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北京風機廠軸流風機噪聲解決方案

發(fā)表時間：2020-09-10 14:26

軸流式通風機廣泛應用于我國國民經濟的各部門

。根據國際標準化組織（ISO）的建議
，在工業(yè)區(qū)內
，噪聲不應超過85dB（A）
。然而
，軸流式通風機在無隔音裝置的情況下
，距離軸流式通風機1m處測得的噪聲一般可達90～110dB（A）。軸流式通風機在實際生產運行中產生的工業(yè)噪聲
，對生產環(huán)境和操作工人的身心健康均會期造成不良影響。


1 軸流式通風機的噪聲源


軸流式通風機的噪聲主要是空氣動力噪聲

，其它如機械噪聲、電磁噪聲等
，在軸流式通風機正常運行條件下都是次要的
。


軸流式通風機的空氣動力噪聲主要由旋轉噪聲和渦流噪聲兩部分組成

。


旋轉噪聲在噪聲頻譜上表現(xiàn)為離散的峰值

。旋轉噪聲取決于葉片的負荷或風機的節(jié)流度。當葉片在大流量區(qū)負荷又比較小時
，旋轉噪聲則占噪聲的主要部分。


渦流噪聲又稱湍流噪聲

，在噪聲頻譜上表現(xiàn)為寬頻帶的連續(xù)譜
。渦流噪聲取決于轉子葉片上流過的相對速度、機殼與葉片間隙和氣動負荷
。當葉片工作在小流量區(qū)而負荷比較大時，渦流噪聲則占主要部分
。


由于在大流量時旋轉噪聲占主要地位，而在小流量時渦流噪聲占主要地位

，所以最小噪聲出現(xiàn)在這兩個范圍之間
。旋轉噪聲和渦流噪聲兩種噪聲的強弱
，取決于葉片的幾何形狀和運行工況。


2 空氣動力噪聲控制方法


合理的空氣動力設計是降低軸流式通風機本身噪聲最根本的方法

。


2.1 沿徑向加功規(guī)律的選擇


對小輪轂比軸流式通風機采用等環(huán)量設計時

，葉片扭曲角大
，在靠近葉根處安裝角大
，氣流脫離葉片形成湍流，渦流噪聲大
，因而必須慎重選擇流型，采用“可控渦設計”思想,使徑向加功規(guī)律合理
。使用擴壓因子D作為限制葉片負荷的條件，對于轉子：


2.4 在旋轉葉片上附加導葉

所謂附加導葉

，就是在旋轉葉片上增設一定形狀的，厚度很薄的控制葉片
。附加導葉可分為兩種：一是端導葉
；二是設置在沿葉高上
、中
、下位置的葉面附加導葉（圖1）。其目的是控制分離點后邊界層的發(fā)展與分離
，**限度地降低葉尾尾跡寬度，以達到降低噪聲的目的
。與此同時，設置附加導葉除控制噪聲外
，還可以改善葉面流速分布
。 設置附加導葉可使比A聲級降低4～6dB
。


2.5 傾斜后導流器葉片


采用傾斜后導流器葉片方法降低軸流式通風機旋轉噪聲

，這種方法既不用增加風機的尺寸，也不會降低風機的效率
，在風機所有工況下，都可達到降低噪聲的效果
。而且
，除了后導流器葉片外
，其它元件都不需更換
。


2.6 減小徑向間隙和增加機殼與轉子的同心度


減小轉子葉尖與機殼的徑向間隙，增加機殼與轉子的同心度

，既可減小噪聲又可以提高風機的壓力系數(shù)和擴大風機的失速余度。


正確選擇轉子的徑向間隙

，并且保持其在圓周方向的均勻性，可以顯著地降低風機的噪聲和提高風機的效率
。通常軸流式通風機徑向間隙取決于加工精度和輔助工藝水平
。

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2.7 采用葉片穿孔方法


為了降低軸流式通風機渦流噪聲，可以采用工作輪葉片穿孔方法

。采用葉片穿孔方法，可以降低阻力系數(shù)
，既達到了降低噪聲的目的，又提高了風機的經濟性
。但是
，由于葉片穿孔和葉片兩面的壓差降低
，也降低了升力系數(shù)。


葉片穿孔方法能使葉柵噪聲沿頻譜降低6～10 dB

。


2.8 采用不相等葉片間距降低軸流風機旋轉噪聲


不相等間距的葉片對軸流風機的頻率及其諧波都具有調制作用，即對于任意一個諧波

，不像等間距葉片風機那樣具有顯著的峰值
，而是將能量散布到更寬的頻帶中去
。


采用不相等葉片間距

，雖然降低了風機的噪聲，但也降低了風機的效率
。所以，采用這種方法必須考慮既能保證取得**的聲學效果
，又要兼顧風機效率不至于有較大降低。


2.9 采用前掠和前傾葉片


研究證明：葉片尾緣邊界層厚度決定著湍流噪聲的大小

，對風機噪聲影響很大。當采用前掠和前傾葉片時
，葉片尾緣邊界層減薄，這就使風機寬頻的湍流噪聲降低
。對于機翼型葉片的軸流式通風機，可將葉輪葉片的徑向來流方向傾斜約
，便得到前傾式葉片。


3 結論


（1）為了使噪聲得到更有效的控制

，需從噪聲源上根本解決問題
，可采用優(yōu)化設計，提高制造精度和裝配質量
，并選用合理的調節(jié)方式
，才能取得令人滿意的降噪效果
。


（2）當使用以上討論的各種降噪措施時

，從試驗看并不能得到綜合的降噪效果
。對于各種降噪方法及其之間的相互影響的研究和預測，還有許多工作要做
。
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