矿井通风机噪声控制与振动隔离设计说明

1、矿用风机噪声控制与隔振设计摘要煤矿井下开采时，有害气体（一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等）和粉尘严重影响工人健康和工作效率。因此，必须使用通风机设备来保证井下通风和正常生产。根据煤矿的不同情况，要因地制宜选择好的通风设备。本文针对煤矿风设备的选型和设计，选择了配套的电机、隔振设计、风机房的总体布置及其噪声控制工程。在风机的选择上，本文采用矿用离心风机。设计风机和电机的隔振以及整个风机房的布置和噪声控制（隔声、降噪、吸声）并选择相应的材料，以满足隔振降噪的要求。设计时应考虑机房的冷却和通风，以满足煤矿在通风环境下降低噪音的要求，保证机房内机器的安全。介绍了离心风机设计方案选择的基本流程，分析了离心风

2、机的基本要求。对离心风机的设计具有一定的参考价值。关键词离心风机；隔振；噪音控制；吸音；隔音目录摘要1 简介.11.1 矿井通风设备概述 .11.2 本课题研究的目的和意义.12 矿用离心风机设备的选型与设计. 22.1 风机选型与设计.22.2 选择和设计过程 .93 通风机房隔振设计.103.1 振动的危险 . . .103.2 隔振设计 . .113.2.1设计信息 . 113.2.2隔振原理和参数选择.173.3 隔振设计计算步骤 .284 风机房噪声控制.294.1噪音的危害. .294.2 噪声控制的基础 . . 294.2.1噪声描述参数 .294.2.2声学基本评估指标 . 3

3、04.3 噪声控制的具体措施 .314.4 已知设计数据 . . .334.5 风机房隔音设计. .354.6 风机房吸声设计. .394.7 机房通风设计.445 结论.47参考文献.48问候.491 简介1.1 煤矿通风设备概述如今，大多数煤矿都是在地下开采的。由于井下有害有毒气体不断涌出，再加上煤尘爆炸，对井下工作人员的身体健康十分不利，尤其是当有害气体和煤尘含量超标时。 ，并可能导致严重的瓦斯和煤尘爆炸。通风机的作用是将地面的新鲜空气送入井中供工人呼吸，同时将井中的有害气体排出，使有害气体的浓度降低到符合要求的水平。对人体无害。由于煤矿设备的重要性，对主要通风设备提出以下要求：(1)必

4、须安装在地面上。带风机的井口必须密闭；(2) 必须配备两台相同容量的呼吸机，其中一台作为备用。如有必要，备用风扇必须能够在 10 分钟内启动；(3)为保证呼吸机的供电，必须有两条专用电源线；（4）必须配备反风流设备或具有反风能力，并能在10分钟内改变巷道内风流方向，且反风量不小于40正常风量的 %；(5) 主风机出风口必须安装防爆门。其面积不得小于井的截面积，且必须与井的气流方向一致；1.2 本研究的目的和意义控制噪声和振动污染是环境保护和防治的四大污染之一。近20年来，我国的噪声与振动技术取得了长足的发展，国家也制定了噪声与振动标准。本课题的研究不仅具有实际工程应用价值，而且具有理论研究意义

5、。并且对于各类风机，风机房的隔振和噪声控制等事件对工业噪声控制具有一定的参考价值，分布广泛，污染影响大。2 、矿用离心风机设备的选型与设计2.1 风机选型设计2.1.1设计数据表 1.1 设计数据早期晚的通风井气位电源电压通风负压通风负压1400009501400001400跳过电梯低的380V2.2 选型和设计过程计算风源必须产生的风量和风压：原始数据提供的矿井通风风量和风压不包括风源以外的风道装置漏风和阻力损失。通风设备。因此，必须由气源产生所需的风量Q y =kQ(m 3 / s)公式 ( 1.1)Q原始数据提供的通风量（m 3 /s）； K设备的漏风系数。气轴不升降时，k=1.11.1

6、5；兼作跳井时，k=1.151.20；气轴不提升时，k=1.251.30；根据4 规定第2-133条：由于气井用作起重的箕斗，k=1.151.20；那么气源必须产生的风量为Q y =kQ =( 1.151.20)140000=(1.611.68) =它产生的风压是因为离心风机通常提供全压特性。前期： =1210pa晚= 1650pa(1) 预选粉丝：目前，风机制造商提供散流器和轴流风机，而离心风机不提供散流器。提供的特性曲线不均匀。对于轴流风机设备，它通常是设备的静压特性，对于离心风机，它是风机的全压特性。轴流风机的静压特性不同。一般来说，选择风机有两种方法：一种是利用风源类型的特点；另一种是

7、利用风源的个体特性来选择。风扇选择注意事项：1、在井筒内，应尽量采用单台风机。实在困难时，应使用两台并联风机，最好是同型号同型号的风机。2、选用的风机应满足各时段第一级负压变化，并妥善照顾下一级的通风要求。当负压变化较大时，可分阶段选择电机。初装电机的使用寿命不低于10年；3、选择轴流风机时，叶片安装角度应比使用最大负压和风量时的最大安装角度小5度。4、选用的风机应有足够的调节范围，以满足使用寿命，工作条件不超过工业使用要求。根据风源产生的工况参数，预选4-72-11 No.20B离心风机：转数560r/min。(2)配置散流器选择对称平面散流器选择对称平面扩散器，选择扩散比n=2.2，扩散角

8、，此时的相对长度=2，总损耗系数。换算风机组静压特性：风机组与配置的扩压器组成风机组，可由公式4 (3-13)求得，其中截面积由风机得到外形尺寸图；将 k 和密度 的值代入4 (3-13)，其中 Q重写为：公式（ 1.2 ）对应装置静效率：公式（ 1.3 ）从4-72-11-NO.20B风机全压特性曲线和功率特性曲线，可以充分表征特性的各种工况，参数如下表所示表 1.2 风机全压特性曲线和功率特性曲线参数124500135600146700157800168900180000H（帕）188018401780170016001490182817801708161815051382N(千瓦)70.

9、4674.1975.4677.8180.85830.8950.9020.9210.9100.8730.833(3) 确定调整方法设备的静压特性曲线不经过工况k和k。为了得到这两个工况，必须进行调整。由于风机本身没有调节机构，所以风机的转速必须可以通过外接设备来改变，已经获得了各种期望的工作状态。通过k和k做一条比例曲线。两条曲线的表达式为：公式（ 1.4 ）和公式（ 1.5 ）其中 Q 由计算。使用这两个公式得到的两个比例曲线坐标曲线参数列于表中。两条比例曲线分别通过工况k和k，分别在ke和ke处与装置的静压特性曲线相交。这两点的坐标参数为表 1.3 坐标参数12450013560014670

10、0157800168900180000714847100511631332151397311541259145716691895年图 2.1从图 2.1 我们得到：对应于同一比例曲线上的两点k和ke到另一比例曲线上的两点k和ke。使用比例定律找出每个通风周期的速度运行速度运行速度(4)确定工作条件：分别获取通风容易期和通风困难期的工况，检查是否满足通风要求。在风源特性图上绘制等效网络特性。它与相应风压特性的交点为各时段的运行点，风机选型正确，运行点位于工业利用区域。在易换气期，当风机以转速运行时，其装置的静压特性曲线必须通过该点。毫无疑问，时代中的等效网络属性也必须通过该点。因此，两条特性曲线

11、的交点一定是预期的工作点。同样，在通风困难时期，当风扇以转速运转时，工作点就是点。工作点参数列于下表。表 1.4 工作点参数易通气期工作点(帕)16100014505110.8972.9通风时间困难工作点(帕)1620015705530.84583.6(5) 选择电机：各时段必须输出的功率，在确定电机容量时，应考虑因矿网特性不准确可能导致所需功率不足的情况，增加备用容量10-20%。此外，还应该考虑。由于电机负载小，对功率因数cos有不利影响。如果要使用同步电机，应根据同步电机的使用寿命选择最大功率，以提高功率因数。如果在电机使用寿命期间出现通风机的困难期，则在使用感应电机时，应根据同步电机使

12、用寿命的最大功率来选择电机功率，以提高功率因数。易通风期间电机必须输出的功率如下：功率比因此，整个通风期可选择一台电机，其功率为：因此选用JS126-8电机。(6) 计算年平均用电量：串励调速装置的无级调速功能，可以保证从换气容易期到换气困难期的所有变化。在风量恒定的情况下，可以改变工作条件。假设随着运行时间的继续，风压将呈线性规律变化。由于通风网络阻力系数随着采矿工作的变化而变化，因此工作点和功耗也会发生变化。因此，很难非常准确地计算功耗。适用于通风管网阻力系数变化不大、中期不需要调整的风机。然后计算年平均用电量如下其中 d 是电机效率； w为电网效率； r 是每天的工作小时数； T 是每年

13、工作日和夜晚的数量。(7)确定主要设备根据条例 4第2-131条，沼气突出的矿井和沼气含量高的矿井的主要通风设备必须配备两套通风设备，以及大中型的主要通风设备。沼气含量低的矿井，一工一工。备件组。低沼气小矿井的主通风机应采用皮带传动，一般安装一台，但另装一台备用电机，并采取措施迅速更换电机。根据规定，每个风井应配备两台4-72-11 NO20B风机，一台备用，一台工作，供电电压为6KV。可选择两台JS126-8电机，每台风机配一台，电机功率110KW，电压6KV，同步转速560r/min。可选择一套串级调速装置，两台风机共用。3 通风室隔振设计在减振技术中，隔振是目前减振工程中应用最广泛、最有

14、效的措施。使用隔振器来减少由机器本身的扰动力引起的机器支撑结构或基础的振动已成为一种积极的隔振方式。设计为主动隔振，为减少精密仪器设备或其他隔振器在外源作用下的振动，变为被动隔振。3.1 振动的危害(1)振动对机械设备的危害在工业生产中，机械设备运行产生的振动大多是有害的。振动引起机械设备本身的疲劳和磨损，从而缩短机械设备的使用寿命，甚至造成机械设备部件的刚度和强度损坏。对于加工机床，振动过大会降低加工精度；飞机机翼的振动、机轮的振动和发动机的异常振动，往往会造成严重的事故。这些机械设备的振动不仅对自身有害，而且具有强烈振动辐射的噪声会严重污染环境。当然，并不是所有的振动都是有害的，有一些方面

15、是可以利用的。如矿山用振动筛、工业用抛光机、建材用振动器等，都是利用振动原理设计的。(2)振动对人体健康的影响人体可以近似为弹性体。骨骼类似于总则固体，但它们比较脆。肌肉比较薄弱，有一定的弹性。实验表明，人体的各个部位都有一个固定的频率。例如，人体约为 6 Hz。当身体各部分器官的固有频率始终接近外界的振动频率时，就会引起器官的共振。这个时候，器官会受到最大的影响和伤害。在矿山、工厂、水电等众多行业中，有相当多的工人从事振动作业，需要手持振动强烈的工具和设备。这些操作人员和其他相关工作人员会因长期工作而患上振动性职业病。症状一般为手麻、手无力、手指严重畸形、下肢冠状动脉和脑血管扩张。此外，振动

16、会导致听力损伤。当振动频率为 125-250 Hz 时，长时间振动会导致言语和听力损失。3.2 隔振设计3.2.1设计资源1、设备的型号、规格、外形尺寸图等。2. 装置的质心位置、质量和质量惯性矩。3、设备底座外形图、辅助设备、地脚螺栓底座厚度及预埋件位置。4. 设备相关配管图及其基本连接。5、当隔振器支撑在地板或支架上时，需要提供支撑结构图。如果在基础上设置隔振器，则需要提供相邻基础的地质资料、基础动力参数及相关数据。6、当电力设备为周期性扰动力时，需要提供设备启动和停止时的运行频率和频率增减数据。如果是冲击干扰力，则需要冲击干扰力作用时间和两次冲击干扰力的时间。间隔。7、主动隔振，要知道电

17、力设备正常运行所产生的扰动力的大小和作用的位置。如果没有干扰力或干扰力矩的数据，则必须有机器旋转部件的质量、几何尺寸、传动方式和质量偏心量的数据。8、所选择或设计的隔振器的特性（如承载能力、压缩极限、刚度和阻尼比等）与使用的环境条件有关。9、隔振器所在空间的大小、最低和最高温度以及酸、碱、油等腐蚀性介质的可能性。表 3.1 风扇相关参数风扇型号电机型号起源隔振效率4-42-11 20BJS126-8853.2.2隔振方法及参数选择原则(1) 隔振台的位置隔振器可以直接设置在机座下方，也可以设置在与机座刚性连接的基础下方，通常称为隔振底座或刚性底座。刚性底座从材质上可以分为两类：一类是用槽钢角码

18、等焊接而成；另一个是用钢筋混凝土浇铸的。在下列情况下，应提供刚性底座。机座刚性不足；很难在底座正下方设置隔振器；为了减少被隔振物体的振动，需要增加隔振系统的质量和质量惯性矩；4) 隔振物体由几部分或几台单独的机器组成。(2)隔振方式的选择隔振方法：通常分为支撑式、悬挂式、悬挂式支撑式。支撑式，隔振器安装在隔振设备的框架或刚性底座下方。悬挂式，将隔振设备安装在两端带铰链的刚性环悬挂的刚性底座上，或将隔振设备的底座直接挂在刚性环上。悬挂可用于隔离水平振动。在考虑隔振方法时，应考虑以下要求：方便隔振器安装、观察、维护和更换所需的空间。2）有利于生产经营。3）应尽可能缩短隔振系统重心与受力线的距离。对

19、于平面上的隔振器布置，刚度中心应与隔振系统（包括隔振物体和刚性底座）的重心在同一垂直线上。对于正向隔振，当难以满足上述要求时，刚度中心与重心的水平距离不应大于边长的5%。对于被动隔振，隔振系统的重心应与刚度中心重合。对于具有各种管道系统的单元设备，除单元设备本身使用隔振器外，还应在管道与单元设备之间增加弹性；管道与天花板、墙壁等建筑构件的连接处应安装弹性连接器（如弹性吊架或弹性支架），必要时导线也应采用多股软线或其他措施。隔振系统的固有频率应低于干扰圆频率，至少1.41 。一般来说， /比率在2.2到4.5的范围内选择。当振源为矩形或三角形时，脉冲作用时间与隔振系统固有周期T之比应分别满足/T

20、0.1或0.2。在下列情况之一，隔振系统应有足够的阻尼1、在起停过程中，加扰频率通过共振区时，要避免过度振动。动态位移，一般阻尼比为0.060.10。2、对于冲击和振动，阻尼比应在0.150.30范围内选择，一般在0.25左右。3、当被动隔振台座因运行原因发生振动时，应进行阻尼，使其快速平稳一般阻尼比选择在0.060.15的范围内。选择隔振参数的步骤：隔振的基本参数是隔振系统的质量m和质量转动惯量J，隔振器的刚度k和阻尼比，隔振系统的传递率和许用振线位移（或许用振动）速度）的隔振系统。在正式详细的隔振计算之前，可以假设隔振系统为单自由度系统（对于一般简单的隔振工程，如刚性底座为制作得当，隔振器

21、布置合理，也可视为单自由度系统），按如下步骤进行：根据实际工程需要，确定振动传递率，则隔振效率= 1- ，(rad/s )隔振系统的传递性：根据实际结构，假设隔振系统（包括单元和底座等）的总振动质量为m。根据下式计算隔振系统的总刚度k式中k隔振系统的总刚度（KN/m ） ； m隔振系统的总质量（t）5、按下列公式计算隔振器数量N：式中k所选单层隔振器的刚度（KN）。6、按下列公式计算隔振器的总承载力式中，Pi单根隔振器的内容承载力（KN）； W隔振系统的总质量（KN）； m隔振系统的总质量（t）； g重力加速度（9.81m/s） 2 ）； Pd作用在隔振器上的干扰力（KN）7、根据隔振器的布置

22、，根据本章的相关公式，尝试计算隔振上要求的减振控制点的最大振动线位移Amax（或最大振动线速度等）系统，使其满足：式中A内容振动线位移8、调整和调整参与振动的总质量m、总刚度k等，最终满足传递率u和控制点的最大线性位移。9、阻尼比的选择主动隔振系统所需的阻尼比可以根据机器转速的增减和通过共振区时隔振系统内容的最大振动位移Av与等效静位移Aev的比值来确定。(3) 隔振系统的固有频率隔振系统的动态计算比较复杂。为了保证一定的计算精度，需要进行一些计算简化。例如，对于支撑隔振系统，在计算中假设：支撑隔振系统的支撑刚度为无穷大；隔振只考虑刚度和阻尼，刚度不变，不考虑质量；底座和设备只考虑质量，不考虑

23、弹性；底座和设备的总质心和刚度中心在同一垂直线上。(4) 耦合情况：在隔振设计中，通过科学的底座设计和合理的隔振器布置，使隔振系统的所有振动模态尽可能为单自由度的独立模态。如果有困难，可以考虑耦合模态，但不应超过两个自由度。各种隔振方法的耦合条件及其振型如下：支持的当隔振系统的重心Cg和隔振系统的刚度中心在同一垂直轴上，但不在同一水平轴上时，z和轴向是独立的振型，x与轴，y与轴向耦合。当重心与刚度中心重合时，x、y、z和所有轴向方向都是独立的振型。刚性环悬挂当吊环平面位置在半径为R的圆上时，x轴和y轴为独立的振型，其他轴受到约束；当吊环的平面位置不都在半径为R的圆上时，x、y轴方向为独立的振型

24、，其他轴方向受到约束。当臂架和隔振器的平面位置在半径R的圆周上时，z和轴向是独立的振型，x与轴向耦合，y与轴向耦合。当臂架和隔振器的平面位置不都在半径为 R 的圆上时，z 轴为独立振型，x轴与轴向耦合，y轴与轴向，并且轴向受到约束。(5) 隔振材料和隔振器在机械设备与基础之间选择合理的隔振材料或隔振装置，防止振动能量以噪声的形式向外传递。作为隔振材料和隔振装置，它必须满足支撑机械设备的动载荷和良好的弹性恢复性能的要求。一般从降低传递系数的角度来看，希望静态压缩更大一些。然而，对于许多弹性材料和隔振装置来说，它们往往在大载荷时压缩较少，而在小载荷时压缩较多。在实际应用中，必须根据工程设计要求正确

25、选择它。为了使隔振材料或隔振装置在低频范围内工作，需要在内容载荷下获得较大的变形。同时还要考虑耐用性、稳定性好、维修方便等实际因素。工程中常用的隔振材料或隔振装置主要有刚性弹簧、橡胶、玻璃纤维板等，应用最广的是金属弹簧和抗剪橡胶。但空气弹簧的隔振效率最好，发展前景看好。在工程实践中，这些隔振材料也相互结合使用，如刚性弹簧-橡胶减震器，就是常用的隔振装置。1 钢制弹簧隔振器钢弹簧具有较大的静压缩量，因此隔振系统可以获得非常低的固有频率，适用于低频隔振；承载能力大，性能稳定；此外，钢弹簧经久耐用，体积小。 ，耐高温、耐腐蚀等优点。缺点是阻尼本身较低，一般c/ =0.005，使共振区的传递系数较大，

26、容易传递高频振动。因此，在弹簧钢丝表面使用粘性阻尼器或附加阻尼材料来弥补这一不足。安装钢制弹簧隔振器时，应注意以下两点：一是各弹簧的自由高度尽量一致，基础底面要平整，使弹簧均匀。平面对称，压力平衡；重心必须落在弹簧的几何中心上，整个振动系统的重心要尽可能低，以保证机组运行的稳定性。2 橡胶隔振器橡胶隔振器主要由橡胶制成。橡胶的成分和制造工艺不同，橡胶的性能还是有很大差异的。因此，橡胶隔振器的性能参数差异很大。橡胶的载荷应力应控制在1圈以内，较软的橡胶内容承受较低的应力值；较硬的橡胶内容承受较高的应力值。软橡胶的阻尼比较小，阻尼比大多在2%以下，而硬橡胶的阻尼相当高，阻尼比可以达到15%以上。橡

27、胶隔振器采用硬度合适的橡胶材料制成，其形状、面积和高度是根据受力设计的。橡胶隔振器适用于压缩和剪切。或剪切状态，不适合拉伸，剪切的隔振效果优于压缩。橡胶隔振器可根据实际需要制成不同的形状，如平压型、碗型、筒型等。3.3 隔振设计计算步骤(1) 设计数据：风扇型号 4- 72-11-20B查看相关风扇手册，机壳质量为 m 1 =1785kg叶轮、轴和轴承箱的质量 m 2 =2296kg风扇皮带轮质量 m 3 =412.5kg其中叶轮质量m 01 =844kg转速n 01 =560r/min配备电机型号JS126-8查看相关电机手册，电机质量m 5 =1310kg电机皮带轮质量 m 4 =196k

28、g其中转子质量m 02 =393kg导轨质量 m 6 =210kg转速n 02 =735r/min(2) 扭力计算查表8.4-1，将风扇取r 01 = 0.4mm，电机取r 02 = 0.2mm，代入式（8.4-1）力 P 01 =1.110 -5 m 2 r 01 n 2 =1164NP 02 =1.110 -5 m 02 r 02 n 2 =467N总干扰力 P 0 =1164+467=2470N系统的扰动力位置和质心位置如下图所示。图 3.1 干扰力的位置图 3.2 系统质心位置要求隔振效率=85%，隔振台座质量m 2 ，质心和质量惯性矩1) 底座的尺寸和总质量由风扇的内容振动=15mm

29、/s，底座的质量m 2确定。设备质量m 1 = =1785+2296+412.5+196+1310=6000kg计算表明，底座可能没有设置，唯一的设备质量可以满足要求。现在根据风扇外形尺寸的要求和底座的质心和单位m 2 =350.32500=11250kg的要求，总质量m=6000+11250=17250kg2）质心位置各部分质量的坐标位置如下：各部分质量坐标位置质量/公斤坐标/cm米1 米2 米3 米 4 _米5 _米6 _米217852296412.5196131021011250我_041.512012082820我_32002782782780子_23523523541.541.520

30、15总质心：3) 隔振系统的质量惯性矩风扇的质量惯性矩，风扇的外形尺寸A=392.7cm，B=152cm，H=331.75cm。风机质量为4500kg，计算公式见表2 8.5-1电机质量转动惯量电机尺寸：L=106cm，直径d=89cm，电机及其皮带轮质量为1310kg+196kg=1506kg。然后基座质量转动惯量 基座质量 m 2 =11250kg,总转动惯量：隔振器选型及相关参数计算要求1）由于隔振效率85%的要求，振动传递率1-0.85=0.15。要求隔振器的垂直刚度，使用了六个隔振器，每个隔振器的刚度和承载力分别为从2的第十三章中，我们选择了6个ZTG -39弹簧隔振器。固有频率 z

31、 = = 2.20Hz。垂直刚度每个枢轴点的垂直刚度当水平刚度等于垂直刚度时 k x =k y = N/cm每个支点的水平刚度 k xi =k yi =4535隔离器布置如图 3.4 所示。隔振器,和 ,的旋转刚度和扭转刚度分别为=计算通过共振启动和关闭所需的阻尼。风机内容振动速度=15mm/s，则内容振幅：因此，通过共振时的内容振幅A max =50.015165cm=0.075825cm所需阻尼比ZTG -39型隔振器为0.030.15，远大于0.01735，完全可以满足。隔振系统的固有频率计算由公式2 (8.5-31) (8.5-36)取决于检查2图8.5-6得到 Jx =0.78 Jy

32、 =0.85查看2图8.5-8得到那么 1x =0.56 x =7 1x =1.12Hz 2x =1.2 x =15 2x =2.39Hz 1y =0.86 y =10.8 1y =1.72Hz 2y =1.3 y =16.33 2y =2.60Hz表 3.3 干扰频率 z z 1x 2 倍 1 年 2 年2.202.341.122.391.722.60振动检查电机和风扇使用的干扰频率 =6.5Hz 由下式确定=0.030.15查2表8.6-1， z =0.128 z =0.148 1x =0.080 2x =0.154 1y =0.118 2y =0.190由2公式（8.6-2），我们得到由

33、2公式（8.6-6a），我们得到从2等式 (8.6-13) 和 (8.6-14) 我们得到由水平力产生由2式(8.6-9)和式(8.6-10)得绕 X 轴的旋转角度转轴处C点的幅值由公式2 ( 8.6-22 )求得图 3.3 坐标图重力产生的同理，可由式2 ( 8.6-9 )和式2 ( 8.6-10 )得到转轴处C点的幅值由公式2 (8.6-22)求得水平轴产生Z轴C点y方向总振动（取最大值）Y轴垂直力弯矩垂直力相对于 Y 轴的旋转角度C点Z方向的总振动C 振动速度隔振系统框图如图 1 所示。图 3.4 隔振系统示意图4 风机房噪声控制4.1噪声危害噪声，也称为噪声，在物理上是由多个频率组成且

34、具有非周期性振动的复合声音。它的声波形状不规则，声音刺耳。在心理学意义上，它一般是指不恰当或不舒服的听觉刺激，凡是妨碍人们学习、工作和休息，使人感到不舒服的声音，都可以称为噪音。噪声污染已成为21世纪的主要环境问题之一。工业噪声、城市交通噪声生活噪声是环境噪声的主要来源。噪声对人体健康的危害和影响是多方面的。噪音会导致听力下降，并导致神经系统、心血管系统和消化系统疾病。噪音阻碍人们的交谈，影响休息和睡眠，干扰工作。4.2 噪声控制基础4.2.1噪声描述参数在工程中，用声压级或声功率级来表示噪声的大小，用对数刻度来表示声压、声强或声功率。使用 lg 表示以 10 为底的常用对数。声音的特点各种声

35、音都源于物体的振动。凡是能产生声音的振动物体统称为声源。根据物体的形状，声源可分为固体声源、液体声源和气体声源。当声源振动时，会引起声源周围弹性介质中的空气分子的振动。这些振动的分子反过来导致周围的分子振动。这样，声源产生的振动就以声波的形式向外传播。声波不仅可以在空气中传播，还可以在液体和固体中传播。但是声波不能在真空中传播，因为在真空中没有可以产生振动的弹性介质。4.2.2基本声音评估(1) 声级针对不同的应用，有四种常见的频率加权网络，分别称为 A、B、C 和 D 加权网络。A加权网络旨在模仿八度等响应曲线中的40平方曲线。它更好地模仿了人耳对低频频率不敏感，但对1000-5000赫兹敏

36、感的特性。 A计权测得的声级代表噪声的大小，称为A声级，记为分贝(A)或dB(A)。A声级也可以由8个倍频程的声压级计算得出，计算步骤如下 ：先列出8个中心频率的衰减值，再减去对应的衰减值，其8个噪声级相加为A 声级。表4.1声级计算表倍频程中心频率 (Hz)631252505001k2k3k4k加权衰减值 (dB)-26.2-16.1-8.6-3.20+1.2+1-1.1以上描述了稳态声场的噪声评价。对于具有波动性或间歇性或时变噪声的噪声声场，还提出了等效连续A声级的评价标准。所谓等效连续A声级是指在声场中的某个位置，可以使用一段时间。定量平均法。对于会间断暴露的几种不同的A声级，用一个A声

37、级来表示此期间噪声的大小。这个声级是等效的连续 A 声级。其计算公式为：公式（ 4.1 ）式中： T某一段时间的总量（s）； L声级变化的瞬时值（dB）。由上式可知，对于一段时间内稳定的噪声，其A声级为等效连续声级。4.3 噪声控制的具体措施噪声污染是一种物理污染，其特点是环境中局部的、瞬时的噪声，仅引起空气物理性质的暂时变化。当噪声源的声输出停止时，污染立即消失，不留任何残留物。声学系统由声源-传声路径-接收器组成。噪声控制也涉及这些方面。从声源-传输路径-接收系统，也应对这些环节进行控制。通常，使用以下基本方法：1 降低声源噪声，即控制声源噪声。方法有二，一是改进结构，提高零件的加工精度和

38、装配质量，采用合理的操作方法，降低声源的噪声发射功率；二是采用吸声、隔声、减振和安装消声器等技术措施，控制声源噪声辐射。2 控制噪声传播路径，如使用屏障、吸音材料、微孔板消声器等，将噪声限制在声源附近，改变其传播路径，通过阻尼、隔振等方式耗散其能量.3 接收器的保护措施，如用于个人听力保护的耳塞和头盔，将高频噪声问题降低15-40dB。一般在90dB以上的强噪声环境下工作时，应佩戴防护罩。4 特殊场合采用有源吸声措施，根据声波干涉原理，利用电子电路产生和发出与噪声相近、相位相反的声音（此装置称为电子消声器），使可以在某个区域取消两个声音。为了减少噪音。噪声系统的主要矛盾是声源。如果声源不发出噪

39、音，则完全没有噪音问题。因此，从声源上控制噪声是基础，在这方面采取技术措施是根本，这也是清洁生产和绿色产品的需要。但由于技术和经济原因，在很多情况下，不能从声源上控制噪声，只能通过吸声、降噪、隔声等手段来控制噪声。吸音材料附着在房间的表面，可以显着降低噪音。常用的吸声材料有多孔材料，主要是超细玻璃棉和矿渣棉。声波进入材料后，空气在微孔中摩擦，消耗能量。吸声性能与压缩程度有关。另一种是薄板材料和微孔板。由声波激发的片材振动由于片材部分的阻尼而消耗能量，声能转化为热能并被微孔板或片材吸收。扩散消声器和小孔消声器的使用实际上只是改变了声源，具体的设计要视具体情况而定。还提供扩散消声器和针孔消声器。以

40、下是噪声控制的具体措施：1 隔音房进行降噪处理，采用厚实的实心砖墙，保证足够的隔音效果。吸音吊顶不仅降低了风机房的混响噪音，而且还提高了隔音效果较弱的屋顶的隔音效果。四周的墙壁都布置了吸音材料。吸音材料采用超细玻璃棉+穿孔板。2 计算设计多层结构隔音门，合理布置消声器，增加消声器有效长度，可提高降噪效果。机房隔音设计机房的噪声主要是电机和风扇运行所形成的机械噪声、电磁噪声和空气噪声。对于空气动力噪声，需要设置隔音室来处理噪声。隔音房又称隔音房。隔音房的大小应该是能满足工作需要的最小空间。隔音房的墙体和吊顶材料可以采用木板、砖、混凝土预制板或薄金属板。隔音房表面应覆盖吸声系数高的材料作为吸声饰面

41、。常用的吸音材料为超细玻璃棉或矿棉，外覆稀薄玻璃布或塑料薄膜，外覆穿孔薄金属板或薄塑料板，也可覆以双层塑料窗纱。面积要尽量小，密封要尽量好。橡胶条、毡条等可用作密封材料。如果单层窗隔音不够，可以使用双层窗。隔音房的设计主要包括机房墙体的设计、隔音门、隔音窗的设计、组合墙体的隔声计算、机房的吸声设计。房间。4.4 已知设计数据房间噪音：表 4.2 机房噪声一个声级八度声压级31.5631252505001k2k4k8k977785103989392837565机房噪声90dB(A)，机房外20m厂界噪声50dB(A)，风机隔振效率85 %，值班室噪声70dB(A)4.4.1相关国家标准表 4.3

42、 GBJ87-1985 工业企业厂房各部位噪声标准序列号位置类别限制评论1生产车间和工作场所（工人每天接触8小时）901、本表所列噪声限值按现行国家标准测量确定。2、对工人每天暴露于噪声小于8小时的场所，根据实际暴露于噪声的时间，噪声限值可减半，提高3dB。3、本表所列背景噪声级是指在室内无声源的情况下，由外界通过墙壁、门窗引入室内的平均噪声级。2值班室、观察室、高噪音车间设备休息室没有通讯要求时75有通信请求时703精密装配线、精密加工车间的工作场所、机房（正常工作状态）704车间属于办公室、实验室、设计室（房间背景噪音）705主控室、集中控制室、通讯室、配电室、消防值班室（房间背景噪声）6

43、06工厂附属办公室、会议室、设计室、中心实验室（包括实验、实验室、测量室）（房间背景噪音）607医务室、教室、托儿所。55表 4.4卫生部国家劳动局工业企业噪声卫生标准企业新建、扩建、改建、参考表现有企业暂不达标，见表每个工作日联系噪音时间（小时）内容噪音分贝（A）每个工作日联系噪音时间（小时）内容噪音分贝（A）885890488493291296294292最多 115最多 115表 4.5市区环境噪声标准 GB3096-93类别白天晚上0504015545260503655547055各种标准的适用领域0类：适用于需要安静的区域，如疗养区、高档别墅区、高档酒店区。第一类：适用于以住宅、文化

44、和教育机构为主的地区。第 2 类：适用于混合住宅、商业和工业区域。第 3 类：适用于工业区。第四类：适用于城市道路交通主干道两侧区域，以及穿过市区的水路两侧区域4.5 风机房隔音设计（一）隔声技术及原理利用元件将噪声源与接收器隔开，阻隔空气中声音的传播，从而达到降噪的目的，称为隔声。隔音是控制噪音最有效的措施之一。阻隔空气声和阻隔固体声是两种性质不同的方法。用于隔音的方法，如制作隔音罩，用可隔音的罩形装置将嘈杂的机械设备密封或部分密封；或在声源与接收器之间设置屏障；或在嘈杂的环境中打开。安静的环境，设立隔音室，如隔音手术室、休息室，以保护工人免受噪音干扰，保护仪器不受损坏等。隔音原理当声波在空

45、气中传播遇到均匀屏蔽时，由于两个界面特性阻抗的变化，声能一部分被屏蔽反射回来，一部分被屏蔽吸收，只有一部分声能被屏蔽。声能可以通过屏蔽层。东西被传送到另一个维度。显然，传播的声能只是入射声能的一部分，因此，通过适当的屏蔽，可以将大部分声能反射回来，从而减少噪声的传播。具有隔声能力的盾构称为隔声构件或隔声结构，如砖隔墙、水泥砌块墙、隔声围护结构等。(2) 隔音设计隔音墙和屋顶设计隔音房的墙体宜为二层或四层墙，两面抹灰，厚度为250mm。屋顶是钢筋混凝土屋顶。隔声能力见下表。表 4.6 隔音项目倍频1252505001k2k4k240mm424349576462屋顶41.645.248.852.4

46、5659.6(3)隔音门的设计隔音门是隔音结构中的重要机构。它往往是隔声的薄弱环节，对隔声室的隔声效果起着控制作用。因此，合理设计隔音门极为重要。隔音门多采用轻质隔音结构。一般来说，隔音门的隔音性能可以满足理想的设计要求。隔音门的隔音性能取决于门与门框搭接处的密封程度。为了提高门的隔音能力，门设计成多层或双层结构，层间填充吸音材料。门的隔音效果还与门缝的密封程度有关。搭接接头用橡胶条密封。隔音室设计尺寸为21m7m9m隔音性能表 4.7 隔声门的隔声性能项目125250500100020004000门41.541.334.336.945.258.0隔音门尺寸及数量：1500mm2000mm隔音

47、门2个，8802050隔音门2个。(4)隔音窗设计隔音窗通常由双层或多层玻璃制成。玻璃板应紧密嵌入弹性垫片中，防止阻尼板表面振动，层间围框应做吸音处理；为了减弱共振效应；并且必须选择不同厚度的玻璃，以错开重合效应的频率，削弱重合效应的影响。隔音窗的隔音性能表 4.8 隔声窗的隔声性能项目倍频1252505001k2k4k隔音窗30.136.446.757.257.453隔音窗尺寸及数量：尺寸为15001600，数量为12个；组合墙体隔音根据以上维度，可以计算得到：隔音门面积：22+20.882.05=7.6隔音窗面积：1.51.612=20.8屋顶总面积：217=147总面积： 217+219

48、2+972=651隔音面积：2192+972-1/4 33.14-7.6-28.8=462.3计算公式：（透射系数）公式（ 4.2 ）（平均透过系数）公式（ 4.3 ）平均隔声：公式（ 4.4 ）机房的隔音构件包括墙体、隔音门、隔音窗。各部件的隔音性能见下表。表 4.9 各部件的隔声性能项目倍频125250500墙6.351.3屋顶6.931.32隔音门7.17.43.7隔音窗9.82.32.1平均透过系数10.444.41.7平均隔音铝39.8分贝43.5分贝47.7分贝A加权衰减-16.1分贝-8.6分贝-3.2dB铝+A23.7分贝34.9分贝44.5分贝项目100020004000墙2

49、46.3屋顶5.82.51.1隔音门231.6隔音窗225平均透过系数0.682.040.934平均隔音铝51.7分贝56.9分贝60.3分贝A加权衰减01.21铝+A51.7分贝58.1分贝61.3分贝平均隔音由以上结果可知，隔音房的噪声控制已达到要求。(5)值班室隔音值班室隔音采用隔音门、隔音窗。值班室的噪声经过吸声后很容易降低到70dB的值，这里不再单独计算。4.6 风机房吸声设计吸声技术及原理能够吸收声能的材料或结构统称为吸声材料。利用吸声材料吸收声能来降低噪音的方法称为吸声降噪，通常简称吸声。吸声是降低声音传播的最基本的技术措施之一。（一）吸声原理材料的表面和部分有无数细小的空隙，而

50、穿透这些空隙并与外界相通的吸音材料称为多孔吸音材料。它的实体部分在空间中形成一个骨架，称为肌腱。当声波入射到多孔吸声材料表面时，可以沿着向外敞开的微孔注入，并衍射到外侧的微孔中，激发空气和内部的肋条。孔振动。由于空气分子之间的粘性阻力，空气与肌腱之间的摩擦阻力使声能不断转化为热能进行消耗；此外，空气与肌腱的热交换也消耗了部分声能。结果，反射的声能大大降低。这就是吸音的机理。(2)吸声系数和吸声吸声材料或结构的吸声能力通常用吸声系数表示。 值的变化一般在0-1之间。 =0，表示声能被全反射，材料不吸声； = 1，表示所有的声能都被吸收，没有声能被反射。 值越大，材料的吸声性能越好。一般大于等于0

51、.2的材料可以称为吸声材料。吸声系数的大小与声波入射到吸声材料本身的结构、性能、使用条件、角度和频率有关。吸声也称为等效吸声面积。吸声定义为吸声系数与吸声面积的乘积，即：A=式中：A吸声； 某一频率声波的吸声系数 S吸声面积。房间采用吸音结构设计，主要是消除机房内的混响声。要求吸声体不仅满足吸声要求，而且具有一定的装饰性能。吸声材料的性能主要用吸声系数来表示，即材料吸收的声能与人体发出的声能的比值。平均吸声系数大于0.2的材料可称为不同多频声波的吸声材料。吸声材料是吸声体的重要组成部分。吸声材料的选择和填充是吸声效率的关键。目前，我国生产的吸音体大多采用超细玻璃棉作为吸音材料。一般吸音材料在4

52、厘米到5厘米左右。高频平均吸声系数已达到0.85-0.9左右。增加吸音材料的厚度对吸音效果没有明显影响。除厚度外，材料的容重、温度、湿度等对吸声材料的性能也有重要影响。房间噪音的降低值；一般来说，吸声对房间噪音的降低不会超过6分贝到10分贝，而且只能吸收房间内声源的反射声（不是所有的反射声）。直达声没有效果，大房间吸音效果不明显。1) 计算吸声处理前原机房的平均吸声系数根据隔音房的大小和选用的门窗，原机房吸声处理前各部分的面积计算如下：门的面积： 7.6m 2 ；窗口面积：28.8 m 2 ；混凝土楼板和混凝土屋面面积分别为：147 m 2 、147 m 2 ；砖墙面积：463.3 m 2总面

53、积：798 m 2平均吸声系数的计算： = S i i / S公式（ 4.5 ）式中：S面积，m 2 ； i 吸声系数。通过公式计算出各频率的平均吸声系数，计算结果见表表 4.10 各频率的平均吸声系数项目每个倍频程的吸声系数1252505001k2k4k砖墙0.020.020.020.030.030.04混凝土地面0.010.010.020.020.020.04混凝土屋顶0.010.010.020.020.020.04门0.160.150.100.100.100.10窗户0.350.250.180.120.070.04向前0.030.0260.0260.030.0280.04原机房吸声处理后

54、平均吸声系数计算表 4.11 原机房吸声处理后平均吸声系数序列号设计项目和计算能力每个乘法器中心频率的设计参数评论1252505001k2k4k1机房声压级/dB1039893928375测量值2噪声控制声压级/dB9992888483_NR853每个倍频程频段的设计降噪 D/dB4658_1 行 - 2 行4吸声处理前的平均吸声系数0.030.0260.0260.030.0280.04公式 (6-129)5吸声处理后的平均吸声系数0.0750.100.080.190.0280.04公式 (7-18)6现有吸声/23.9420.7520.7523.9422.3431.927吸声能力/60.13

55、82.665.6151.122.3431.928增加吸声/36.1961.8544.85127.2007 行 - 6 行9选择穿孔板+超细玻璃棉结构0.110.360.890.710.790.75查看吸音产品手册10所需吸音材料的数量329171.85039179008行9行11覆盖时考虑吸音材料数量/338.9180.458.94188.910行+3294行根据计算，如果在房间内安装338.9的组合吸声结构，可以满足NR85的要求。但以上计算是基于原墙面处理后仍保持原吸声，而实际安装方式使吸声材料覆盖原墙面，计算中应扣除被覆盖部分.这样，表格的第十一排就是考虑覆盖效果后应该铺设的吸音材料。比如在125Hz时，吸音材料的数量为329+3290.03=338.9，那么实际铺设329的吸音结构就足以满足NR85的要求。吸声降噪计算门面积：7.6 m 2 ；窗口面积：28.8 m 2 ；混凝土楼板和混凝土屋面面积：分别为 147 m 2和 147 m 2