泵与风机运行中的消声与减振

泵与风机运行中的消声与减振噪声的基础知识

噪声的产生

1．噪声的声源

(1)空气动力噪声；(2)机械噪声；(3)电磁性噪声

2.噪声大小的度量

(1)声强与声压；(2)声强级与声压级；(3)声功率与声功率级

3.噪声的频谱特性

噪声的测量

噪声的主观评价

响度级：根据人耳的频率响应特性，以1000Hz的纯音作为基准声音，若某频率的纯音听起来与基准声音有同样的响度，则该频率纯音的响度级phon值就等于基准纯音的声压级dB值。也就是说，响度级是把声压级和频率综合起来评价声音大小的一个主观感觉量。

等响度曲线

1.声压测量

(1)声级（A）

噪声测量常用的仪器是声级计。它的工作原理是声信号通过传声器，把声压转换成电压信号，经放大后通过计数网络，在声级计和表头上显示出分贝（dB）值。

在声级计上设有A、B、C三种不同的计数网络，它们对不同频繁率的声音进行不同程度的滤波。A网络对高频敏感，对低频不敏感，这正好与有耳对噪声的频率响应特性相一致，因此常以A网络测得的声级来代表噪声的大小，称A声级，并记作dB（A）。

(2)噪声评价曲线

A声级是单一的数值，是噪声的所有频率的综合反映，如果要较详细地评价各倍频程的噪声，就须采用噪声评价曲线，即NR曲线。噪声评价曲线按噪声级由低到高的顺序进行编号，它的号数NR称为噪声评价数，且规定NR值等于中心频率为1000Hz的倍频程声压级的分贝整数。

噪声评价N（NR）曲线

(3)声级计及其使用

声级计主要有传声器、放大器、计数网络、检波线路和指示电表、电源等部分组成。

根据测量精度和稳定性把声级计分为0、I、II、III四种类型。0类型声级计用作实验室参数标准。I类型声级计专供实验室使用外，还供在符合规定的声学环境或需严加控制的场合使用，II类型声级计适合于一般室外使用，III类型声级计主要用于室外噪声调查。按习惯称0和I类型声级计为精密声级计，II和III型声级计为普通声级计。

(3)声级计及其使用选用某种声级计后，应首先熟悉它的特性和使用方法，可按声级计使用说明书的要求进行。否则将会产生不应出现的测量误差，甚至可能因为使用不当而损坏仪器。1)声级计的校准

2)声级计的读数3)声级计电表的读数4)传声器的取向

泵与风机的消声

风机噪声的产生

风机的空气动力噪声主要由两部分组成：即旋转噪声和涡流噪声

风机噪声按其产生部位和声级大小可以分为五种：出口噪声、进口噪声、电动机和机壳噪声及管道辐射噪声，如图所示。

风机噪声源部位

风机声功率的估算

某一风机的声功率级可按下式估算（与实测的误差在±4dB内）：式中L——通风机的风量，m3/h；

H——通风机的风压（全压），Pa。如果已知风机功率N（kW）和风压H（Pa），则可用下式估算：

泵噪声的产生

泵是流体动力系统中主要噪声源之一，它不但直接辐射出一定量的声能，它所产生的压力波及结构振动能间接使一个装置发生大量空气噪声。如果一台泵的吸入口及排出口之间的流体压力变化很大或变化很快，就可能产生压力波。

当泵的压力腔中的压力低于出口处管道压力时，噪声最大。

泵与风机的消声途径

降低风机噪声的措施

降低泵噪声的措施

消声器原理与应用

吸声式消声器是采用吸声材料根据消声原理而制作的。

1.阻性消声器

用吸声材料的吸声作用来达到消声的目的。常用的吸声材料常见的几种吸声式消声器

2．抗性消声器

它是由管子和小室相连，利用管道截面积的变化，使沿管道传播的声波反射回声源方向而起到消声作用。消声器原理与应用3．共振消声器吸声材料吸收低频噪声的能力很低，靠增加吸声材料厚度来提高效果并不经济，因此可采用共振吸声原理的消声器。

4．宽频程复合式消声器

5．消声弯头

6．消声静压箱

通风机消声器安装位置

1---隔声层2---消声器

材料吸声示意图

常见的几种吸声式消声器——管式消声器

按其断面形状不同，分为矩形和圆形两种。因为这种消声器仅在管壁内周贴上一层吸声材料，故又称“管衬”。管式消声器结构简单，制作方便、阻力小。但只适用于气流速度小于5m/s，横断面尺寸大于600mm×300mm的较小风道。对中、高频噪声有一定吸声效果，对低频较差。

常见的几种吸声式消声器——片式和格式消声器

对中、高频吸声性能较好；阻力也不大。随着片距的增大，消声效果就相应地下降。片式消声器中的气流速度不宜过高，以防气流产生喘流噪声而使消声无效，且增加了气流阻力。为了保证有效的断面面积，这种消声器体积较大。

常见的几种吸声式消声器——折板式消声器和声流式消声器

声波在消声器内往复多闪反射，增加了与吸声材料的接触机会，从而提高了消声效果。折板式消声器一般以两端“不透光”为原则，为了减少阻力，折角不应大于20°。声流式消声器是由片式、折板式等消声器发展而来的，它使吸声材料的厚度按照近似正弦波的形状排列，如图所示。这样，既可因增加反射次数而提高了吸声能力，又可使气流较为通畅地流过，减小了气流阻力。

共振消声器的结构原理图共振消声器是通过管道上开孔并与共振腔相连接。穿孔板小孔孔颈处的空气柱和空气构成了一个共振吸声结构。当外界噪声的频率和此共振吸声结构的固有频率相同时，引起小孔孔颈处空气柱强烈共振，空气柱与颈壁剧烈摩擦，从而消耗了声能，达到消声效果。此种消声器具有较强的频率选择性，即有效频率范围很窄，一般用以消除低频噪声。

宽频程复合式消声器

——

阻抗复合式消声器

为了集中阻性和共振型或抗性消声器的优点，以便在低频到高频范围内均有良好的消声效果，采用了复合型消声器。如阻抗复合式、阻抗共振复合式及微穿孔板消声器等。

消声静压箱

在风机的出口处或在空气分布器前设置静压箱，并贴以吸声材料，既可起稳定气流的作用，又可起到消声器的作用，如图所示。消声静压箱的消声量与材料的吸声能力、箱内面积、出风口风道面积等因素有关，可按线算图进行计算。

消声静压箱的消声量线算图

泵与风机的防振

振动产生的原因

空调系统中的通风机、水泵、压缩机是产生振动的振源。这些机器由于运动部件的质量不平衡，在运动时产生惯性力。以通风机而言，它的旋转部件（叶轮、轴、皮带轮）由于制造中的材质不均匀、加工和装配时的误差等原因，使质量分布不均匀，与转动中心间存在着偏心，在作旋转运动时就产生惯性力，这种不平衡的惯性力是机器产生振动的原因。机器的振动又传至支承结构（如楼板或基础）或管道，引起后者振动。振动的影响与危害振动有时会影响人的身体健康，或者会影响产品的质量，有时还会危及支承结构的安全。振源强烈的振动会使精密设备加工的产品质量达不到要求，成品率下降或大量报废，使仪表失灵，计量不准，精度和使用寿命降低等。因此对于精密加工、计量、仪表类空调房间，则必须减少空调设备的振动对其造成的影响。振动的影响与危害机器设备的振动也常会影响人的舒适感，降低工作效率，有时会影响人的健康和安全。实践证明，振动会刺激人的中枢神经系统，使人烦躁不安，破坏人视觉和听觉器官的功能，长期的强烈振动作用会损害人的健康甚至使之失去劳动能力。强烈的振动还可能会导致建筑物沉陷，构件开裂或失去稳定，危及建筑物的安全。

防振原理

消弱由机械振而造成的固体噪声的途径有两种，即隔振与减振。隔振与减振是两个不同的概念。隔振是采用隔振材料或隔振构件，以隔绝机器与基础之间的传播。减振又称为振动阻尼。它是采用高阻尼材料如沥青、橡皮、阻尼浆等涂敷在噪声辐射体表面，以减少振动表面产生的噪声辐射。

隔振示意图

空调系统的噪声传递情况

常用的隔振材料及弹性材料隔振器设计

1．常用的隔振材料

隔振器的材料一定要选用确实具有弹性的材料，常用的是塑料、橡皮、软木、酚醛树脂玻璃纤维和金属弹簧等。当n>1500r/min时常采用橡皮、软木衬垫；当n<1500r/min时，减振要求高者宜用弹簧避振器。几种不同型式的隔振器结构示意图

2．弹性材料隔振器的设计（1）弹性垫的高度h（2）弹性材料的静态变形值δ

（3）弹性垫的截面积S

例9-4：某风机机组和基础板总重量为10600N，转速n=1450r/min，允许隔振系数K=12.5%，试设计天然软木隔振基础。

解：（1）求隔振系统的固有频率f0由K与f/f0关系曲线图9-44可知，当K=12.5%时，

f/f0=3，即：

（2）

求弹性材料的静态变形值δ查δ线算图9-45，当n=1450r/min,K=12.5%时，弹性材料软木的静态变形值δ=0.5cm。（3）求弹性垫高度h查弹性材料的σ和E值表9-8知天然软木的E/σ=20,代入化式得：

（4）求弹性垫截面面积S若风机基础下面选用4个软木垫,查表9-8天然软木的允许截荷σ=17.5N/cm2(平均值)。由公式得每个软木垫的横截面积:则每个垫座可设计为15cm×10cm×10cm。电动机与水泵的隔振设计

1—

隔振器及其上面的钢筋混凝土台座；2—管道中的连接软管；3—墙内的弹性套圈

泵与风机的防振措施

一个空调工程产生的噪声是多方面的，除了风机出口装帆布接头、管路上装消声器以及风机安装隔振装置、风管设隔振吊钩、水泵安装在混凝土台座上、设隔振装置、隔振连接器、管道隔振吊钩外，有条件时，对要求较高的工程，水泵的进出管路处均应设有隔振软管。此外，为了防止振动由风道和水管等传递出去，在管道吊卡，穿墙处均应作防振处理，图9-48中列举了有关这方面的措施。

各种消声防振的辅助措施

（a）管吊卡的防振方法；（b）水管的防振支架；（c）风道穿墙隔振方法；（d）悬挂风机的消声