风机消声器设计及使用中几个问题的初探

　　风机是城市环境的主要噪声污染源之一。据统计,在群众对噪声污染的投诉案件中,风机噪声污染占一半以上,因此有效控制风机噪声是一项十分重要的任务。

　　风机噪声包括进、排气口的空气动力性噪声,机壳、电动机、轴承的机械性噪声,基础振动辐射的固体声等,但据调查实测,风机空气动力性噪声要比其它噪声高出10~20dB(A),所以要控制风机噪声首先要控制风机空气动力性噪声。

　　降低空气动力性噪声最有效的方法是使用消声器,若使用得当可获得10~30dB(A)的降噪量,但在实际应用中发现许多消声器并没有产生应有的消声效果,甚至会出现安装消声器后噪声增强的现象。这不能不引起我们的注意,我国在《工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)》中就消声器的设计与使用中的若干原则与方法作了详细的规定,遵守这些原则与方法是非常重要的。除了《规范》中提到的这些要点外,在实际工作中我认为还有几个问题值得研究与探讨:

　　1　气流温度

　　在工业产品消声器铭牌上没有“工作温度”一栏,在消声器设计过程中,温度参数常被忽略,似乎只要根据噪声频谱、风机类型、风量、风压选择与设计相应的消声器就可以了。但仔细研究一下就会发现,不考虑气流温度因素是错误的。

　　我们知道,声速C是消声器的一个设计参数,通常取20℃时空气中的声速C=340m/s。声速大小与介质种类及温度两方面的因素有关,空气中声速计算公式如下:

　　式中γ=1.4

　　R———气体常数,R=8.31J/kmol

　　μ———气体质量μ=2.89×10^-3kg/mol

　　T———绝对温度T=273+t

　　由上式可见,声速与温度的平方根成正比,在常温下声速随温度的变化不大,取20℃的声速作为设计参数误差不大,但若气流温度很高,情况就不同了。

　　以9-19型离心风机为例,用于粮食粉碎机房作物料传输的动力源时,气流温度约为35℃,声速与20℃时相比增加了9.1m/s,变化幅度仅2.7%;用于锅炉引风时烟气温度达200℃以上,与20℃相比,声速增加了109.3m/s,变化幅度达32%。声速参数变化较大必然对消声器的消声性能产生影响。对抗性消声器尤为明显。如某膨胀腔式抗性消声器,设计长度为1.03米,扩张比m=12,气流噪声峰值f=250Hz,设计消声量15.6dB(A),这是按20℃时设计的,若将其用于200℃气流条件下,由膨胀腔抗性消声器消声量计算公式:

　　可以算出,f=250Hz时消声量只有8.9dB(A),与设计降噪量相差6.7dB(A),降幅达43%。

　　以上是从降噪效果考虑的,从使用的安全性考虑也应重视气流温度,如某单位将在燃煤锅炉中用的风机消声器用到燃油锅炉上,燃油火焰燃着了消声器沥青阻尼层,烧溶了玻璃棉,烧红了消声器外壁钢板,使消声器弯曲变形导致了消声器上部烟囱倒塌,砸坏了邻居屋面,损失数万元,所幸未造成人身伤害,否则后果将更严重。