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    羅茨風機噪聲源分析
    發表于:2019-04-02 16:31

      1.基礎結構噪聲 2.機殼與管壁噪聲 3.氣流噪聲

      圍介質造成了壓力脈動,形成了氣動噪聲。當風機葉輪逐個掃過進氣口與排氣口時,氣體受到周期性擾動,引起壓力脈動,同樣產生了噪聲。由于風機葉輪與機殼之間圍成封閉的基元容積,在基元容積與排氣口連通一瞬間,風機排氣口的高壓氣體向基元容積快速回流,使氣流受到劇烈沖擊與壓縮造成壓力脈動,形成了強烈的氣動噪聲。旋轉噪聲具有確定的基頻,計算式為f1=Z·n/30(Hz),其中Z為葉輪數,n為轉速(r/min)。

      渦流噪聲又稱紊流噪聲,是氣體渦流運動產生的一種非穩定流動噪聲。在葉輪及機殼流道表面,尤其在氣流突然減速或速度方向發生突變的部位,氣體附面層發展到一定程度就會發生脫離,形成漩渦。內泄漏氣體的流動方向與主氣流方向相反,也會在泄漏間隙兩端產生漩渦。由于氣體具有粘滯性,氣流漩渦產生后還會在流動過程中進一步分裂,形成一系列更小的渦流。

      

     

      除了上述旋轉噪聲和渦流噪聲外,氣動噪聲還包括共鳴聲。由于葉輪旋轉和氣流渦流運動等因素的影響,氣體壓力在很寬的頻率范圍內脈動。這種脈動與進(排)氣腔發生聲學上的共振,產生共鳴聲。當共鳴聲通過進、排氣口輻射時,顯著增強氣動噪聲的某些共振頻率成分。

      機械噪聲主要來源于機殼的振動,使機殼發生振動的原因主要有兩個:①葉輪的轉動不平衡力,通過傳動構件轉移到機殼上,對機殼產生周期性的激勵;②機殼內的渦流強度所決定的壓力脈動,常與葉片的基頻(即葉片通過頻率)有聯系,也對機殼產生周期性的激勵。風機的風壓越高,這一激勵源越不能忽視。此外,電動機、基礎振動和管路振動也會產生機械噪聲。

      幾種典型的羅茨風機噪聲頻譜特性如圖2所示,其特點是中低頻噪聲峰值突出,高頻噪聲成分逐漸減弱。羅茨風機轉速一般為490~3000r/min,旋轉噪聲基頻為49~300Hz,使風機噪聲呈現低頻特征。渦流噪聲以中高頻成分為主,具有寬頻帶特性。共鳴聲對中頻噪聲影響較大。

      羅茨風機噪聲與風量、轉速、壓力等參數有關。一般情況下,風機風量、轉速與壓力升高,噪聲增大。實驗證明,當轉速與壓力相同時,風量增大一倍,噪聲增強約6dB(A);壓力每升高一個大氣壓,噪聲增強約3~4dB(A);如果轉速增加一倍,則噪聲增強約6~10dB(A)。

      測量羅茨風機噪聲的目的就是為了對被測對象進行噪聲等級的分析、評價或聲源識別,以便采取適當的措施進行噪聲控制。通常羅茨風機的噪聲識別方法有現場測量法、聲功率測量法、表面振動測量法等,其中,現場測量法是工程實際中常用的方法。

      現場測量法通過對數據、頻譜的分析確定主要的噪聲輻射源,方法簡便,測量結果能真實反映風機的振動與噪聲水平,但易受環境的影響。聲功率測量法反映噪聲源輻射強度與輻射特性,避免了聲壓級易受測量距離和測量環境影響的缺點。振動測量法是根據羅茨風機的表面振動速度來估計表面輻射聲功率,主要困難在于羅茨風機零部件輻射比的確定,需要測量較多的數據和進行大量的計算。