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罗茨鼓风机噪声频谱_罗茨风机

时间:21-06-04  来源:锦工罗茨风机原创

罗茨鼓风机噪声频谱:山东锦工机械有限公司

  罗茨风机的生产技术在我们的当今社会发展的越来越迅速,随着生活水平逐步的在提升,各行各业接触的工作设备也是比较繁多的,罗茨风机就是其中之一,为了让大家更加了解罗茨风机的知识,小编收集了很多关于这方面的相关资料,那么下面就和我一起来看看吧。以下关于“罗茨风机的工作特性以及噪音说明”的介绍。

  一、罗茨风机的工作原理

  其实罗茨风机是根据罗茨原理进行设计制造的一种设备,属容积式鼓风机,具有强制输气特征。当风机用于正压送风的情况下,我们叫做罗茨风机,如果用于负压抽吸,就叫做罗茨泵。

  风机启动时,如果关闭风进口阀门,出口未打开,原则上是不允许的,因为它具有强制排气的功能,风机内的空气会在排气口处形成较高的正压导致电机过载。

  罗茨鼓风机为容积式风机,输送的风量与转数成比例,靠安装在机壳上的两根平行轴的两个“8”字形的转子作用而抽送气体。转子由装在轴末端的一对齿轮带动反向旋转。当转子旋转时,由于叶轮互为反方向匀速旋转,使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。当气体排到出风管内时,压力突然增高,增加的大小取决于出风管的阻力的情况而无限制。

  只要转子在转动,总有一定体积的气体排到出风口,也有一定体积的气体被吸入,各支叶轮始终由同步齿轮保持正确的相位,不会出现互相碰触现象,因而可以高速化,不需要内部润滑,而且结构简单,运转平稳,性能稳定。

  二、罗茨风机的噪声标准

  工业用罗茨风机,属连续运转之设备。国际标准化组织(ISO)对此类设备所规定的噪声标准为≤90分贝,我国的新标准与此相同,这也是工业企业连续性噪声达标的依据,但在不采用消声措施的情况下,风机进出风口向环境所射出的噪声可达110~120分贝,大大超过了达标要求。

  罗茨风机是一种通用机械设备,其使用范围很广,电力、矿山、机械、冶金、化工等各行业的生产均离不开风机。风机在运转中产生的噪声常常成为影响工人健康和干扰环境的祸源。特别是邻近生活区的风机,其进风口和出风口所辐射的空气动力性噪声,更是污染环境的主要因素,形成公害,是近年来我国工业部门治理噪声污染的主要对象之一。

  我们知道,风机的噪声源在噪声级时,其频谱值往往不止一种,而对不同频谱带,对其消声量要求也不相同。为此消声器采用了对高、中频噪声起消声作用的阻式结构及对中、低频噪声起消声作用的抗式结构,同时在阻式通道中采用了高频及低频两种消声区,用以限度的增宽消声频带,以实现良好的消声效果。

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罗茨鼓风机噪声频谱:罗茨风机噪声源分析

  罗茨风机噪声含有多种“成分”。锦工风机从噪声产生机理分析,罗茨风机噪声主要由气动噪声、机械噪声和电磁噪声等几部分组成,其中气体动力性噪声具有强度高、危害大的特点,是罗茨风机的主要噪声污染源。从噪声传播途径分析,罗茨风机噪声由空气噪声和结构噪声两部分组成,空气噪声通过进气口、排气口、机壳、管壁等辐射与传播,结构噪声通过机壳、管壁与基础等传播,结构噪声容易造成物体振动并激发二次空气噪声。罗茨风机噪声传播途径如图1所示。

  1.基础结构噪声 2.机壳与管壁噪声 3.气流噪声

  围介质造成了压力脉动,形成了气动噪声。当风机叶轮逐个扫过进气口与排气口时,气体受到周期性扰动,引起压力脉动,同样产生了噪声。由于风机叶轮与机壳之间围成封闭的基元容积,在基元容积与排气口连通一瞬间,风机排气口的高压气体向基元容积快速回流,使气流受到剧烈冲击与压缩造成压力脉动,形成了强烈的气动噪声。旋转噪声具有确定的基频,计算式为f1=Z·n/30(Hz),其中Z为叶轮数,n为转速(r/min)。

  涡流噪声又称紊流噪声,是气体涡流运动产生的一种非稳定流动噪声。在叶轮及机壳流道表面,尤其在气流突然减速或速度方向发生突变的部位,气体附面层发展到一定程度就会发生脱离,形成漩涡。内泄漏气体的流动方向与主气流方向相反,也会在泄漏间隙两端产生漩涡。由于气体具有粘滞性,气流漩涡产生后还会在流动过程中进一步分裂,形成一系列更小的涡流。

  除了上述旋转噪声和涡流噪声外,气动噪声还包括共鸣声。由于叶轮旋转和气流涡流运动等因素的影响,气体压力在很宽的频率范围内脉动。这种脉动与进(排)气腔发生声学上的共振,产生共鸣声。当共鸣声通过进、排气口辐射时,显著增强气动噪声的某些共振频率成分。

  机械噪声主要来源于机壳的振动,使机壳发生振动的原因主要有两个:①叶轮的转动不平衡力,通过传动构件转移到机壳上,对机壳产生周期性的激励;②机壳内的涡流强度所决定的压力脉动,常与叶片的基频(即叶片通过频率)有联系,也对机壳产生周期性的激励。风机的风压越高,这一激励源越不能忽视。此外,电动机、基础振动和管路振动也会产生机械噪声。

  几种典型的罗茨风机噪声频谱特性如图2所示,其特点是中低频噪声峰值突出,高频噪声成分逐渐减弱。罗茨风机转速一般为490~3000r/min,旋转噪声基频为49~300Hz,使风机噪声呈现低频特征。涡流噪声以中高频成分为主,具有宽频带特性。共鸣声对中频噪声影响较大。

  罗茨风机噪声与风量、转速、压力等参数有关。一般情况下,风机风量、转速与压力升高,噪声增大。实验证明,当转速与压力相同时,风量增大一倍,噪声增强约6dB(A);压力每升高一个大气压,噪声增强约3~4dB(A);如果转速增加一倍,则噪声增强约6~10dB(A)。

  测量罗茨风机噪声的目的就是为了对被测对象进行噪声等级的分析、评价或声源识别,以便采取适当的措施进行噪声控制。通常罗茨风机的噪声识别方法有现场测量法、声功率测量法、表面振动测量法等,其中,现场测量法是工程实际中常用的方法。

  现场测量法通过对数据、频谱的分析确定主要的噪声辐射源,方法简便,测量结果能真实反映风机的振动与噪声水平,但易受环境的影响。声功率测量法反映噪声源辐射强度与辐射特性,避免了声压级易受测量距离和测量环境影响的缺点。振动测量法是根据罗茨风机的表面振动速度来估计表面辐射声功率,主要困难在于罗茨风机零部件辐射比的确定,需要测量较多的数据和进行大量的计算。

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罗茨鼓风机噪声频谱:罗茨鼓风机噪音太大怎么办?看快速解决方案

  罗茨鼓风机噪声如何处理?今天锦工风机以实际案例给大家进行解读:某煤气公司的鼓风机房内有两台相同的罗茨鼓风机,正常情况下两台同时工作。其技术规格为:流量175.4m3/min,出口静压力为50kPa,功率为210kW,输送介质为低压空气,形式为水冷式。经测量,机房内两台设备相距1m,两台鼓风机的进气噪声高达102dB,即使在机房门口仍有86dB,严重干扰了厂区和机房内的生产,也对厂区附近的居民小区有较大影响。为此,需要予以治理。

  罗茨鼓风机属容积回转鼓风机,其利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机,运转时产生噪声的原因主要有:

  ①气体在管道输送过程中由于管道横截面积变化所引起的气流脉动噪声;

  ②风机叶轮在转动过程中由于容积空间变化将产生压力脉动,从而引起流量脉动噪声;

  ③进气口面积突变所导致的高低压气体撞击所引起的气流脉动噪声;

  ④高速气体与叶轮和壳体的接触噪声;

  ⑤齿轮啮合过程中由于齿型误差所引起的振动噪声;

  ⑥因轴承制造精度差所引起的噪声;

  ⑦叶轮由于受力不均引起的轴承振动噪声;

  ⑧叶轮啮合过程由于转子制造误差所引起的撞击噪声。

  其中,空气动力性噪声占主导地位,危害也最大,是噪声控制过程中需要重点考虑的。空气动力性噪声按产生机理分析,主要有两种形式:一种是风机叶片负荷和厚度引起的旋转噪声;另一种是风机叶片附面层分离、旋涡发放、紊流脉动等引起的涡流噪声。旋转噪声是由于风机叶片工作于非黏性的势流中产生的,其频谱常呈低中频性,伴有一组离散的频率尖峰;而涡流噪声则取决于风机叶轮的形状以及气流相对于机体的流速及流体黏性,产生连续频谱的高频噪声。频率越高,噪声指向性越强。不同的风机参数,有着不同的频谱。风机噪声频谱特性:<500Hz为低频噪声,500~1000Hz为中频噪声,>1000Hz为高频噪声。

  罗茨鼓风机的噪声强度及频谱特性既与风机的工作静压大小有关,又与风机的流量、转速有关。如随着流量的增大,噪声也相应升高,其中高频噪声的增大尤为显著。

  针对罗茨鼓风机噪声产生的特点,对其噪声的控制,主要是采用隔声、消声、吸声及包裹等技术,具体措施为安装消声器,建立隔声罩,采用软管和连接,管道包扎,粘贴吸声材料,风机表面喷涂阻尼材料,采用隔声门窗等。

  1、隔声降噪

  为了保证机组正常运转和维修方便,在原机房内基本设施不变的情况下,在适当的部位配套隔音罩。从结构上,隔声罩有单层和双层两种结构形式。单层隔声罩的构件由罩板、阻尼材料、吸声层及护面层组合而成,其隔声量一般可达20~30dB。双层隔声罩是在两个单层构件中间夹有一定厚度的空气层,其隔声效果比单层隔声罩要好。本隔声罩采用单层结构。本隔声罩采用整体结构,隔音罩外壁材料选用2mm厚的冷轧钢板,设有能敞开的小门及玻璃观察窗。

  拼缝及门窗是隔声的薄弱环节,应尽量将数量控制到最少,尺寸控制到最小。本隔声罩采用了一个门,并采用密封金属门代替木门,且在接缝处垫衬橡胶条密封。隔声罩内不安装吸声材料,罩内辐射噪声的声能就会不断积聚,导致最后辐射噪声与从隔声罩内透射的声能相等,隔声罩就会失去隔声作用,因此,隔声罩内部必须安装吸声材料,设计中选用密度30~35kg/m3,厚为100mm的超细棉,再以玻璃布及1mm穿孔钢板为覆盖层,使机房内的噪声传播强度相应减弱。

  2、吸声隔噪

  机房密封的结果虽然防止了噪声外传,但由于原机房室内墙面平均吸声系数很低,因此,加剧了声波在室内的反射混响。为了减小混响声,在节约资金的前提下,在机房值班室四周墙壁和顶部加上6cm厚的微孔泡沫材料;墙壁与风道间隙填充毛毡,吸收鼓风机的辐射噪音,并进行了自然通风处理,安装了换气扇,保持值班室有足够的新鲜空气对流。

  3、消声隔噪

  装设消声器是控制风机噪声的主要途径。消声器是一种既允许气体通过,又能衰减或阻碍噪声传播的装置,可以大大减弱进、出风口辐射出来的噪音。采用消声器控制气体动力性噪声,既简便又有效。通常,在鼓风机进气口或排气管路中安装消声器,可以大幅度地降低从进气口辐射或管路中传播的噪声。但市场提供的消声器以阻性的为多,仅适用于杂质少、无水雾和油雾的空气消声。该公司罗茨鼓风机输送的介质为半水煤气,其中含有煤焦油,易引起吸声孔的堵塞,故市售消声器不能用于该风机的消声。为了达到较好的消声效果,所选用的消声器必须满足以下要求:具有良好的消声性能;阻力小,安装消声器后增加的阻力不影响罗茨鼓风机的工作效率,保证排气通畅;根据现场情况,采用立式消声器,直径不大于1100mm,总长度不能超过2m。罗茨鼓风机厂家

  按以上要求,采用简易阻抗复合型消声器,其结构要点如下:

  ①由于吸声材料易被煤焦油、煤尘堵塞,因此,设计成内腔无吸声材料;

  ②在保证一定通道截面积的情况下,气体分多通道进入,计算每个通道的共振器的小孔孔径、板厚、腔深以达到消除不同频率噪声的目的;

  ③引入阻性折板,将一条共振腔大角度相折连接,这样可增加声波在消声器通道内的反射次数,改善其声学性能,增强消声效果;

  ④为消除高、中频噪声,在消声器四周的共振腔内装填吸声材料;为减少噪声辐射,在消声器外围设置空腔。

  安装试运行后,经测定,上述排气消声器有效地控制了机房排气管内的辐射噪声。

  4、隔振

  振动是噪声的主要来源,鼓风机的振动会产生低频噪声,因此,减轻机器振动是控制噪声的治本办法。为此,罗茨鼓风机的外壳材料选用了铸铁,用以增加其自重与外壳厚度,减小自振。在鼓风机进、出气口设置柔性波纹管减震接头,降低由鼓风机振动而传递到风道上的噪声,同时在罗茨鼓风机基础下部加设减振器。

  5、包裹

  室外出风管大多设在地面上,运行中噪声很大。为降低噪声,可将出风管全部设在地面以下,利用土层吸音,也可用隔音材料将管道包覆。根据本地的实际情况,采用了将管道包覆的办法来达到保温、消音的目的。

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罗茨鼓风机噪声频谱:风机噪声频谱特性和风机降噪方法

  风机广泛应用在工业生产企业和民用建筑。风机的种类有很多:可分为离心式风机/叶片式风机、轴流式风机和罗茨鼓风机等。由于风机的种类和型号不同,产生的噪声及频谱特性也有所不同。从风机噪声的机理及特性来看主要由四部分组成。进气口和排气口的空气动力性噪声、电动机的电磁噪声、风机振动通过基础辐射的固体声、机壳、管路、电动机轴承等辐射的机械性噪声。在这四部分中,一般以进、排气口的空气动力性噪声最强。根据对风机的实测分析表明,风机的空气动力性噪声约比其他部分的噪声高处12~25dB(A)。因此,对风机采取噪声治理首先应考虑空气动力性噪声。

  风机噪声频谱特性的分类

  过大量的现场实测和对风机产生噪声的机理分析表明:风机噪声频谱可适当的分类。如常见的离心风机,其叶片数为10~12片,转数为250~1450r/min时,基频落在倍频程中心频率63~125Hz的范围内,主要频率范围为125~2000Hz。当转数为1450~2900r/min时,基频落在倍频程中心频率250~500Hz的范围内,重要频带范围为250~4000Hz。离心风机的峰值一般在500Hz以上,重要频带范围在125~4000Hz或250~8000Hz,呈宽频带噪声。这样,按倍频程最大声压级的分布特性。可将风机噪声分为五类:特低频、低频、中频、高频、宽频。

  对风机进行噪声治理之前,必须详细了解风机和机组的噪声状况。

  这里包括查资料或实际测量,并对噪声频谱进行分析。风机噪声的大小与风机的结构、型号、风量和风压等因素有关。根据风机噪声的大小、现场条件、噪声控制的要求,可选择不同的噪声控制方案和措施。一般可分为加装隔声罩、安装消声器、减振及隔振措施等。

  安装隔声罩

  机噪声不但沿着管道气流传播,而且能透过机壳个管道向外辐射噪声。同时,风机机组的机械噪声和电磁噪声也向外传播,污染周围环境。当环境噪声标准要求较高时,仅用消声器不能有效地控制噪声,必须综合考虑噪声控制方案,其中最有效的措施就是设计安装风机机组隔声罩。

  组安装隔声罩,大多采用密闭式,这种隔声罩隔声效果好。但采用密闭式隔声罩,就带来机组的散热问题。机组的温升,既散热问题就成为隔声罩设计的关键。目前,一般都采用隔声罩内通风冷却的方法,冷却方式有自然通风冷却法和强制通风冷却法两种。需要通过风机的风量和机组的发热量来严格计算隔声罩的通风量。进、出风口安装消声器风机空气动力性噪声治理的最有效措施是在风机进、出口安装消声器。风机安装消声器可以根据噪声治理区域和降噪目标选择在进气口安装消声器,在出气口安装消声器,进、出气口管道上都要安装消声器。在降噪要求较高时,需要安装多个消声器,并且消声器宜分段安装。

  设计或选用消声器时必须要考虑消声器的消声频率特性和阻力损失,在消声器满足消声量的同时,也要将阻力损失控制在允许的范围内。另外,还要考虑消声器的使用环境,如防水、防尘、防火等。否则,会影响消声器的消声性能。制定风机噪声综合治理方案,要结合现场实际情况。最好在风机选型、安装风机之前,就要考虑噪声控制问题。这样,可以降低风机降噪的经济成本,施工方便,并且更有利于取得良好的噪声控制效果。

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