -1.1 可以通过表格一中的数据求出鼓风机的A 声压级:
L A =10lg ∑=8
1i 100.1(Lpi+△LAi)
=127 dB(A)
表二各设计参数表
材料的吸声系数倍频带中心频率/Hz
125 250 500 1000 2000 4000 混凝土墙、粗糙0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25 胶合板(9mm厚)0.28 0.22 0.17 0.09 0.10 0.11 厚地毯,铺在水泥地上0.20 0.06 0.14 0.37 0.60 0.65
罩内壁的混泥土墙表面积
s1’=2(2.5+2)x2.5+2.5x2-2x1-0.3x0.3=25.41 m2
罩内壁9mm胶合板表面积
S2’=2x1=2 m2
罩内壁与罩壳内地面的总面积S=32.5 m2
罩内壁吸声系数α1’=0.34
α2’=0.16
总面积的吸声系数
α=
5.
32
09
.0
34
.0
5
16
.0
2
34
.0
41
.
25⨯
+
⨯
+
⨯
+
⨯
=0.328 取透声系数τ=0.0003
则隔声罩的插入损失LIL=10lg(α/τ)+10lg[s/(s’α’)]
=35.99dB>35dB
此设计符合要求。
五、隔振处理
隔声罩与机器之间不能有刚性连接,通常将橡胶或毛毡等柔性连接夹在两者之间吸收振动,否则会将机器的振动直接传递给罩体,使罩体成为噪声辐射面,从而降低隔声效果。
机器与基础之间、隔声罩与机器基础之间均也需要隔振措施。
在选用隔振材料时,必须既能够支撑机械设备的动力负载,又要具有良好的弹性恢复能力。
常见的隔振材料主要是橡胶和弹簧,由于橡胶适合在压缩剪切状态下工作,不适于在拉伸状态下工作,而且易老化等,所以选用弹簧作为减振材料。
鼓风机产生的激振力的频率为 f =60n =602940=49Hz
鼓风机的重量为 W=1350×9.8=13230 N
取隔振弹簧的刚度系数为K=15000 N/cm
则弹簧的压缩量X=W/K=13230/15000=0.9 cm
设备的固有频率fo =5/(fo^0.5)=5.26 Hz
由力传导系数公式T= 2)0(-11
f f
=0.11<0.3
符合要求。
六、消声处理
风机噪声成宽频带,宜选用阻抗复合式消声器。
该消声器的特点是消声频带宽,消声量大。
它由两段串联而成,第一段为阻性部分,在通道周围衬贴超细玻璃棉,可吸声。
这段消声器通道截面
较大,短波高频噪声易以窄束通过而不接触吸声材料;所以必须在通道内增设一阻性吸声层,且两端做成尖劈状,既能减少风流阻力损失,又可提高吸声效果。
它的主要作用是降低中、高频噪声。
它的第二段为抗性部分,由两节长度不等的扩张室组成。
在每节扩张室内设置插入管,其长度为扩张室长度的0.25~0.50 倍,且在管内衬贴吸声材料。
再用穿孔率大于30%的穿孔内插管连接起来,这样可使消声频带拉宽,改善气体动力特性,增强扩张室的消声效果。
其主要作用是消除550Hz以下的低频噪声。
七、罩壳上孔洞的处理
隔声罩内声能密度很大,隔声罩上很小的开孔或缝隙都能传出很大的噪声。
研究表明,只要在隔声罩总面积上开0.01面积的孔洞,其隔声量就会减少20~25dB以下。
若仍需在罩上开孔时应对孔洞进行处理:
①传动轴穿过罩的开孔处加一套管,管内衬以吸声材料,吸声衬里的长度应大于传动轴与吸声衬里之间的缝隙15倍,这杨既避免了声桥,又通过吸声作用降低了缝隙漏声;
②因吸排气或通风散热需要开设的孔洞,可设置消声箱来减声;
③罩体拼接的接缝以及活动的门、窗、盖子等接缝处,要垫以软橡胶之类的材料,当盖子或门在关闭时,要用锁扣扣紧以保证接缝压实,防止漏声;。