煤矿井下局扇消声器设计方案研究

　　1　矿井下噪声治理的意义和迫切性

　　随着现代化大型矿井建设的快速发展,煤矿井下局扇噪声已是不容忽视的严重问题,无论从现时还是从长远煤矿可持续性发展角度考虑,噪声治理工作具有重要的现实意义和深远意义。目前国内煤矿井下大多数所用局扇为JBT52-11型和JBT62-28型,经用ND10型声级计对JBT52-11型、JBT62-28型局扇测试,其噪声分别高达103dB～110dB和115dB～123dB。经劳动卫生、环境保护等部门监测研究表明:噪声对人体健康危害较大,长期在煤矿井下噪声中工作,可使人的大脑皮层兴奋和抑制失调,可能引起听力损伤(噪声性耳聋),干扰语言和机械信号的正常传递,使工伤事故增多。从现在煤矿井下使用的局扇消声器的消声效果看均不理想,经现场测试该消声器的消声量为10dB左右,结构设计和材料选择都不够合理,为此迫切需要研究设计一种消声量大、造价低、体积小、结构紧凑的新型消声器。

　　2　对新型消声器的设计要求

　　2.1　对消声器性能的要求

　　要求消声性能好,经消声器处理后的气流噪声应控制在85dB以下。消声器消声量频率特性为各个频率或频带上的消声量要尽可能和必须的消声量频率特性相一致。此外消声器阻力损失要小。

　　2.2　其它要求

　　要求消声器结构刚性要好,以防在工作过程中外壳产生强烈的辐射噪声。外型尺寸要和现在煤矿井下使用的局扇配套,符合使用要求。要求消声器结构简单,工艺性好,成本低,造型美观,使用寿命长,同时考虑消声器具有耐高温、防火、防水、防潮湿、防腐蚀等特点。

　　3　消声器消声基本原理

　　消声器是一种用声学滤波来消耗声能的装置,其内部结构由超细玻璃丝棉和微穿孔板所构成,它允许气流顺利通过而能使噪声大幅度地衰减。当声波入射到消声器多孔材料表面时,将顺着这些材料的内部激发孔隙中空气和材料的微小纤维(或孔壁)的振动,由空气分子之间的粘滞阻力和空气与材料纤维(或孔壁)之间的摩擦作用,使相当一部分声能转化为热能而被消耗,反射声也就相应地减弱,从而达到降低噪声之目的。

　　4　消声器的主要参数分析计算

　　4.1　消声器所必须的消声频率特性

　　研究表明:空气动力设备大多都是宽频带噪声,而消声器则对不同频率的噪声有不同的消声性能。因此在设计消声器时必须知道在各个频率成分上所必须的消声量,即所谓必须的消声量频率特性。

　　4.2　消声器消声量的计算

　　消声器结构见图1,消声量为ΔL(dB)：

　　式中:P——消声器饰面部分周长,m;