程方慰
(寧波奧克斯電氣股份有限公司,浙江 寧波 315000)
風(fēng)機(jī)盤(pán)管的噪聲控制
程方慰
(寧波奧克斯電氣股份有限公司,浙江 寧波 315000)
風(fēng)機(jī)盤(pán)管的噪聲主要來(lái)源為風(fēng)機(jī)噪聲和風(fēng)吹翅片的氣流噪聲,這里對(duì)比介紹了幾種降噪方法,并得出最優(yōu)的降噪結(jié)構(gòu)方案。
噪聲;風(fēng)機(jī)盤(pán)管;翅片
隨著人們生活水品的提高,中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑中的使用越來(lái)越普遍,人們對(duì)噪聲的要求也越來(lái)越高。本文主要介紹了幾種降低風(fēng)機(jī)盤(pán)管噪聲的方法,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,得出一種最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。
風(fēng)機(jī)盤(pán)管的噪聲來(lái)源主要有2種:(1)機(jī)械振動(dòng)噪聲。機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中由于風(fēng)葉、風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)軸和機(jī)組殼體的振動(dòng)產(chǎn)生噪聲。(2)空氣動(dòng)力學(xué)噪聲。空氣流經(jīng)回風(fēng)過(guò)濾網(wǎng)、空氣在箱體中的流動(dòng)、風(fēng)吹換熱器翅片以及空氣在風(fēng)機(jī)中流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲??諝鈩?dòng)力學(xué)噪聲也是風(fēng)機(jī)盤(pán)管噪聲的主要來(lái)源,是我們降噪的主要對(duì)象。
(1)降低機(jī)械振動(dòng)噪聲。為了減少機(jī)械振動(dòng)噪聲,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,我們應(yīng)盡量?jī)?yōu)化機(jī)組殼體的結(jié)構(gòu),增加機(jī)組殼體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,避免較薄的鈑金承受較大的力后彎曲變形,安裝風(fēng)機(jī)、電機(jī)的固定板要有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在機(jī)組整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后,需利用有限元分析軟件分析計(jì)算出機(jī)組殼體的固有頻率,檢查機(jī)組殼體的固有頻率是否在風(fēng)機(jī)、電機(jī)的適用轉(zhuǎn)速頻率附近,避免造成共振。(2)降低空氣動(dòng)力學(xué)噪聲??諝鈩?dòng)力學(xué)噪聲是由于氣體壓力變化引起氣體擾動(dòng),氣體與其它物體相互作用所致。為了降低空氣動(dòng)力學(xué)噪聲,我們可以改善單個(gè)元器件的結(jié)構(gòu),也可以從整個(gè)機(jī)組結(jié)構(gòu)入手,在出風(fēng)口或是進(jìn)風(fēng)口處增加消聲元器件,對(duì)整個(gè)機(jī)組進(jìn)行降噪處理。風(fēng)機(jī)盤(pán)管的風(fēng)葉可以設(shè)計(jì)為機(jī)翼型,利用有限元分析優(yōu)化流場(chǎng)。以850 m3/h風(fēng)量的臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管為例,在額定風(fēng)量下,出口靜壓為12 Pa時(shí),機(jī)翼型風(fēng)葉的噪聲為38.2 dB,而老式的普通風(fēng)葉噪聲為39.8 dB,相對(duì)于普通風(fēng)機(jī),改進(jìn)后的機(jī)翼型風(fēng)葉風(fēng)機(jī)噪聲值可降低1.7 dB。由于風(fēng)葉噪聲的聲功率W大致與其葉片旋轉(zhuǎn)的圓周速度的6次方成正比,可用下列數(shù)學(xué)式表達(dá):
W∝ρξD2V6/C3(1)
式中:ξ—阻力系數(shù);V—葉片圓周速度;D—風(fēng)機(jī)葉輪直徑;
ρ—空氣密度;C—聲速。如果風(fēng)葉轉(zhuǎn)速不變,改變?nèi)~輪直徑,有如下數(shù)學(xué)表達(dá)式:
如果風(fēng)葉轉(zhuǎn)速改變,葉輪直徑不變,有如下數(shù)學(xué)表達(dá)式:
式中:L1、L2—風(fēng)量;N1、N2—風(fēng)機(jī)消耗功率;D1、D2—風(fēng)機(jī)葉輪直徑;n1、n2—風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速;從(1)式可以得出,降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,可以得到非常明顯的降噪效果,減小葉輪直徑降噪效果次之,從(2)~(7)式可以得出,不論是降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,還是減小葉輪直徑,都會(huì)造成風(fēng)量和風(fēng)壓減少,從而造成機(jī)組制冷能力的下降。換熱器翅片片距對(duì)噪聲的影響比較大,我們?cè)谄胀ㄅP式暗裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管前面增加一個(gè)消聲段,然后分別用2.5 mm片距和1.5 mm片距的波紋片換熱器在裝在機(jī)組上做對(duì)比試驗(yàn),在機(jī)組出風(fēng)口前1米下1米處測(cè)試噪聲值,測(cè)試數(shù)據(jù)如表1。
表1 風(fēng)盤(pán)分別裝1.5 mm片距和2.5 mm片距換熱器的噪聲值
為了驗(yàn)證增加消聲結(jié)構(gòu)對(duì)整機(jī)噪聲的影響,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)波浪形格柵消聲結(jié)構(gòu),分別裝在機(jī)組的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口處,并做了對(duì)比試驗(yàn)。當(dāng)該消聲裝置裝在機(jī)組進(jìn)風(fēng)側(cè)時(shí),在機(jī)組前1米下1米處測(cè)得的噪聲值為39.2 dB,略高于不增加消聲裝置。當(dāng)該消聲裝置裝在機(jī)組出風(fēng)側(cè)時(shí),測(cè)得的噪聲值為34.6 dB,降噪效果非常明顯。兩次試驗(yàn)以及不增加消聲裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2。
表2 風(fēng)盤(pán)不裝消聲格柵以及消聲格柵安裝在不同位置的噪聲值
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)消聲裝置裝在進(jìn)風(fēng)側(cè)時(shí),并不會(huì)給機(jī)組帶來(lái)降噪的效果,反而會(huì)使整機(jī)的噪聲略微增加;當(dāng)消聲裝置裝在出風(fēng)側(cè)時(shí),會(huì)有非常明顯的降噪效果,對(duì)此原因分析如下:當(dāng)消聲裝置裝在進(jìn)風(fēng)側(cè)時(shí),會(huì)對(duì)氣流進(jìn)入風(fēng)機(jī)產(chǎn)生影響,因?yàn)榇藭r(shí)的氣流通道變窄,會(huì)造成空氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)不暢,增加風(fēng)機(jī)噪聲。當(dāng)消聲裝置裝在機(jī)組出風(fēng)側(cè)時(shí),整個(gè)機(jī)組的氣流噪聲都會(huì)在該消聲裝置中得到減弱,對(duì)降噪能夠產(chǎn)生非常明顯的效果。
通過(guò)上面的試驗(yàn)對(duì)比分析,我們可以得出如下結(jié)論,優(yōu)化風(fēng)機(jī)可以產(chǎn)生一定的降噪效果;增加換熱器翅片偏距雖然對(duì)降噪有比較大的效果,但對(duì)機(jī)組性能影響比較大,一般不推薦;在機(jī)組出風(fēng)口增加消聲裝置,可以得到非常理想的消聲效果。
[1] 華中工學(xué)院編.通風(fēng)機(jī) .武漢:華中工學(xué)院出版社,1987. [2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 14294-2008.
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