声强测量分析技术在发电机组噪声控制中的应用

　　引 言

　　发电机组噪声已成为评价其等级水平的重要指标之一,它不仅影响工作人员的值班环境,也影响周围居民的生活质量。近年来,随着噪声法规日趋严格及人民生活质量的提高,发电机组噪声控制已成为内燃机发电领域的一个重要研究课题。

　　要控制噪声,首先要确定噪声的来源和大小。其大小通常用声压、声功率来表示。但声压是标量,难以通过它来找出噪声源的方向和位置;声功率的测量需要价格昂贵的消声室和混响室,对大多数单位来说是不现实的。因此,发展在普通试验室条件下的噪声测量方法,对噪声控制具有十分重要的意义,国内外学者为此作了大量的工作,从而使声强测量分析技术在工程实际中得以应用。近年来,声强测量分析技术已成为噪声控制的有效手段之一。

　　1 声强测量的基本原理

　　声强测量法是先测出封闭曲面上各点的声强级,再由声强级求出声功率。由于声强是矢量,在求声功率时可以消除封闭曲面外其它声源和环境反射对测试结果的影响,因此对测试环境要求很低,能用于现场测量。

　　设声场中某点的瞬时声压为P(t),质点振动速度矢量为U(t),该点的瞬时声强定义为:

　　对于介质为无粘性理想气体,满足平均速度为零及小扰动的条件,故可写出欧拉方程在r方向的表达式为:

　　现代声强测量常采用如图1所示的双传声器法。设r方向间距为vr的两只传感器感受的声压分别为p1(t)和p2(t),则两传感器中心连线中点0的声压为p(t),取有限差分1级近似,有:

　　则声强和两传声器的声压信号存在互谱关系。其表达式为:

式中:ρ0--空气密度

　　Δr--双传声器的间距

　　ω--声强的频率

　　Im{G}--两传声器声压信号互谱的实部

　　2 声强测试和分析系统简介

　　对发电机组噪声源识别,采用重庆大学研制的CUSI-II型声强测量分析系统。其基本组成由双传声器、声强测量仪、计算机等组成。图2是该系统的软件组成框图。

　　3 声强测量分析技术在发电机组噪声控制中的应用

　　对发电机组降噪,应分别针对其中的主要噪声源进行控制改进。因此,弄清其主要噪声源是进行噪声控制的关键。

　　3.1 汽油发电机组噪声源识别。

　　为了弄清机组噪声源实际分布情况,测量时,将机组调整到标定工况(n=3000rpm,p=3kW)下运行;在机组的正面,发动机端面(消声器侧)、背面、发电机端面和顶面上等五个面分别放置网格包络面,然后在各网格区域测量声强值,并存入CUSI-II声强测量分析系统进行分析处理,从而得到关于机组各测量面的表面噪声辐射情况。图3~图7是机组各面声貌图和等声级图,网格曲面的起伏反映了表面噪声辐射强弱的变化,对应凸峰的位置是主要噪声辐射源的位置。