以此類推,渦旋在葉片上側(cè)不斷地形成、發(fā)展和滑脫,產(chǎn)生一系列順流而下的旋渦。由于渦旋的中心與邊緣的壓力是不相同的,因此在渦旋脫體的過程中,渦流分裂,使氣體發(fā)生擾動,葉片受到交變氣體擾動作用力。上述過程中,葉片要不斷地向氣體施加周期性的反作用力,形成氣流的壓縮與稀疏過,從而向周圍輻射聲波,產(chǎn)生渦旋噪聲。渦旋噪聲的頻率為
f m = i β v/ L (2)
式中 β ———斯特勞哈爾( St rouhal)系數(shù),β =0. 14 ～ 0. 2 , 一般隨雷諾數(shù)的增加
而緩慢地增加,計算中一般可取β= 0. 185
v ———氣流與葉片的相對速度
L ———葉片正表面的寬度在垂直于速度平面上的投影
i ———頻率諧波序號
由式(2)可知,渦旋噪聲的頻率取決于葉片與氣體的相對速度,而旋轉(zhuǎn)葉片的圓周速度則隨著與圓心的距離而變化。從圓心到圓周,速度連續(xù)變化。葉片旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦旋噪聲就具有連續(xù)的噪聲頻譜,頻帶寬度也將隨雷諾數(shù)的提高而緩慢地增大。從聲源特性上說,渦旋噪聲屬偶極子源,聲功率與偶極子源振速幅值v m的平方成正比,與波數(shù)k的4次方成正比,因此,渦旋噪聲的聲功率按流速v的6次方規(guī)律變化?！ 嶋H空調(diào)中使用的各種系列離心風機,旋轉(zhuǎn)噪聲與渦旋噪聲總是同時存在。若葉片尖端的圓周速度相應的馬赫數(shù)小于0.4,渦旋噪聲則占主導地位 , 若葉片尖端的圓周速度相應的馬赫數(shù)大于 0.4,旋轉(zhuǎn)噪聲則占主導地位。
3 空調(diào)風機噪聲的控制途徑
3.1 機械噪聲的控制
正常運行的空調(diào)機組中的風機系統(tǒng),機械噪聲相對于氣體動力噪聲和電機噪聲來說,相對較小,在混合噪聲中,機械噪聲可以忽略不計。
3.2 電機噪聲的控制
在設計制造或選用電機時要側(cè)重考慮降低電機噪聲;在使用電機時則要側(cè)重考慮控制電機噪聲。
(1)葉片聲和笛聲的控制 葉片不平衡或葉片與導風圈的間隙太小,只需校正或調(diào)整即可;若葉片與風道溝共振產(chǎn)生笛聲,須改變?nèi)~片數(shù),葉片最好采用質(zhì)數(shù)片。
(2)適當減小風扇直徑,合理選擇風扇尺寸參數(shù),可降低風扇渦流噪聲。
(3)電磁噪聲在低頻段與電機剛度有關(guān),高頻段與槽配合有關(guān)。若出現(xiàn)電網(wǎng)頻率的低頻電磁聲,說明電機定子有偏心、氣隙不均勻,應返修改進;若負載出現(xiàn)兩倍滑差頻率的噪聲,說明轉(zhuǎn)子有缺陷,應更新或返修。
(4)采用消聲隔聲措施 以消聲為主的常用于小型電機,以隔聲為主的常用于大型電機。一要注意電機的散熱,二要注意消聲罩的隔振與減振。
3.3 風機噪聲的控制
空調(diào)組合機組末端的通風系統(tǒng)是一個非常復雜的噪聲源,沿風機的各個方向向外傳播,如圖2。對于風機設計、生產(chǎn)廠家,既要保證整個系統(tǒng)的低噪聲,又要保證風機的高效率。我公司目前研制開發(fā)的 KHF系列風機就是基于上述觀點而設計的,主要用于組合機組配套。
(1) 機殼處的噪聲控制
如圖3，在風機機殼內(nèi)側(cè)固定一層穿孔板,其穿孔率約為20%，內(nèi)襯一種超細玻璃棉，作為吸聲材料,其密度為15～20kg/m3,整個襯墊厚度為50～100mm?？梢杂行p小音調(diào)強度和隨機噪聲。
此方法筆者在寧波一家風機公司工作時,應客戶降低噪聲的要求而設計并制作過一批,計6臺,機號為 KHF-900、KHF-1000。件1和件7為1.5mm 鍍鋅板,件4為1.0mm 鍍鋅板,件3 、件5和件6為0.8mm穿孔網(wǎng)板,穿孔率為20%,中間填充工業(yè)用超細玻璃棉。經(jīng)前后性能對比,由于穿孔板的摩擦系數(shù)比普通鍍鋅板略高,風機流量下降1.2%～2.5%,內(nèi)功率也同時降低1.4%～1.8%,其噪聲降低8～10dB(A)。也可以做成雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),層與層之間的間隙為60mm,通過氣流的一層穿孔率為20%,另一層為2%,夾層中間不加填料,經(jīng)測試,性能與上述方法基本相同。如果空調(diào)箱內(nèi)的空間足夠,也可以將襯墊貼附在整個機殼的外側(cè),其降噪的效果也較為明顯。
噪聲污染防治
