羅茨風機如何降低噪音(羅茨風機如何降低噪音損耗)

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羅茨風機如何降低噪音

羅茨風機如何降低噪音

羅茨鼓風機是一種經典的容積式鼓風機，通過修改電機的轉子容量，將原設想中涉及的機械動能變為空氣體和機械能的負擔。與離心風機相比，它具有拉力大、摩擦阻力對總流量危害小、不改變隧道通風等優點。但是它在使用中有很多缺點，比如效率低，噪音大。羅茨風機在化工企業中獨樹一幟，廣泛應用于大、中、小型化工廠。由于離心式鼓風機產生大量噪音，改變了工作前提條件，污染了職業環境。因此，人們越來越重視離心式鼓風機的噪聲，并把探討離心式鼓風機噪聲的原理和防治方法作為日常工作。離心風機和軸流風機在這方面的討論已經越來越極端。摘要:主要分析了羅茨鼓風機的氣動噪聲源及其產生原理，在綜合各種應用案例的基礎上，提出了降低噪聲的各種方法，明確論述了降低羅茨鼓風機噪聲的基本途徑。

1.羅茨風機噪聲產生的原理1.1羅茨風機的噪聲源

羅茨風機有多種噪聲源，這些噪聲源主要包括:

(1)輻射源進、出口處氣體驅動力的噪聲；

(2)外殼、電點子、滾動軸承等輻射源的反射噪聲；

(3)基礎振動擴散的固體聲。在這些噪聲中，進出口處輻射源的氣體驅動力噪聲(俗稱氣動噪聲)最強，而其他噪聲如機械設備噪聲、電磁感應噪聲等，在離心風機正常運轉的前提下都是非本質性的[1]。根據羅茨鼓風機產生噪聲的頻帶分析，其特征是低頻寬帶網絡。離心風機的氣動噪聲主要由兩部分組成:扭轉噪聲和渦流噪聲。

　1.2扭曲噪聲

畸變是任務輪上葉片表面日均分布包圍周圍蒸氣物質，引起周圍空氣體壓力脈動而產生的噪聲。其他的，氣旋經過葉表面時，在葉片表面形成邊界層。獨特之處在于吸附力邊緣的邊界層隨便加厚，產生大量的旋渦。在葉表面的后緣，吸附力側和工作壓力側的邊界層匯合處形成了尾流區。在尾流區，氣旋的負荷和速度都遠大于主氣旋區的標準值。因此，當日常任務輪扭轉其肘部時，葉表面入口和出口區域的空氣體具有較大的不均勻性。這種不均勻的旋風周期性地作用于周圍物料，產生工作壓力脈沖，形成噪聲。氣旋的不對稱性越強，噪音越大。

離心風機的噪聲有一定的頻率，其畸變噪聲的工作頻率為:

fi=i(NZ/60)(1)

其中:n為離心風機日任務輪的每分鐘轉速(r/min)；z是葉子的數量；我給諧波電流編號(1，2，3，4)。I=l是基頻，i=2，3，4，？？這是一種高音。從噪聲抗壓強度來看，基頻最強，其次是高頻規則聲逐漸減弱的一般趨勢。典型羅茨風機的頻率特性如圖1和圖2所示[2]

　1.3渦旋噪聲

渦流噪聲也叫旋渦噪聲或流場噪聲。這主要是由于旋風流過葉片表面時流場的邊界層和渦與渦的分離。以及在葉子表面產生壓力的脈沖。原因有四:一是物體表面的空氣體形成流場邊界層后，邊界層內的湍流工作壓力脈沖措施作用于葉片表面、蝸殼內表面和部分表面等。，產生噪音；其次，當氣旋流過物體時，當邊界層達到一定程度時，渦旋會散開，離開的渦旋會產生較大的脈動。第三，由于來流的流場，葉表效應力的脈沖引起噪聲；第四，二次渦流引起的噪聲。

一般來說，羅茨鼓風機的渦流噪聲是由邊界層的湍流工作壓力脈沖和二次渦流輻射源的噪聲輸出功率引起的。另外，只要來流的流場不是特別大，攻角脈沖引起的噪聲就不是很清晰。因此，可以認為離心風機的渦流噪聲主要是由于第二種噪聲，即渦流產生的渦流噪聲和渦流離開并引起葉片推力的脈沖。

根據遍歷公式，渦流噪聲的工作頻率為:

Fi=i(SrW/L)(2)

其中:Sr為施特羅哈爾數，Sr = 0.14 ~ 0.20，一般為0.185；w是蒸汽和葉輪的相對速度；l是物體正面總寬度在垂直平分線率平面上的投影；I對諧波電流進行編號(I = 1，2，3， hellip hellip)。

根據公式(2)，離心風機的渦流噪聲頻率主要與旋流器和風輪的相對速度W有關。w還與每日任務輪的周速度u有關。u隨工作輪各點與傳動軸軸線之間的距離而變化。它是由內而外不斷變化的。因此，離心風機扭轉時產生的渦流噪聲是一個寬帶持續譜。通過分析可知，離心風機的氣體驅動力噪聲是上述兩種具有矛盾特性的噪聲所累積的負面影響。扭曲噪聲和渦流噪聲這兩個噪聲源是葉片的幾何設計和操作。

2.羅茨風機噪聲控制的一般方法

離心風機的現場應用可根據離心風機的低噪聲、現場前提條件和降噪規定采取矛盾的控制方法。一般可以整理出綜合的方法，比如設備消音、修改隔音罩、革新風機房或者管道捆綁等。

　2.1機械設備噪聲控制方法

關于羅茨風機機械設備的噪聲，控制方法主要是發展安裝精度；更換舊的滾動軸承，或用滑動軸承更換滾柱軸承，使電機轉子處于動平衡；用一個可伸縮的聯軸器連接電動理念和風扇；加強機械設備的檢修和維護，暢通供油，擰緊對接地腳螺栓，更換損壞部件。

2.2氣動式噪聲的一般控制方法

2.2.1設備消聲器由于一般情況下，離心風機進、出口的氣體驅動力的噪聲比其他輻射源的噪聲高10 ~ 20聲灣(A)[4]，因此，在控制離心風機噪聲時，應首先在進、出口管道上安裝合適的消聲器，如圖3所示。離心式風機配有消音器。目前國內的發展趨勢是選擇電阻式消聲器。而尺寸大、消聲通道窄的消聲器很少使用。自然消聲器的選擇、設計方案和設備應根據實際活動進行。

2.2.2選擇隔音罩成型隔音罩的方法是將所有離心風機設備用封閉的箱式隔音罩包裹。專業技能的重要性在于如何選擇制冷方式來檢查離心風機的正常運行。目前，空冷法是國內應用最廣泛的方法。主要散熱方式有:自風扇自然通風制冷、負壓進氣制冷、罩內氣體循環自然通風制冷和添加機械設備自然通風制冷等。詳細的設計原理、制造和方法介紹見參考文獻[5]。

2.2.3創新風機房如果風力發電機組有專業風機房，可根據現場情況接入，可接受將現有風機房創新為隔聲室的方法。也就是說，風扇室內禁止使用離心式風扇，使其噪音無法傳播。主要的專業技能是選擇隔聲門、隔聲窗、隔聲屏和墻面隔聲，應用合適的吸聲材料。

2.2.4管道捆綁為了更好地抑制離心風機風道上輻射源發出的噪聲，可采用螺旋方式捆綁管道，防止噪聲傳播。管道捆綁方法見圖4。

2.2.5減振綜合考慮了安全性、不可更改性和維護方便性等因素。設計方案采用合適的彈簧阻尼器，便于切斷機械設備與發電機組之間的剛性對接，進而達到降低固態振動噪聲的總體目標。也可以挖一條振動溝來代替基礎減振，可以得到一定的效果[6]。

3.羅茨風機減少噪聲的基本上門路

噪聲的控制方法是避免和減少噪聲源產生的噪聲輻射源，即全力以赴減少單脈沖力。上述噪聲控制方法不僅加大了工程投資，而且由于消聲器工作壓力損失等原因造成動能損失。這對于節省動能是不利的。因此，改善羅茨鼓風機的氣動設計方案，以及鼓風機的最佳選擇、合適的設備和運行方式，是降低羅茨鼓風機噪聲的最重要途徑。根據目前的參考資料[2，7]，關于通過改進離心風機和軸流風機的結構來降低其噪聲的報道很多，并取得了很大的成績。但是，關于蘿卜根粉絲的報道卻很少。因此，本文就降低羅茨鼓風機噪聲的基本途徑作一些探討。

3.1改進羅茨風機的氣動式和結構設計方案

3.1.1將離心葉輪做成扭曲葉片離心葉輪是基于前面提到的羅茨鼓風機產生噪音的原理分析。日常任務輪扭轉時，葉片表面進出口區域的空氣體有較大的不均勻性，這種不均勻的氣旋周期性地作用于周圍物質，產生工作壓力脈沖，形成噪聲。而且氣旋的不對稱性越強，噪音越大。將羅茨鼓風機電機轉子的直葉片離心葉輪改為扭葉片離心葉輪，可以改善排氣管的不均勻性，從而降低噪聲。

3.1.2排出殼體I內圓的空氣；3.離心葉輪頂部具有質數線的一定尺寸的角形旋流器沿日任務輪進出口圓不平衡，產生隨時間變化的工作壓力脈沖。相反，它損害了離心葉輪中旋風分離器的脈動并產生噪音。使機殼內圓上的通氣孔與離心葉輪頂部的素線成一定角度，可以改善旋風分離器的不對稱性，進而降低羅茨鼓風機的噪聲。由于幾何圖形的大小，這種方法對于雙葉片離心式葉輪是有限制的，但是對于三葉片離心式葉輪是完全可以做到的。

3.1.3將雙葉離心葉輪改為三葉離心葉輪【8】將雙葉葉輪改為三葉離心葉輪，并增加羅茨風機電機轉子的數量，也可以改善羅茨風機排氣管的不均勻度，從而降低噪聲。將二葉離心葉輪改為三葉離心葉輪，重要的是定義三葉離心葉輪漸開線齒輪離心葉輪的徑距比(K=D/A，其中D為離心葉輪直徑，A為兩離心葉輪間距)。經過創新，羅茨風機具備了一流的旋風脈沖小、噪音低的優良功能，現階段受到了各羅茨風機生產廠家的高度關注。

3.2控制風機型號、設備和運行噪聲

降低羅茨鼓風機的噪聲不僅可以通過改進設計方案來實現，還可以通過改進羅茨鼓風機的類型和規格及其有效的設備和操作來實現。

3.2.1羅茨風機的選型、運行方式和設備嵌入在實用的管網系統軟件中。為了更好地修復口部低噪聲，應選擇最佳的羅茨鼓風機類型和規格，開發精確的設備，進行持續有效的操作。大羅茨風機的最小聲功率和最佳效率是相同的，所以有效的羅茨風機選型，不管噪聲如何，仍然可以從資本中獲利。離心葉輪頂圓上的速度應為負值且較低；

羅茨風機可全面檢修為I；3 空處氣體的平均值；羅茨鼓風機與管網的搭配不僅需要從氣動意識上考慮，還需要從聲學材料意識上考慮。通過有效地選擇羅茨鼓風機的直徑、速度和葉片數，使葉片通過頻率噪聲的輻射效率最小化。

3.2.2羅茨風機的聲功率級或聲壓級應準確配備，并隨著總流量和負荷的增加而擴大，盡可能減少不必要的壓力損失。盡一切努力在流道內和離心葉輪前，避免障礙物在離心葉輪內吸人產生尾流，產生噪音。消聲設備應與離心葉輪留出一定的設備長度，以避免對離心葉輪造成傷害。

3.2.3采用有效的善后方法。由于大多是變負荷運行，羅茨風機的排風量和風壓需要根據管網需求調養。所以調養方法要全力以赴選擇變速比等高效調節系統軟件(如變頻電機)。因為這種高效率的調節方法，也是額外噪音最少的方法。

　4.羅茨風機噪聲消除結尾

4.1采用消聲、隔聲、吸聲、減振等方法，雖然可以取得一定的噪聲綜合治理方法效果，但該方法從傳輸門接受，增加了工程投資，所以節約的動力也不好。

4.2為了更好的控制噪音更有價值，需要從聲源上基本解決問題，即選擇最佳的設計方案，發展制造精度和安裝質量，采用臺灣管理的護理方法，接受有效的減震方法，從而獲得滿意的降噪效果。

4.3將羅茨鼓風機的離心葉輪做成扭葉離心葉輪，將殼體內圓上的通氣孔做成與離心葉輪頂部的素線成一定角度，將雙葉離心葉輪改為三葉離心葉輪，可以降低羅茨鼓風機的噪聲。

4.4今后，我們將繼續探索羅茨鼓風機噪聲的基礎理論，準確預測噪聲水平，塑造羅茨鼓風機氣體流量和結構的主要參數與氣動噪聲水平之間的數學表達式。這樣，這個表達式就可以用于羅茨鼓風機的設計中，與氣動計算一起，進行尋找最小噪聲和最佳氣動作用的規劃方案，進而最大限度地降低羅茨鼓風機本身的噪聲。

4.5進行羅茨鼓風機噪聲的精確測量，形成響應的數據庫查詢，使用該數據庫查詢，生成羅茨鼓風機噪聲的遍歷設計原理和預兆的數學課模板，并預算羅茨鼓風機的對稱函數。那么，在滿足客戶總流量和工作壓力要求的條件下，從噪聲的角度出發，可以有效地選擇羅茨鼓風機。

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