船舶噪聲分析與抑制技術(shù)研究

摘 要：隨著社會的發(fā)展，船舶也有了快速發(fā)展。船舶噪聲是關(guān)系到人們生活的社會建設(shè)過程中最重要的設(shè)備之一。由于對人體身體狀況有非常不利的影響，如何有效抑制船舶機(jī)械產(chǎn)生的噪聲污染是本文研究的重點(diǎn)，也是相關(guān)研究人員的研究課題。

關(guān)鍵詞：船舶噪聲;分析;抑制技術(shù)

引言

航運(yùn)業(yè)發(fā)展迅速，航運(yùn)船舶正朝著龐大而強(qiáng)大的力量方向發(fā)展?，F(xiàn)代船舶的動力也越來越大，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓沖擊和液體流量也越來越多，造成船舶轉(zhuǎn)向控制中的噪聲增加，對船舶的整體動力以及操縱性造成非常不利的影響?，F(xiàn)代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的液壓噪聲主要是運(yùn)用蓄能器的液壓流體的流量進(jìn)行控制。在現(xiàn)代大型船舶建造中，舵機(jī)噪聲抑制一直是很重要的課題，噪聲抑制質(zhì)量與船舶的操縱性有直接的影響，對船員的身心健康和工作效率也是有很大關(guān)聯(lián)的。

1船舶機(jī)械設(shè)備噪聲引起的副作用

船舶機(jī)械噪聲的存在對幾個方面產(chǎn)生負(fù)面影響，主要集中在以下幾個方面：首先，長期接觸機(jī)械噪音的人，聽力受損，同時壓迫人的心血管和神經(jīng)系統(tǒng)，對人體健康有非常不利的影響。其次，長期處于噪聲的環(huán)境中，也會讓人出現(xiàn)比較負(fù)面的情緒，容易讓人出現(xiàn)抑郁、煩躁等各種負(fù)面的情緒。三是水手長期受噪音影響較大，很難得到良好的休息。人們在這樣的環(huán)境中會患上更多的心臟病和高血壓等有害疾病，從而影響他們的健康。在工作過程中，因生病或過度勞累而出現(xiàn)工作失誤的概率非常高，容易發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。第四，大多數(shù)船舶在營運(yùn)過程中產(chǎn)生大量噪聲，對周圍居民的影響較大，噪聲問題嚴(yán)重。

2船舶機(jī)械噪聲抑制的有效對策

2.1控制發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的噪音

目前，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對船舶的承載能力要求也在不斷提升，因此柴油機(jī)的功率也需要進(jìn)行提升，從而滿足人們的承載能力要求。排氣門的開關(guān)，可以通過增加車輪增壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)降低噪音的目標(biāo)，尤其是排氣脈沖引起的低頻噪音。此外，在進(jìn)行船體的安裝過程中，還會有不平衡的情況發(fā)生，這也會增加柴油機(jī)的振動噪聲。在柴油機(jī)的作用下，振動能力傳遞到發(fā)動機(jī)底座，進(jìn)一步傳遞到艙底，并通過船體不斷振動傳遞到外界，這是產(chǎn)生噪聲的主要過程。目前，針對這種噪聲，可以通過適當(dāng)使用減震器，并在柴油機(jī)和艙室油箱之間放置一些隔離器來降低噪聲的頻率。大多數(shù)較好的艙室也采用隔音罩來降低噪音，分散噪音源，加強(qiáng)噪音傳播屏障。另一種產(chǎn)生噪聲的方式，即在分析扁平排氣管的過程中，應(yīng)在科學(xué)合理的條件下對氣管進(jìn)行隔振覆蓋，并適當(dāng)使用聚氯丁橡膠。通過將風(fēng)管與法蘭粘合在一起，可以有效降低噪音的頻率，并在風(fēng)管上安裝一些消聲器，可以減少吸音材料的使用，改變消聲器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來降低噪音頻率。

2.2駕駛室噪音控制

駕駛室是對船舶機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操作的主要部分。由于機(jī)器設(shè)備眾多，船舶的航行一直有噪聲的存在。如果不能更好的進(jìn)行噪音的控制，就必須嚴(yán)格控制，因?yàn)樗鼈儤O大地?fù)p害了橋梁工作人員的身心健康，導(dǎo)致反應(yīng)遲緩，增加了駕駛疲勞，大大增加了安全風(fēng)險。第一，駕駛室要求合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，駕駛室可以有一定的隔音措施，特別是駕駛室地板必須密封，駕駛室地板、操作桿和車窗玻璃必須嚴(yán)格密封。對于比較小的空腔也需要確保其與外界的可靠隔離，外部噪音很容易通過空腔傳輸?shù)今{駛室上，造成駕駛室的機(jī)械面板發(fā)生振動的情況，噪音還有可能會與外部發(fā)動機(jī)排放的聲音一起出現(xiàn)，增加噪音。第二，如果駕駛室壁有縫隙，可以運(yùn)用高彈的隔音材料進(jìn)行密封，駕駛室的門板四周也要做好密封工作，做好減震器的安裝，降低駕駛室和發(fā)動機(jī)噪音的副作用。

2.3噪聲源控制

船舶噪聲源控制主要從以下幾點(diǎn)開始：第一，螺旋槳的噪聲。螺旋槳發(fā)出噪聲的主要原因是由于尾軸的靜、動平衡校準(zhǔn)出現(xiàn)問題，在螺旋槳葉片與水流交接的時候，由于壓力的變化導(dǎo)致湍流的出現(xiàn)，葉片的自然振蕩頻率以及葉片形成的渦流發(fā)生，形成周期性的噴射聲。因此，對螺旋槳產(chǎn)生的噪音的控制將通過重點(diǎn)預(yù)防方法來實(shí)現(xiàn)。 第二，主輔機(jī)構(gòu)的噪聲。減少主輔機(jī)產(chǎn)生的噪聲，可以通過使用低噪聲的設(shè)備，從而從根本上減少船舶艙室的噪聲。第三，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)噪聲控制。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用低速、低噪音風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口應(yīng)裝有減振裝置，并安裝消音器，出風(fēng)風(fēng)道內(nèi)應(yīng)放置吸音材料，機(jī)艙出風(fēng)口處的風(fēng)扇和風(fēng)管，風(fēng)扇剛性應(yīng)采用風(fēng)管軟管過渡連接或軟接頭，以減少固體噪聲的傳遞;機(jī)艙送風(fēng)管與配風(fēng)之間應(yīng)采用光滑的管道過渡。

2.4噪聲傳播路徑的控制和噪聲防護(hù)設(shè)備的使用

最有效地噪聲控制方法是對聲源進(jìn)行有效地控制。做好傳播路徑中的噪聲控制，屏蔽阻擋聲波的傳播能量，隨著距離的增加聲波的衰減。因此，可以在聲源接收器的位置入手，做好噪聲的傳播路徑控制工作，增加噪音的傳播距離，降低噪聲的影響。首先，客艙布局合理。不僅需要滿足現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，艙室的布局還應(yīng)從聲學(xué)方面考慮，需要客艙在聲源艙內(nèi)滿足相應(yīng)的聲學(xué)要求。對于大型的船舶，可以劃分出居民區(qū)以及機(jī)艙區(qū)。如果機(jī)房和客廳混在一起，不能分開，機(jī)房周圍的客艙需要改為衛(wèi)生間、儲藏室或者是過道等，從而有效地滿足隔音要求。第二，隔音技術(shù)。為降低柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中傳遞的噪音，可采用藥用阻尼發(fā)電機(jī)組或隔音罩，并在其表面粘貼。有條件的可安裝在機(jī)艙結(jié)構(gòu)正下方的節(jié)段，安裝隔音罩。隔音罩主要是對主機(jī)的外部噪音進(jìn)行有效地阻擋，可以對不同環(huán)境下的機(jī)械噪音進(jìn)行控制。

2.5減少空調(diào)器風(fēng)扇噪音

風(fēng)扇噪音空調(diào)是傳播空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中最重要的噪聲源。風(fēng)扇噪音是由風(fēng)扇的類型和它的操作條件確定。外國船舶設(shè)計(jì)小型化的空調(diào)區(qū)域，從而有效地減少單個空調(diào)風(fēng)扇的噪音，通過準(zhǔn)確的計(jì)算出管網(wǎng)阻力，選用合理IDE風(fēng)扇壓頭，從而極大的減少風(fēng)扇噪音。在空調(diào)廠商對空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，也需要結(jié)合無蝸殼風(fēng)機(jī)對靜壓箱進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而減少空調(diào)箱風(fēng)扇所發(fā)出的噪聲。這種類型的設(shè)計(jì)有非常明顯的降噪效果。當(dāng)設(shè)計(jì)船舶空調(diào)風(fēng)扇的選擇應(yīng)通過使用高效率，低噪聲，低轉(zhuǎn)速，后傾斜的離心風(fēng)扇，盡可能并保持所選擇的風(fēng)扇的操作條件接近的峰值效率點(diǎn)來控制。該空調(diào)裝置的噪聲降低主要是由高效率的吸音材料附著到機(jī)殼以減小機(jī)殼的輻射噪聲，這種方法可以顯著地提高空調(diào)室的噪聲電平，但它不會影響空調(diào)艙，實(shí)現(xiàn)了降低噪聲的目的。

2.6控制傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲

從實(shí)際檢查中可以得到一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，完全可以認(rèn)識到船舶的噪音是由齒輪之間的摩擦引起的。因此，有多種措施可以解決這個問題，從而最大限度地控制噪聲并進(jìn)一步優(yōu)化船舶本身的傳輸。

3結(jié)語

隨著船舶業(yè)的不斷發(fā)展，技術(shù)水平的提升，人們對船舶的噪音抑制技術(shù)也在深化和改進(jìn)，對船舶噪聲的要求也越來越高。船舶噪聲抑制主要是受船廠的技術(shù)條件的制約，因此，在對船舶進(jìn)行設(shè)計(jì)以及建造的過程中，就需要充分考慮船舶的噪音情況，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，選用隔音的施工材料，從而實(shí)現(xiàn)船舶的噪聲抑制的目標(biāo)，推動船舶行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

江敏（1984-），男，漢族，湖北省廣水市人，本科，江蘇科技大學(xué)，研究方向：船舶與海洋工程。