风机消声器材质选择、设计需要考虑这几个关键点？
风机消声器材质选择、设计需要考虑这几个关键点？
风机消声器的材质选择影响着使用寿命，建议合理采购，根据自己的安装条件及范围介质等相关因素，决定风机消声器的材质问题，特点是风机消声器散热效果不好的话，影响降音效果，所以风机消声器设计需要考虑这几个关键点：
风机消声器：风机是城市环境的主要噪声污染源之一。据统计,在群众对噪声污染的投诉案件中,风机噪声污染占一半以上,因此有效控制风机噪声是一项十分重要的任务。风机噪声包括进、排气口的空气动力性噪声,机壳、电动机、
轴承的机械性噪声,基础振动辐射的固体声等,但据调查实测,风机空气动力性噪声要比其它噪声高出10～20dB(A),所以要控制风机噪声首先要控制风机空气动力性噪声。降低空气动力性噪声最有效的方法是使用风机消声器,若使用得当可获得10～30dB(A)的降噪量,但在实际应用中发现许多风机消声器并没有产生应有的消声效果,甚至会出现安装风机消声器后噪声增强的现象。这不能不引起我们的注意,我国在《工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)》中就风机消声器的设计与使用中的若干原则与方法作了详细的规定,遵守这些原则与方法是非常重要的。除了《规范》中提到的这些要点外,在实际工作中我认为还有几个问题值得研究与探讨:
风机消声器气流温度：
在工业产品风机消声器铭牌上没有“工作温度”一栏,在风机消声器设计过程中,温度参数常被忽略,似乎只要根据噪声频谱、风机类型、风量、风压选择与设计相应的风机消声器就可以了。但仔细研究一下就会发现,不考虑气流温度因素是错误的。
我们知道,声速C是风机消声器的一个设计参数,通常取20℃时空气中的声速C=340m/s。声速大小与介质种类及温度两方面的因素有关,空气中声速计算公式如下:C=γRT/μ式中γ=1.4R———气体常数,R=8.31J/kmolμ———气体质量μ=2.89×10-3kg/molT———绝对温度T=273+t由上式可见,声速与温度的平方根成正比,在常温下声速随温度的变化不大,取20℃的声速作为设计参数误差不大,但若气流温度很高,情况就不同了。时设计的,若将其用于200℃气流条件下,由膨胀腔抗性风机消声器消声量计算公式:ΔL=10lg[1+1/4(m-1/m)]2sin2(2πfl/c)dB(A)可以算出,f=250Hz时消声量只有8.9dB(A),以9-19型离心风机为例,用于粮食粉碎机房作物料传输的动力源时,气流温度约为35℃,声速与20℃时相比增加了9.1m/s,变化幅度仅2.7%;用于锅炉引风时烟气温度达200℃以上,与20℃相比,声速增加了109.3m/s,变化幅度达32%。声速参数变化较大必然对风机消声器的消声性能产生影响。对抗性风机消声器尤为明显。如某膨胀腔式抗性风机消声器,设计长度为1.03米,扩张比m=12,气流噪声峰值f=250Hz,设计消声量15.6dB(A),这是按20℃与设计降噪量相差6.7dB(A),降幅达43%。以上是从降噪效果考虑的,从使用的安全性考虑也应重视气流温度,如某单位将在燃煤锅炉中用的风机消声器用到燃油锅炉上,燃油火焰燃着了风机消声器沥青阻尼层,烧溶了玻璃棉,烧红了风机消声器外壁钢板,使风机消声器弯曲变形导致了风机消声器上部烟囱倒塌,砸坏了邻居屋面,损失数万元,所幸未造成人身伤害,否则后果将更严重。
综上所述,设计与使用风机消声器时应考虑所通过的气流温度,在产品风机消声器上应标明设计气流温度。
风机消声器气流含尘量：
在不同条件下使用的风机,输送的气流含尘量差异很大,少则几十毫克/米3,多达几千毫克/米3,一般风机消声器只适用于含尘浓度低于150毫克/米3场合,若气流含尘量较高,对于阻性或阻抗复合型风机消声器来说灰尘容易堵塞多孔吸声材料中的孔隙,甚至堵塞护面穿孔板上的孔眼,使风机消声器消声性能大为降低甚至失效;对微穿孔板风机消声器,它完全由金属板制成,理论上可用水冲洗或用高压气流清除积尘,但是由于其穿孔直径小于1mm,非常容易被尘堵塞,需要经常清洗,实际操作中不现实。
为使风机消声器在气流含尘量较大的条件下正常使用有两种方法。一是在风机消声器前加装除尘装置,二是使用具有防尘特性的防尘风机消声器。由于制造或使用管理等方面的原因,除尘器的除尘效果并不能得到稳定保证。一旦除尘器出现问题,风机消声器就会随之失效。而此时再进行除尘恢复其性能不是易事。因此指望利用除尘装置保证风机消声器正常工作是不可靠的,那么就只有用防尘风机消声器了。
目前我国对防尘风机消声器的研究还不够,可以设想对防尘风机消声器有两条设计途径,一是利用抗性原理吸声,将气流与吸声材料分离,如图1所示,由于气流不直接与吸声材料接触,所以尘对吸声材料危害较小,但吸声材料仍可对噪声产生作用。二是利用薄塑盒式吸声体作消声片,如图2所示,薄塑盒式吸声体由PVC塑料制成,表面无孔,因而有良好的防尘作用,当其受声波作用时,盒体各壁面均被激起振动,在振动中壁片机械振动能变为热能而消耗掉,达到吸声的目的。吸声系数a0用下式确定:a0=1-(ZT-ρ0C0)/(ZT+ρ0C0)
图1 除尘风机消声器之一图2 薄塑盒式吸声体制作的消声片式中ZT为盒总阻抗率,ρ0C0为空气特性阻抗,吸声体在250～400Hz范围内吸声系数可达0.6,由此制成吸声体有良好的消声效果。国内八十年代中期研制成功的PVC硬质薄塑盒式吸声体在中频段有较好的吸声效果,适用于含粉尘、高湿度的恶劣环境。但对高温和气流冲击的忍耐能力较差。
风机消声器安装位置：
同样一个风机消声器,安装位置不同降噪效果也可能不一样,如将风机排气口风机消声器安装在距排气口较远处时,排气口到风机消声器之间的管道可能辐射出较强噪声,影响总降噪效果,所以此时风机消声器宜靠近排气口安装,又如风机进气口风机消声器,某厂将风机消声器直接安装在罗茨风机进气口,几乎没有降噪效果,经分析原因是由于气流速度太高。气流再生噪声高达112dB(A),已完全抵消了风机消声器的消声效果。后来将其与罗茨风机进气口脱离,并将风机房改为隔声间,同时增设一个进气口,在进气口安装进气风机消声器,这样改动后,一方面由于房间与进气口之间形成抗性风机消声器,增加了消声量,另一方面由于进气口气流速度降低,再生噪声也大大降低,进气口噪声从112dB(A)降至87dB(A)。
风机消声器使用优势:
1)在常温气流下使用的风机消声器,特别是抗性风机消声器,其使用效果与设计相差不大,而对在高温气流下使用的风机消声器,在设计时要考虑气流温度因素,否则会造成使用与设计偏差较大。
2)对在气流含尘量较大条件下使用的防尘风机消声器,防尘方法有两种,一是在设计过程中使气流与吸声材料分离；二是利用薄塑盒式吸声体作消声片,效果也相当不错。
3)风机消声器的安装位置会影响风机消声器的实际降噪效果,所以对具体噪声源应具体分析,将风机消声器安装在最能发挥其作用的位置。