強(qiáng)排式燃?xì)鉄崴髟肼暤漠a(chǎn)生與控制分析

唐元鋒

摘 要：通過對燃?xì)鉄崴髟趯嶋H工作過程中產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行分析，總結(jié)了針對不同噪聲應(yīng)采取的不同解決措施和堅持的原則。

關(guān)鍵詞：噪聲；離焰；渦流；導(dǎo)流板

中圖分類號：TU822+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0031-02

隨著人們生活質(zhì)量的提高，家用燃?xì)鉄崴鞯臒崴δ芤呀?jīng)不能完全滿足消費者的需求。國家十二五規(guī)劃和即將出臺的家用燃?xì)鉄崴餍聡鴺?biāo)已經(jīng)把節(jié)能、環(huán)保列為評價家用燃?xì)鉄崴餍阅艿囊豁椫匾笜?biāo)，因此，燃?xì)鉄崴鞯脑肼暱刂埔呀?jīng)成為了生產(chǎn)企業(yè)急需解決的問題。控制燃?xì)饩弋a(chǎn)品的工作噪聲，可以大大增加產(chǎn)品的附加價值，提高產(chǎn)品的市場競爭力，然而，在實際的生產(chǎn)過程中，即使是檢驗合格的產(chǎn)品，也會在氣源、產(chǎn)品老化等因素的影響下產(chǎn)生噪聲。下文通過對燃?xì)鉄崴髟肼暲碚摰姆治?，總結(jié)出一系列消除和控制噪聲的方法。

1 燃?xì)鉄崴髟肼暤闹饕悇e

噪聲是由聲源做無規(guī)則的非周期性的振動產(chǎn)生的，或者是由不同頻率、不同強(qiáng)度的聲音無規(guī)律地組合在一起而形成的聲音。從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，可以把所有對人類的生活、工作有妨礙的聲音都稱作噪聲。熱水器在工作時產(chǎn)生的噪聲包括以下幾種。

1.1 機(jī)械噪聲

機(jī)械噪聲是由固定振動產(chǎn)生的。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動的葉輪、殼體都會振動并產(chǎn)生機(jī)械噪聲。

1.2 空氣動力性噪聲

當(dāng)流動氣體（例如燃?xì)?、空氣、煙氣等）中出現(xiàn)渦流時，壓力會發(fā)生突變，并引起流動切面、方向的突變和氣流的擾動（產(chǎn)生壓力波），進(jìn)而產(chǎn)生空氣動力性噪聲。

1.3 熱交換噪聲

如果水在加熱過程中局部汽化出現(xiàn)相變，就會使流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化，進(jìn)而引起熱交換噪聲。

1.4 燃燒噪聲

燃燒噪聲主要包括層流、紊流火焰噪聲和振蕩燃燒噪聲。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在減少一次空氣、降低熱負(fù)荷的條件下，層流火焰產(chǎn)生的噪聲一般比較小，只有在一次空氣系數(shù)大，單個火排承受的熱負(fù)荷較高時，火焰才會一直處于離煙、回火的交替變化狀態(tài)，并產(chǎn)生擾動，進(jìn)而形成火焰噪聲。紊流火焰中，如果氣流處于紊流狀態(tài)，則必然引起火焰擾動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，可見紊流噪聲在燃燒設(shè)備中占有重要地位。在各種燃燒噪聲中振蕩燃燒所引起的噪聲影響最大，它配合空氣動力性噪聲，可使熱水器產(chǎn)生共振，并使燃燒工況急劇惡化，嚴(yán)重時可能會對生命安全造成嚴(yán)重威脅。

1.5 水流撞擊噪聲

如果在熱水器正在工作時迅速關(guān)閉出水后置閥門，水流就會由于慣性作用而撞擊盤管，并產(chǎn)生水流撞擊噪聲。

2 控制熱水器噪聲的原則和措施

燃?xì)馊紵鋵嵤且粋€非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，其反應(yīng)過程中的噪聲形成機(jī)理也十分復(fù)雜。容易產(chǎn)生燃燒噪聲的情形主要有以下兩種：①火焰頻繁在離煙、回火之間交替性抖動，造成水箱內(nèi)燃燒壓力波的振蕩和放大，進(jìn)而形成共振噪聲；②在部分預(yù)混燃燒過程中，由于一次空氣系數(shù)計算不合理或燃燒器的設(shè)計缺陷、加工誤差，特別是在強(qiáng)抽式燃?xì)鉄崴髦校苋菀自斐苫鹧娴奈闪鲾_動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲。

2.1 二次空氣導(dǎo)風(fēng)板的使用

實驗證明，火排轉(zhuǎn)彎流道的切面積越大，流動阻力越小，燃燒就會越趨于穩(wěn)定。另外，在離焰與回火區(qū)域調(diào)整流道的局部壓形可以很好地控制局部火孔阻力的大小，從而可以控制好流速與燃燒速度的關(guān)系，避免離焰和回火的發(fā)生。對于多個火排組成的燃燒系統(tǒng)，為了更好地控制燃燒的穩(wěn)定性，在實際應(yīng)用過程中，可以在保證燃燒器不改變的前提下，在燃燒器下部增設(shè)二次空氣導(dǎo)風(fēng)板。這樣不僅可以在一定程度上控制二次空氣與一次空氣的配比，還可以減少火焰的紊流擾動，破壞燃燒放熱變化q與燃燒室內(nèi)壓力波p之間的相位差，符合瑞利準(zhǔn)則而引發(fā)的燃燒振蕩。二次空氣導(dǎo)風(fēng)板的增設(shè)位置如圖1所示。該方法由于改動成本低、見效快，因此在強(qiáng)抽式燃?xì)鉄崴髦械玫搅藦V泛的應(yīng)用。

燃?xì)鈴膰娮靽姵?，進(jìn)入中心回流區(qū)與高速旋轉(zhuǎn)的氣流混合，由于氣流高速旋轉(zhuǎn)、擾動，因此造成火焰面極不穩(wěn)定，并發(fā)出強(qiáng)烈、高頻的聲音。這種情況會在單個火排超負(fù)荷工作時容易出現(xiàn)，特別是在大負(fù)荷強(qiáng)抽機(jī)中。設(shè)計燃?xì)鉄崴鲿r，應(yīng)合理選擇燃燒器的數(shù)目和設(shè)計參數(shù)，以穩(wěn)定燃燒器的火焰，減少其工作中的噪聲。

2.2 正確選擇燃?xì)獗壤y

正確選擇燃?xì)獗壤y對熱水器的穩(wěn)定燃燒也有著重要的作用。在實際設(shè)計過程中，企業(yè)為了節(jié)省成本，一般會采用低升數(shù)閥體來做高升數(shù)熱水器，致使閥體的開度達(dá)到極限值，嚴(yán)重影響了閥體的穩(wěn)壓效果，進(jìn)而造成氣流的不斷波動，燃燒很不穩(wěn)定。比例閥的合理控制可以減輕甚至消除點火爆燃，對于分段式燃?xì)鉄崴鱽碚f，將點火熱負(fù)荷減小到額定負(fù)荷的50%且減少參與點火的火排數(shù)，能夠有效預(yù)防點火爆燃的出現(xiàn)，因此正確選擇燃?xì)鉄崴鼽c火負(fù)荷對整機(jī)燃燒的穩(wěn)定性非常重要。

2.3 氣流分配網(wǎng)板和集煙罩導(dǎo)流板的使用

目前的燃燒技術(shù)和燃燒排煙裝置的不完善造成了燃燒系統(tǒng)內(nèi)氣流量的不均，表現(xiàn)為集煙罩抽風(fēng)口之外的邊角處容易形成渦流，此處的煙氣不能及時排出，影響了整機(jī)的工作。通過集煙罩抽風(fēng)口下側(cè)的氣流分配網(wǎng)板和集煙罩導(dǎo)流板，可以使燃燒系統(tǒng)內(nèi)部的氣流分布均勻，減小排煙阻力，優(yōu)化燃燒工況，進(jìn)而減小燃燒噪聲，遏制燃燒共振。實驗表明，當(dāng)導(dǎo)流板的傾斜角度為12°時，其排煙阻力較小。為了減少死角處的渦流，導(dǎo)流板和氣流分配網(wǎng)板的設(shè)計要在實驗中不斷調(diào)整，最后結(jié)合產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)確定最終方案。

2.4 合理加工噴嘴、噴氣管和氣閥芯設(shè)計

燃?xì)庠诹鹘?jīng)噴嘴、噴氣管、氣閥芯等氣路時應(yīng)該圓角過渡，保證氣流通暢，避免鋒利的毛刺。實驗表明，當(dāng)燃?xì)庖院芸斓乃俣攘鹘?jīng)帶直角邊或毛刺的流道時極易發(fā)出尖叫聲。為了消除這種噪聲，可以降低燃?xì)獾牧魉?，并對氣閥芯做優(yōu)化設(shè)計，具體實施方式如圖2所示。在圖2中，氣流沿角度A流出氣閥芯，然后與氣閥體內(nèi)壁相碰撞，流速下降，尖叫聲被消除，其中，角度A的度數(shù)由試驗得出。

2.5 合理布置盤管

合理布置盤管可以減少氣化噪聲。水在加熱過程中，如果局部氣化出現(xiàn)相變，就會使水流的流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化，并引起熱交換噪聲，即汽化噪聲。水加熱汽化發(fā)出聲音是一種自然現(xiàn)象，但這種噪聲也會影響用戶對熱水器的使用。實驗表明，將幾根連續(xù)的進(jìn)水直管置于近燃燒器端可以有效地減少或消除汽化噪聲，進(jìn)水管的位置示意圖如圖3所示。

2.6 提高風(fēng)機(jī)的裝配精度

提高風(fēng)機(jī)的裝配精度，可以消除風(fēng)輪因不平衡性運轉(zhuǎn)而發(fā)出的機(jī)械噪聲。在燃?xì)鉄崴髦?，由風(fēng)機(jī)引起的噪聲主要表現(xiàn)在風(fēng)速與燃燒負(fù)荷的配比上。根據(jù)燃?xì)獗壤y的I-Q特性（電流與流量特性）來確定電流的大小，確定每一負(fù)荷點位的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)燃?xì)馀c空氣的比例調(diào)節(jié)，進(jìn)而使熱水器無論在哪一負(fù)荷點都能穩(wěn)定燃燒。風(fēng)速與氣流量的合理配比，不但可以使燃燒系統(tǒng)內(nèi)氣流通暢，減小噪聲，還可以使燃?xì)獬浞秩紵?，提高產(chǎn)品的熱效率，并減少有害氣體的排放，實現(xiàn)真正意義上的低碳環(huán)保。

3 結(jié)束語

通過理論與實際相結(jié)合的方式，歸納并總結(jié)了燃?xì)鉄崴髟诠ぷ鬟^程中產(chǎn)生的幾種常見噪聲，并提出了相應(yīng)的解決措施。其中，部分給出的只是方向性的指引和趨勢性的研究，對于不同的產(chǎn)品，在具體實施過程中還應(yīng)通過不斷的試驗來完善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與燃燒系統(tǒng)所需要的技術(shù)參數(shù)，從而達(dá)到控制噪聲的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]夏昭知，伍國福.燃?xì)鉄崴鱗M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2002.

[2]燃?xì)馊紵c應(yīng)用編委會.燃?xì)馊紵c應(yīng)用[M].第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

〔編輯：王霞〕

摘 要：通過對燃?xì)鉄崴髟趯嶋H工作過程中產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行分析，總結(jié)了針對不同噪聲應(yīng)采取的不同解決措施和堅持的原則。

關(guān)鍵詞：噪聲；離焰；渦流；導(dǎo)流板

中圖分類號：TU822+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0031-02

隨著人們生活質(zhì)量的提高，家用燃?xì)鉄崴鞯臒崴δ芤呀?jīng)不能完全滿足消費者的需求。國家十二五規(guī)劃和即將出臺的家用燃?xì)鉄崴餍聡鴺?biāo)已經(jīng)把節(jié)能、環(huán)保列為評價家用燃?xì)鉄崴餍阅艿囊豁椫匾笜?biāo)，因此，燃?xì)鉄崴鞯脑肼暱刂埔呀?jīng)成為了生產(chǎn)企業(yè)急需解決的問題?？刂迫?xì)饩弋a(chǎn)品的工作噪聲，可以大大增加產(chǎn)品的附加價值，提高產(chǎn)品的市場競爭力，然而，在實際的生產(chǎn)過程中，即使是檢驗合格的產(chǎn)品，也會在氣源、產(chǎn)品老化等因素的影響下產(chǎn)生噪聲。下文通過對燃?xì)鉄崴髟肼暲碚摰姆治?，總結(jié)出一系列消除和控制噪聲的方法。

1 燃?xì)鉄崴髟肼暤闹饕悇e

噪聲是由聲源做無規(guī)則的非周期性的振動產(chǎn)生的，或者是由不同頻率、不同強(qiáng)度的聲音無規(guī)律地組合在一起而形成的聲音。從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，可以把所有對人類的生活、工作有妨礙的聲音都稱作噪聲。熱水器在工作時產(chǎn)生的噪聲包括以下幾種。

1.1 機(jī)械噪聲

機(jī)械噪聲是由固定振動產(chǎn)生的。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動的葉輪、殼體都會振動并產(chǎn)生機(jī)械噪聲。

1.2 空氣動力性噪聲

當(dāng)流動氣體（例如燃?xì)狻⒖諝?、煙氣等）中出現(xiàn)渦流時，壓力會發(fā)生突變，并引起流動切面、方向的突變和氣流的擾動（產(chǎn)生壓力波），進(jìn)而產(chǎn)生空氣動力性噪聲。

1.3 熱交換噪聲

如果水在加熱過程中局部汽化出現(xiàn)相變，就會使流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化，進(jìn)而引起熱交換噪聲。

1.4 燃燒噪聲

燃燒噪聲主要包括層流、紊流火焰噪聲和振蕩燃燒噪聲。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在減少一次空氣、降低熱負(fù)荷的條件下，層流火焰產(chǎn)生的噪聲一般比較小，只有在一次空氣系數(shù)大，單個火排承受的熱負(fù)荷較高時，火焰才會一直處于離煙、回火的交替變化狀態(tài)，并產(chǎn)生擾動，進(jìn)而形成火焰噪聲。紊流火焰中，如果氣流處于紊流狀態(tài)，則必然引起火焰擾動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，可見紊流噪聲在燃燒設(shè)備中占有重要地位。在各種燃燒噪聲中振蕩燃燒所引起的噪聲影響最大，它配合空氣動力性噪聲，可使熱水器產(chǎn)生共振，并使燃燒工況急劇惡化，嚴(yán)重時可能會對生命安全造成嚴(yán)重威脅。

1.5 水流撞擊噪聲

如果在熱水器正在工作時迅速關(guān)閉出水后置閥門，水流就會由于慣性作用而撞擊盤管，并產(chǎn)生水流撞擊噪聲。

2 控制熱水器噪聲的原則和措施

燃?xì)馊紵鋵嵤且粋€非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，其反應(yīng)過程中的噪聲形成機(jī)理也十分復(fù)雜。容易產(chǎn)生燃燒噪聲的情形主要有以下兩種：①火焰頻繁在離煙、回火之間交替性抖動，造成水箱內(nèi)燃燒壓力波的振蕩和放大，進(jìn)而形成共振噪聲；②在部分預(yù)混燃燒過程中，由于一次空氣系數(shù)計算不合理或燃燒器的設(shè)計缺陷、加工誤差，特別是在強(qiáng)抽式燃?xì)鉄崴髦校苋菀自斐苫鹧娴奈闪鲾_動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲。

2.1 二次空氣導(dǎo)風(fēng)板的使用

實驗證明，火排轉(zhuǎn)彎流道的切面積越大，流動阻力越小，燃燒就會越趨于穩(wěn)定。另外，在離焰與回火區(qū)域調(diào)整流道的局部壓形可以很好地控制局部火孔阻力的大小，從而可以控制好流速與燃燒速度的關(guān)系，避免離焰和回火的發(fā)生。對于多個火排組成的燃燒系統(tǒng)，為了更好地控制燃燒的穩(wěn)定性，在實際應(yīng)用過程中，可以在保證燃燒器不改變的前提下，在燃燒器下部增設(shè)二次空氣導(dǎo)風(fēng)板。這樣不僅可以在一定程度上控制二次空氣與一次空氣的配比，還可以減少火焰的紊流擾動，破壞燃燒放熱變化q與燃燒室內(nèi)壓力波p之間的相位差，符合瑞利準(zhǔn)則而引發(fā)的燃燒振蕩。二次空氣導(dǎo)風(fēng)板的增設(shè)位置如圖1所示。該方法由于改動成本低、見效快，因此在強(qiáng)抽式燃?xì)鉄崴髦械玫搅藦V泛的應(yīng)用。

燃?xì)鈴膰娮靽姵?，進(jìn)入中心回流區(qū)與高速旋轉(zhuǎn)的氣流混合，由于氣流高速旋轉(zhuǎn)、擾動，因此造成火焰面極不穩(wěn)定，并發(fā)出強(qiáng)烈、高頻的聲音。這種情況會在單個火排超負(fù)荷工作時容易出現(xiàn)，特別是在大負(fù)荷強(qiáng)抽機(jī)中。設(shè)計燃?xì)鉄崴鲿r，應(yīng)合理選擇燃燒器的數(shù)目和設(shè)計參數(shù)，以穩(wěn)定燃燒器的火焰，減少其工作中的噪聲。

2.2 正確選擇燃?xì)獗壤y

正確選擇燃?xì)獗壤y對熱水器的穩(wěn)定燃燒也有著重要的作用。在實際設(shè)計過程中，企業(yè)為了節(jié)省成本，一般會采用低升數(shù)閥體來做高升數(shù)熱水器，致使閥體的開度達(dá)到極限值，嚴(yán)重影響了閥體的穩(wěn)壓效果，進(jìn)而造成氣流的不斷波動，燃燒很不穩(wěn)定。比例閥的合理控制可以減輕甚至消除點火爆燃，對于分段式燃?xì)鉄崴鱽碚f，將點火熱負(fù)荷減小到額定負(fù)荷的50%且減少參與點火的火排數(shù)，能夠有效預(yù)防點火爆燃的出現(xiàn)，因此正確選擇燃?xì)鉄崴鼽c火負(fù)荷對整機(jī)燃燒的穩(wěn)定性非常重要。

2.3 氣流分配網(wǎng)板和集煙罩導(dǎo)流板的使用

目前的燃燒技術(shù)和燃燒排煙裝置的不完善造成了燃燒系統(tǒng)內(nèi)氣流量的不均，表現(xiàn)為集煙罩抽風(fēng)口之外的邊角處容易形成渦流，此處的煙氣不能及時排出，影響了整機(jī)的工作。通過集煙罩抽風(fēng)口下側(cè)的氣流分配網(wǎng)板和集煙罩導(dǎo)流板，可以使燃燒系統(tǒng)內(nèi)部的氣流分布均勻，減小排煙阻力，優(yōu)化燃燒工況，進(jìn)而減小燃燒噪聲，遏制燃燒共振。實驗表明，當(dāng)導(dǎo)流板的傾斜角度為12°時，其排煙阻力較小。為了減少死角處的渦流，導(dǎo)流板和氣流分配網(wǎng)板的設(shè)計要在實驗中不斷調(diào)整，最后結(jié)合產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)確定最終方案。

2.4 合理加工噴嘴、噴氣管和氣閥芯設(shè)計

燃?xì)庠诹鹘?jīng)噴嘴、噴氣管、氣閥芯等氣路時應(yīng)該圓角過渡，保證氣流通暢，避免鋒利的毛刺。實驗表明，當(dāng)燃?xì)庖院芸斓乃俣攘鹘?jīng)帶直角邊或毛刺的流道時極易發(fā)出尖叫聲。為了消除這種噪聲，可以降低燃?xì)獾牧魉?，并對氣閥芯做優(yōu)化設(shè)計，具體實施方式如圖2所示。在圖2中，氣流沿角度A流出氣閥芯，然后與氣閥體內(nèi)壁相碰撞，流速下降，尖叫聲被消除，其中，角度A的度數(shù)由試驗得出。

2.5 合理布置盤管

合理布置盤管可以減少氣化噪聲。水在加熱過程中，如果局部氣化出現(xiàn)相變，就會使水流的流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化，并引起熱交換噪聲，即汽化噪聲。水加熱汽化發(fā)出聲音是一種自然現(xiàn)象，但這種噪聲也會影響用戶對熱水器的使用。實驗表明，將幾根連續(xù)的進(jìn)水直管置于近燃燒器端可以有效地減少或消除汽化噪聲，進(jìn)水管的位置示意圖如圖3所示。

2.6 提高風(fēng)機(jī)的裝配精度

提高風(fēng)機(jī)的裝配精度，可以消除風(fēng)輪因不平衡性運轉(zhuǎn)而發(fā)出的機(jī)械噪聲。在燃?xì)鉄崴髦校娠L(fēng)機(jī)引起的噪聲主要表現(xiàn)在風(fēng)速與燃燒負(fù)荷的配比上。根據(jù)燃?xì)獗壤y的I-Q特性（電流與流量特性）來確定電流的大小，確定每一負(fù)荷點位的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)燃?xì)馀c空氣的比例調(diào)節(jié)，進(jìn)而使熱水器無論在哪一負(fù)荷點都能穩(wěn)定燃燒。風(fēng)速與氣流量的合理配比，不但可以使燃燒系統(tǒng)內(nèi)氣流通暢，減小噪聲，還可以使燃?xì)獬浞秩紵?，提高產(chǎn)品的熱效率，并減少有害氣體的排放，實現(xiàn)真正意義上的低碳環(huán)保。

3 結(jié)束語

通過理論與實際相結(jié)合的方式，歸納并總結(jié)了燃?xì)鉄崴髟诠ぷ鬟^程中產(chǎn)生的幾種常見噪聲，并提出了相應(yīng)的解決措施。其中，部分給出的只是方向性的指引和趨勢性的研究，對于不同的產(chǎn)品，在具體實施過程中還應(yīng)通過不斷的試驗來完善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與燃燒系統(tǒng)所需要的技術(shù)參數(shù)，從而達(dá)到控制噪聲的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]夏昭知，伍國福.燃?xì)鉄崴鱗M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2002.

[2]燃?xì)馊紵c應(yīng)用編委會.燃?xì)馊紵c應(yīng)用[M].第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

〔編輯：王霞〕

摘 要：通過對燃?xì)鉄崴髟趯嶋H工作過程中產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行分析，總結(jié)了針對不同噪聲應(yīng)采取的不同解決措施和堅持的原則。

關(guān)鍵詞：噪聲；離焰；渦流；導(dǎo)流板

中圖分類號：TU822+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0031-02

隨著人們生活質(zhì)量的提高，家用燃?xì)鉄崴鞯臒崴δ芤呀?jīng)不能完全滿足消費者的需求。國家十二五規(guī)劃和即將出臺的家用燃?xì)鉄崴餍聡鴺?biāo)已經(jīng)把節(jié)能、環(huán)保列為評價家用燃?xì)鉄崴餍阅艿囊豁椫匾笜?biāo)，因此，燃?xì)鉄崴鞯脑肼暱刂埔呀?jīng)成為了生產(chǎn)企業(yè)急需解決的問題?？刂迫?xì)饩弋a(chǎn)品的工作噪聲，可以大大增加產(chǎn)品的附加價值，提高產(chǎn)品的市場競爭力，然而，在實際的生產(chǎn)過程中，即使是檢驗合格的產(chǎn)品，也會在氣源、產(chǎn)品老化等因素的影響下產(chǎn)生噪聲。下文通過對燃?xì)鉄崴髟肼暲碚摰姆治?，總結(jié)出一系列消除和控制噪聲的方法。

1 燃?xì)鉄崴髟肼暤闹饕悇e

噪聲是由聲源做無規(guī)則的非周期性的振動產(chǎn)生的，或者是由不同頻率、不同強(qiáng)度的聲音無規(guī)律地組合在一起而形成的聲音。從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，可以把所有對人類的生活、工作有妨礙的聲音都稱作噪聲。熱水器在工作時產(chǎn)生的噪聲包括以下幾種。

1.1 機(jī)械噪聲

機(jī)械噪聲是由固定振動產(chǎn)生的。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動的葉輪、殼體都會振動并產(chǎn)生機(jī)械噪聲。

1.2 空氣動力性噪聲

當(dāng)流動氣體（例如燃?xì)狻⒖諝?、煙氣等）中出現(xiàn)渦流時，壓力會發(fā)生突變，并引起流動切面、方向的突變和氣流的擾動（產(chǎn)生壓力波），進(jìn)而產(chǎn)生空氣動力性噪聲。

1.3 熱交換噪聲

如果水在加熱過程中局部汽化出現(xiàn)相變，就會使流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化，進(jìn)而引起熱交換噪聲。

1.4 燃燒噪聲

燃燒噪聲主要包括層流、紊流火焰噪聲和振蕩燃燒噪聲。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在減少一次空氣、降低熱負(fù)荷的條件下，層流火焰產(chǎn)生的噪聲一般比較小，只有在一次空氣系數(shù)大，單個火排承受的熱負(fù)荷較高時，火焰才會一直處于離煙、回火的交替變化狀態(tài)，并產(chǎn)生擾動，進(jìn)而形成火焰噪聲。紊流火焰中，如果氣流處于紊流狀態(tài)，則必然引起火焰擾動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，可見紊流噪聲在燃燒設(shè)備中占有重要地位。在各種燃燒噪聲中振蕩燃燒所引起的噪聲影響最大，它配合空氣動力性噪聲，可使熱水器產(chǎn)生共振，并使燃燒工況急劇惡化，嚴(yán)重時可能會對生命安全造成嚴(yán)重威脅。

1.5 水流撞擊噪聲

如果在熱水器正在工作時迅速關(guān)閉出水后置閥門，水流就會由于慣性作用而撞擊盤管，并產(chǎn)生水流撞擊噪聲。

2 控制熱水器噪聲的原則和措施

燃?xì)馊紵鋵嵤且粋€非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，其反應(yīng)過程中的噪聲形成機(jī)理也十分復(fù)雜。容易產(chǎn)生燃燒噪聲的情形主要有以下兩種：①火焰頻繁在離煙、回火之間交替性抖動，造成水箱內(nèi)燃燒壓力波的振蕩和放大，進(jìn)而形成共振噪聲；②在部分預(yù)混燃燒過程中，由于一次空氣系數(shù)計算不合理或燃燒器的設(shè)計缺陷、加工誤差，特別是在強(qiáng)抽式燃?xì)鉄崴髦?，很容易造成火焰的紊流擾動，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲。

2.1 二次空氣導(dǎo)風(fēng)板的使用

實驗證明，火排轉(zhuǎn)彎流道的切面積越大，流動阻力越小，燃燒就會越趨于穩(wěn)定。另外，在離焰與回火區(qū)域調(diào)整流道的局部壓形可以很好地控制局部火孔阻力的大小，從而可以控制好流速與燃燒速度的關(guān)系，避免離焰和回火的發(fā)生。對于多個火排組成的燃燒系統(tǒng)，為了更好地控制燃燒的穩(wěn)定性，在實際應(yīng)用過程中，可以在保證燃燒器不改變的前提下，在燃燒器下部增設(shè)二次空氣導(dǎo)風(fēng)板。這樣不僅可以在一定程度上控制二次空氣與一次空氣的配比，還可以減少火焰的紊流擾動，破壞燃燒放熱變化q與燃燒室內(nèi)壓力波p之間的相位差，符合瑞利準(zhǔn)則而引發(fā)的燃燒振蕩。二次空氣導(dǎo)風(fēng)板的增設(shè)位置如圖1所示。該方法由于改動成本低、見效快，因此在強(qiáng)抽式燃?xì)鉄崴髦械玫搅藦V泛的應(yīng)用。

燃?xì)鈴膰娮靽姵?，進(jìn)入中心回流區(qū)與高速旋轉(zhuǎn)的氣流混合，由于氣流高速旋轉(zhuǎn)、擾動，因此造成火焰面極不穩(wěn)定，并發(fā)出強(qiáng)烈、高頻的聲音。這種情況會在單個火排超負(fù)荷工作時容易出現(xiàn)，特別是在大負(fù)荷強(qiáng)抽機(jī)中。設(shè)計燃?xì)鉄崴鲿r，應(yīng)合理選擇燃燒器的數(shù)目和設(shè)計參數(shù)，以穩(wěn)定燃燒器的火焰，減少其工作中的噪聲。

2.2 正確選擇燃?xì)獗壤y

正確選擇燃?xì)獗壤y對熱水器的穩(wěn)定燃燒也有著重要的作用。在實際設(shè)計過程中，企業(yè)為了節(jié)省成本，一般會采用低升數(shù)閥體來做高升數(shù)熱水器，致使閥體的開度達(dá)到極限值，嚴(yán)重影響了閥體的穩(wěn)壓效果，進(jìn)而造成氣流的不斷波動，燃燒很不穩(wěn)定。比例閥的合理控制可以減輕甚至消除點火爆燃，對于分段式燃?xì)鉄崴鱽碚f，將點火熱負(fù)荷減小到額定負(fù)荷的50%且減少參與點火的火排數(shù)，能夠有效預(yù)防點火爆燃的出現(xiàn)，因此正確選擇燃?xì)鉄崴鼽c火負(fù)荷對整機(jī)燃燒的穩(wěn)定性非常重要。

2.3 氣流分配網(wǎng)板和集煙罩導(dǎo)流板的使用

目前的燃燒技術(shù)和燃燒排煙裝置的不完善造成了燃燒系統(tǒng)內(nèi)氣流量的不均，表現(xiàn)為集煙罩抽風(fēng)口之外的邊角處容易形成渦流，此處的煙氣不能及時排出，影響了整機(jī)的工作。通過集煙罩抽風(fēng)口下側(cè)的氣流分配網(wǎng)板和集煙罩導(dǎo)流板，可以使燃燒系統(tǒng)內(nèi)部的氣流分布均勻，減小排煙阻力，優(yōu)化燃燒工況，進(jìn)而減小燃燒噪聲，遏制燃燒共振。實驗表明，當(dāng)導(dǎo)流板的傾斜角度為12°時，其排煙阻力較小。為了減少死角處的渦流，導(dǎo)流板和氣流分配網(wǎng)板的設(shè)計要在實驗中不斷調(diào)整，最后結(jié)合產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)確定最終方案。

2.4 合理加工噴嘴、噴氣管和氣閥芯設(shè)計

燃?xì)庠诹鹘?jīng)噴嘴、噴氣管、氣閥芯等氣路時應(yīng)該圓角過渡，保證氣流通暢，避免鋒利的毛刺。實驗表明，當(dāng)燃?xì)庖院芸斓乃俣攘鹘?jīng)帶直角邊或毛刺的流道時極易發(fā)出尖叫聲。為了消除這種噪聲，可以降低燃?xì)獾牧魉?，并對氣閥芯做優(yōu)化設(shè)計，具體實施方式如圖2所示。在圖2中，氣流沿角度A流出氣閥芯，然后與氣閥體內(nèi)壁相碰撞，流速下降，尖叫聲被消除，其中，角度A的度數(shù)由試驗得出。

2.5 合理布置盤管

合理布置盤管可以減少氣化噪聲。水在加熱過程中，如果局部氣化出現(xiàn)相變，就會使水流的流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化，并引起熱交換噪聲，即汽化噪聲。水加熱汽化發(fā)出聲音是一種自然現(xiàn)象，但這種噪聲也會影響用戶對熱水器的使用。實驗表明，將幾根連續(xù)的進(jìn)水直管置于近燃燒器端可以有效地減少或消除汽化噪聲，進(jìn)水管的位置示意圖如圖3所示。

2.6 提高風(fēng)機(jī)的裝配精度

提高風(fēng)機(jī)的裝配精度，可以消除風(fēng)輪因不平衡性運轉(zhuǎn)而發(fā)出的機(jī)械噪聲。在燃?xì)鉄崴髦?，由風(fēng)機(jī)引起的噪聲主要表現(xiàn)在風(fēng)速與燃燒負(fù)荷的配比上。根據(jù)燃?xì)獗壤y的I-Q特性（電流與流量特性）來確定電流的大小，確定每一負(fù)荷點位的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)燃?xì)馀c空氣的比例調(diào)節(jié)，進(jìn)而使熱水器無論在哪一負(fù)荷點都能穩(wěn)定燃燒。風(fēng)速與氣流量的合理配比，不但可以使燃燒系統(tǒng)內(nèi)氣流通暢，減小噪聲，還可以使燃?xì)獬浞秩紵?，提高產(chǎn)品的熱效率，并減少有害氣體的排放，實現(xiàn)真正意義上的低碳環(huán)保。

3 結(jié)束語

通過理論與實際相結(jié)合的方式，歸納并總結(jié)了燃?xì)鉄崴髟诠ぷ鬟^程中產(chǎn)生的幾種常見噪聲，并提出了相應(yīng)的解決措施。其中，部分給出的只是方向性的指引和趨勢性的研究，對于不同的產(chǎn)品，在具體實施過程中還應(yīng)通過不斷的試驗來完善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與燃燒系統(tǒng)所需要的技術(shù)參數(shù)，從而達(dá)到控制噪聲的目的。

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〔編輯：王霞〕