泵與風機運行中的消聲與減振噪聲的基礎知識

噪聲的產生

1．噪聲的聲源

(1)空氣動力噪聲；(2)機械噪聲；(3)電磁性噪聲

2.噪聲大小的度量

(1)聲強與聲壓；(2)聲強級與聲壓級；(3)聲功率與聲功率級

3.噪聲的頻譜特性

噪聲的測量

噪聲的主觀評價

響度級：根據人耳的頻率響應特性，以1000Hz的純音作為基準聲音，若某頻率的純音聽起來與基準聲音有同樣的響度，則該頻率純音的響度級phon值就等于基準純音的聲壓級dB值。也就是說，響度級是把聲壓級和頻率綜合起來評價聲音大小的一個主觀感覺量。

等響度曲線

1.聲壓測量

(1)聲級（A）

噪聲測量常用的儀器是聲級計。它的工作原理是聲信號通過傳聲器，把聲壓轉換成電壓信號，經放大后通過計數網絡，在聲級計和表頭上顯示出分貝（dB）值。

在聲級計上設有A、B、C三種不同的計數網絡，它們對不同頻繁率的聲音進行不同程度的濾波。A網絡對高頻敏感，對低頻不敏感，這正好與有耳對噪聲的頻率響應特性相一致，因此常以A網絡測得的聲級來代表噪聲的大小，稱A聲級，并記作dB（A）。

(2)噪聲評價曲線

A聲級是單一的數值，是噪聲的所有頻率的綜合反映，如果要較詳細地評價各倍頻程的噪聲，就須采用噪聲評價曲線，即NR曲線。噪聲評價曲線按噪聲級由低到高的順序進行編號，它的號數NR稱為噪聲評價數，且規定NR值等于中心頻率為1000Hz的倍頻程聲壓級的分貝整數。

噪聲評價N（NR）曲線

(3)聲級計及其使用

聲級計主要有傳聲器、放大器、計數網絡、檢波線路和指示電表、電源等部分組成。

根據測量精度和穩定性把聲級計分為0、I、II、III四種類型。0類型聲級計用作實驗室參數標準。I類型聲級計專供實驗室使用外，還供在符合規定的聲學環境或需嚴加控制的場合使用，II類型聲級計適合于一般室外使用，III類型聲級計主要用于室外噪聲調查。按習慣稱0和I類型聲級計為精密聲級計，II和III型聲級計為普通聲級計。

(3)聲級計及其使用選用某種聲級計后，應首先熟悉它的特性和使用方法，可按聲級計使用說明書的要求進行。否則將會產生不應出現的測量誤差，甚至可能因為使用不當而損壞儀器。1)聲級計的校準

2)聲級計的讀數3)聲級計電表的讀數4)傳聲器的取向

泵與風機的消聲

風機噪聲的產生

風機的空氣動力噪聲主要由兩部分組成：即旋轉噪聲和渦流噪聲

風機噪聲按其產生部位和聲級大小可以分為五種：出口噪聲、進口噪聲、電動機和機殼噪聲及管道輻射噪聲，如圖所示。

風機噪聲源部位

風機聲功率的估算

某一風機的聲功率級可按下式估算（與實測的誤差在±4dB內）：式中L——通風機的風量，m3/h；

H——通風機的風壓（全壓），Pa。如果已知風機功率N（kW）和風壓H（Pa），則可用下式估算：

泵噪聲的產生

泵是流體動力系統中主要噪聲源之一，它不但直接輻射出一定量的聲能，它所產生的壓力波及結構振動能間接使一個裝置發生大量空氣噪聲。如果一臺泵的吸入口及排出口之間的流體壓力變化很大或變化很快，就可能產生壓力波。

當泵的壓力腔中的壓力低于出口處管道壓力時，噪聲最大。

泵與風機的消聲途徑

降低風機噪聲的措施

降低泵噪聲的措施

消聲器原理與應用

吸聲式消聲器是采用吸聲材料根據消聲原理而制作的。

1.阻性消聲器

用吸聲材料的吸聲作用來達到消聲的目的。常用的吸聲材料常見的幾種吸聲式消聲器

2．抗性消聲器

它是由管子和小室相連，利用管道截面積的變化，使沿管道傳播的聲波反射回聲源方向而起到消聲作用。消聲器原理與應用3．共振消聲器吸聲材料吸收低頻噪聲的能力很低，靠增加吸聲材料厚度來提高效果并不經濟，因此可采用共振吸聲原理的消聲器。

4．寬頻程復合式消聲器

5．消聲彎頭

6．消聲靜壓箱

通風機消聲器安裝位置

1---隔聲層2---消聲器

材料吸聲示意圖

常見的幾種吸聲式消聲器——管式消聲器

按其斷面形狀不同，分為矩形和圓形兩種。因為這種消聲器僅在管壁內周貼上一層吸聲材料，故又稱“管襯”。管式消聲器結構簡單，制作方便、阻力小。但只適用于氣流速度小于5m/s，橫斷面尺寸大于600mm×300mm的較小風道。對中、高頻噪聲有一定吸聲效果，對低頻較差。

常見的幾種吸聲式消聲器——片式和格式消聲器

對中、高頻吸聲性能較好；阻力也不大。隨著片距的增大，消聲效果就相應地下降。片式消聲器中的氣流速度不宜過高，以防氣流產生喘流噪聲而使消聲無效，且增加了氣流阻力。為了保證有效的斷面面積，這種消聲器體積較大。

常見的幾種吸聲式消聲器——折板式消聲器和聲流式消聲器

聲波在消聲器內往復多閃反射，增加了與吸聲材料的接觸機會，從而提高了消聲效果。折板式消聲器一般以兩端“不透光”為原則，為了減少阻力，折角不應大于20°。聲流式消聲器是由片式、折板式等消聲器發展而來的，它使吸聲材料的厚度按照近似正弦波的形狀排列，如圖所示。這樣，既可因增加反射次數而提高了吸聲能力，又可使氣流較為通暢地流過，減小了氣流阻力。

共振消聲器的結構原理圖共振消聲器是通過管道上開孔并與共振腔相連接。穿孔板小孔孔頸處的空氣柱和空氣構成了一個共振吸聲結構。當外界噪聲的頻率和此共振吸聲結構的固有頻率相同時，引起小孔孔頸處空氣柱強烈共振，空氣柱與頸壁劇烈摩擦，從而消耗了聲能，達到消聲效果。此種消聲器具有較強的頻率選擇性，即有效頻率范圍很窄，一般用以消除低頻噪聲。

寬頻程復合式消聲器

——

阻抗復合式消聲器

為了集中阻性和共振型或抗性消聲器的優點，以便在低頻到高頻范圍內均有良好的消聲效果，采用了復合型消聲器。如阻抗復合式、阻抗共振復合式及微穿孔板消聲器等。

消聲靜壓箱

在風機的出口處或在空氣分布器前設置靜壓箱，并貼以吸聲材料，既可起穩定氣流的作用，又可起到消聲器的作用，如圖所示。消聲靜壓箱的消聲量與材料的吸聲能力、箱內面積、出風口風道面積等因素有關，可按線算圖進行計算。

消聲靜壓箱的消聲量線算圖

泵與風機的防振

振動產生的原因

空調系統中的通風機、水泵、壓縮機是產生振動的振源。這些機器由于運動部件的質量不平衡，在運動時產生慣性力。以通風機而言，它的旋轉部件（葉輪、軸、皮帶輪）由于制造中的材質不均勻、加工和裝配時的誤差等原因，使質量分布不均勻，與轉動中心間存在著偏心，在作旋轉運動時就產生慣性力，這種不平衡的慣性力是機器產生振動的原因。機器的振動又傳至支承結構（如樓板或基礎）或管道，引起后者振動。振動的影響與危害振動有時會影響人的身體健康，或者會影響產品的質量，有時還會危及支承結構的安全。振源強烈的振動會使精密設備加工的產品質量達不到要求，成品率下降或大量報廢，使儀表失靈，計量不準，精度和使用壽命降低等。因此對于精密加工、計量、儀表類空調房間，則必須減少空調設備的振動對其造成的影響。振動的影響與危害機器設備的振動也常會影響人的舒適感，降低工作效率，有時會影響人的健康和安全。實踐證明，振動會刺激人的中樞神經系統，使人煩躁不安，破壞人視覺和聽覺器官的功能，長期的強烈振動作用會損害人的健康甚至使之失去勞動能力。強烈的振動還可能會導致建筑物沉陷，構件開裂或失去穩定，危及建筑物的安全。

防振原理

消弱由機械振而造成的固體噪聲的途徑有兩種，即隔振與減振。隔振與減振是兩個不同的概念。隔振是采用隔振材料或隔振構件，以隔絕機器與基礎之間的傳播。減振又稱為振動阻尼。它是采用高阻尼材料如瀝青、橡皮、阻尼漿等涂敷在噪聲輻射體表面，以減少振動表面產生的噪聲輻射。

隔振示意圖

空調系統的噪聲傳遞情況

常用的隔振材料及彈性材料隔振器設計

1．常用的隔振材料

隔振器的材料一定要選用確實具有彈性的材料，常用的是塑料、橡皮、軟木、酚醛樹脂玻璃纖維和金屬彈簧等。當n>1500r/min時常采用橡皮、軟木襯墊；當n<1500r/min時，減振要求高者宜用彈簧避振器。幾種不同型式的隔振器結構示意圖

2．彈性材料隔振器的設計（1）彈性墊的高度h（2）彈性材料的靜態變形值δ

（3）彈性墊的截面積S

例9-4：某風機機組和基礎板總重量為10600N，轉速n=1450r/min，允許隔振系數K=12.5%，試設計天然軟木隔振基礎。

解：（1）求隔振系統的固有頻率f0由K與f/f0關系曲線圖9-44可知，當K=12.5%時，

f/f0=3，即：

（2）

求彈性材料的靜態變形值δ查δ線算圖9-45，當n=1450r/min,K=12.5%時，彈性材料軟木的靜態變形值δ=0.5cm。（3）求彈性墊高度h查彈性材料的σ和E值表9-8知天然軟木的E/σ=20,代入化式得：

（4）求彈性墊截面面積S若風機基礎下面選用4個軟木墊,查表9-8天然軟木的允許截荷σ=17.5N/cm2(平均值)。由公式得每個軟木墊的橫截面積:則每個墊座可設計為15cm×10cm×10cm。電動機與水泵的隔振設計

1—

隔振器及其上面的鋼筋混凝土臺座；2—管道中的連接軟管；3—墻內的彈性套圈

泵與風機的防振措施

一個空調工程產生的噪聲是多方面的，除了風機出口裝帆布接頭、管路上裝消聲器以及風機安裝隔振裝置、風管設隔振吊鉤、水泵安裝在混凝土臺座上、設隔振裝置、隔振連接器、管道隔振吊鉤外，有條件時，對要求較高的工程，水泵的進出管路處均應設有隔振軟管。此外，為了防止振動由風道和水管等傳遞出去，在管道吊卡，穿墻處均應作防振處理，圖9-48中列舉了有關這方面的措施。

各種消聲防振的輔助措施

（a）管吊卡的防振方法；（b）水管的防振支架；（c）風道穿墻隔振方法；（d）懸掛風機的消聲