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原標題：羅茨風機噪音分析及降噪措施
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風機、羅茨鼓風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。此類產(chǎn)品已廣泛應用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
羅茨風機是一種典型的容積式鼓風機，它依靠轉子容積的改變，將原動機所加入的機械能轉變?yōu)闅怏w的壓力和動能。與離心式鼓風機相比較，它具有壓頭高、流量受阻力影響小，供風穩(wěn)定等優(yōu)點，但在使用的過程中普遍存在著效率低、噪聲高的缺點。
羅茨風機在工廠使用相當普遍，由于風機產(chǎn)生較大的噪音惡化了勞動條件，污染了生活環(huán)境，因而日益引起人們對風機噪聲的重視。在綜合各種應用實例的基礎上，提出了各種降低噪聲的方。
羅茨風機噪聲源
羅茨風機含有多種噪聲源，其輻射主要部位有：
1、進氣口和出氣口輻射的空氣動力性噪聲；
2、機殼及電動機、軸承等輻射的機械噪聲；
3、基礎振動輻射的固體聲；
在這幾部分噪聲中，進出口部位輻射的空氣動力性噪聲最強。
羅茨風機噪聲控制的一般方法
對于現(xiàn)場使用的風機可根據(jù)風機噪聲的大小，現(xiàn)場條件和降噪要求選用不同的控制措施，一般可概括為安裝消音器、加裝隔音罩和改造風機房或進行管道包扎等措施。
1、機械噪聲控制方法
對于羅茨風機的機械噪聲，控制的方法主要是提高裝配的精度；更換舊的滾珠軸承，或用滑動軸承來代替滾動軸承，使轉子處于動態(tài)平衡；以彈性聯(lián)軸節(jié)連接電動機和鼓風機；加強對設備的維修養(yǎng)護，以及加油潤滑，擰緊連接的螺栓，更換損壞的零部件等等。這些對減弱噪聲均是有效的。
2、氣動噪聲的一般控制方法
1）.安裝消聲器：由于一般情況下，從風機進氣口和排氣口輻射的空氣動力性噪聲比從其他部位輻射的噪聲要高10–20分貝。因此，控制風機噪聲時，首先應在進氣和排氣管道上安裝適當?shù)南暺鳌?/p>
2）.建立隔聲罩：采用隔聲罩措施，就是將整個風機組用密閉的隔聲罩圍包起來。隔聲效果好，但采用密閉隔聲罩，就帶來機組散熱問題。主要冷卻形式有：自扇通風冷卻法、負壓吸風冷卻法、罩內(nèi)空氣循環(huán)通風冷卻法和外加機械通風冷卻法等。
3）.改造風機房：如果風機組有專門的風機房，則可以綜合現(xiàn)場情況，采取將已有的風機房改造成隔聲間的方法。即把風機封閉在風機房內(nèi)使其噪聲傳不出去。主要技術措施是采用隔聲門、隔聲窗、隔聲屏和墻壁隔聲，應用合適的吸聲材料等。
4）.管道包扎：為了減弱從風機風管上輻射出來的噪聲，可以對管道施行包扎，隔絕噪聲由此傳播的途徑。
5）.隔振：綜合考慮安全、穩(wěn)定和維護方便等因素，設計選用適當?shù)母粽衿鳎员阆龣C器與機組之間的剛性連接，從而達到降低固體振動噪聲的目的。也可以挖防震溝來代替基礎隔振，可取得一定效果。
綜上所述，只要選擇合理的處理方法，是能在一定基礎上降低羅茨鼓風機的大部分噪音的。
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噪聲的控制方法是盡力避免和減少噪聲源產(chǎn)生的噪聲輻射,即盡量減少脈沖力。通常各廠家所采用的噪聲控制方法,不僅增加了投資,而且在風機運行過程中會由于消聲器等的壓力損失而造成能量損失,這對于節(jié)約能量是很不利的。因此,改進風機的氣動設計、進行風機的最佳選擇、采取合適的安裝及運行方式是降低羅茨風機噪聲的最根本的途徑。錦工發(fā)現(xiàn)對于離心式和軸流式風機,從結構本身的改進來降低噪聲的報道已有很多,并取得了較大的成效,但對羅茨風機的報道卻很少見。為此,錦工風機科研人員對羅茨風機降低噪聲的根本途徑又作了一些深入研究。
由上篇文章風機噪聲產(chǎn)生的機理分析可知,當工作輪旋轉時,葉片出口區(qū)內(nèi)氣流具有很大的不均勻性,這種不均勻性氣流周期地作用于周圍介質(zhì),產(chǎn)生壓力脈動而形成噪聲。且氣流的不均勻性愈強,噪聲愈大。將羅茨風機轉子直葉葉輪改為扭葉葉輪,能改善排氣的不均勻性,因而能降低噪聲。
把機殼內(nèi)圓周面出風口做成與葉輪頂端素線成一定大小的夾角氣流沿工作輪出口圓周方向的不均勻性,產(chǎn)生了隨時間變化的壓力脈動,反過來,它又影響葉輪中氣流的脈動,產(chǎn)生噪聲。把機殼內(nèi)圓周面出風口做成與葉輪頂端素線成一定大小的夾角,能改善氣流的不均勻性,從而降低羅茨風機的噪聲。此方法對于二葉葉輪因幾何尺寸大小會受到限制,而對于三葉葉輪則完全可以辦到。
將二葉葉輪改為三葉葉輪,增加了羅茨風機轉子的頭數(shù),同樣能改善風機排氣的不均勻性,因此可以降低噪聲。將二葉葉輪改為三葉葉輪,其關鍵是確定三葉葉輪漸開線葉輪的徑距比(K=D/A,其中D為葉輪直徑,A為兩葉輪中心距)。經(jīng)過改造后的羅茨風機具有氣流脈動小、噪音低等優(yōu)良性能,目前已為各羅茨鼓風機廠家所關注。
羅茨風機的噪聲不僅靠改進設計來控制,對于給定的任務,可以用優(yōu)化風機型式和尺寸,以及合理安裝和運行來降低風機的噪聲。
在實際管網(wǎng)系統(tǒng)中,為了保證低的噪聲,應選擇最佳的風機型式和尺寸,進行正確的安裝,保持合理的運行。大多數(shù)風機的最小聲功率和最佳效率與所對應的工況點是吻合的,這樣,合理的風機選擇無論從降噪還是從經(jīng)濟上都會得到收益;葉輪頂端圓周速度應盡可能地低;盡可能地保證風機進口處氣流的均勻;風機與管網(wǎng)的匹配不僅要從氣動的觀點,而且也要從聲學的觀點來考慮;通過合理選擇風機直徑、速度及葉片數(shù),使葉片通過頻率噪聲的輻射效率最小。
風機的聲功率級或A聲級,隨著流量和壓力的增大而增大,安裝時應盡量減少不必要的阻力損失。在流道中及葉輪前盡量避免障礙物產(chǎn)生的尾跡吸入到葉輪中而產(chǎn)生噪聲。消聲器的安裝應與葉輪保持一定的安裝距離,以避免對葉輪產(chǎn)生影響。
由于多數(shù)風機是在變工況下運行的,風機的風量和風壓都要根據(jù)管網(wǎng)的需要進行調(diào)節(jié),因而調(diào)節(jié)方式應盡量采用變轉速等產(chǎn)生附加噪聲小的高效調(diào)節(jié)系統(tǒng)(如變頻調(diào)速)。
1、采用消聲、隔聲、吸聲、隔振等方法,雖能取得一定的噪聲綜合治理成效,但只是從傳播途徑上采取了措施,增加了投資,對于節(jié)約能源也不利。
2、為了使噪聲得到更有效的控制,需從聲源上根本解決問題,即選擇最佳設計,提高制造精度和裝配質(zhì)量,選用合理的調(diào)節(jié)方式,并采取有效的減振措施,才能取得令人滿意的降噪效果。
3、將羅茨風機的葉輪做成扭葉葉輪、把機殼內(nèi)圓周面出風口做成與葉輪頂端素線成一定大小的夾角以及將二葉葉輪改為三葉葉輪等,均可以降低羅茨風機的噪聲。
4、應繼續(xù)進行羅茨風機噪聲的理論研究,較精確地預估噪聲級,在風機的氣流和結構參數(shù)與氣動噪聲級之間建立起數(shù)學關系式。這樣,就可在風機的設計階段利用這些關系式,與氣動計算一起進行尋找最小噪聲和最佳氣動性能的方案,從而在根本上降低風機本身的噪聲。
5、進行風機噪聲的測量,建立起相應的數(shù)據(jù)庫。利用這些數(shù)據(jù)庫,產(chǎn)生經(jīng)驗性設計準則和預示風機噪聲的數(shù)學模型,并估算風機的平均性能,從而在滿足用戶的流量、壓力要求的情況下,從降低噪聲的角度合理地選擇風機。
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原標題：羅茨鼓風機噪聲控制法
錦工機械給大家介紹一下羅茨鼓風機噪聲控制法
羅茨鼓風機的噪聲是如何產(chǎn)生的：
羅茨鼓風機在運轉過程中，會產(chǎn)生強烈的噪聲。按噪聲產(chǎn)生的機理，風機噪聲包括氣動噪聲、機械噪聲和電磁性噪聲；按產(chǎn)生噪聲的部位，有進氣噪聲、排氣噪聲、機殼噪聲、齒輪噪聲(采用增速機或變速器)和電動機或汽輪機噪聲等。
羅茨鼓風機中的氣動噪聲主要有旋轉噪聲和渦流噪聲兩種。
羅茨鼓風機旋轉噪聲就是葉輪轉動時形成的周向不均勻氣流與蝸殼的相互作用引起的噪聲。主要的聲源部位是蝸殼和葉片與風舌。當葉輪旋轉時，在葉片出口處，沿著周向，氣流的速度和壓力都不均勻。這種不均勻的氣流還來不及拉平就沖到蝸殼上，從而在蝸殼上形成了壓力隨時的脈動，成為一個噪聲源。不均勻性愈強，噪聲越大。沿著周向出口的不均勻，本來可以是一種定常運動，但是風舌的存在，它又有著隨時間的壓力脈動，反過來又影響著葉輪的流動，于是葉片上的氣流也就具有隨時間的脈動性質(zhì)，因而作用在葉片上的力就隨時間脈動，使葉片成為第二種噪聲源。它連同風舌上的噪聲源都是由于葉輪轉動引起的，故稱為旋轉噪聲，也稱離散頻率噪聲。
如何控制羅茨鼓風機的噪聲：
一般都把風量、風壓、效率、功率、轉速等指標作為風機的主要技術參數(shù)，嚴格地說，噪聲也應列為風機的主要技術參數(shù)，是不可忽視的一個參數(shù)。因此，控制風機噪聲也就顯得很重要了。
控制羅茨鼓風機噪聲的方法有多種：
一.降低聲源的噪聲
控制風機噪聲的最根本方法，就是使聲源的噪聲降低。
（1）降低聲源的激發(fā)力。
1.減少因空氣動力產(chǎn)生的沖擊和渦流噪聲。在設計風機時，首先應考慮減少風機聲源噪聲的因素。為此，在氣動性能上要盡量減少氣流沖擊噪聲和渦流噪聲的發(fā)生。設計風機時要避免通流部分尖銳突出和急劇轉彎。由于風機噪聲與葉輪周速的6次方成比例關系，所以要合理地選擇風機轉速的大小，同時要十分注意控制葉輪與蝸舌出口處的間隙大小，間隙的大小對風機的噪聲影響較大，間隙太小，噪聲會增加較快。
2.提高羅茨鼓風機葉輪和轉軸的動平衡精度，以減少因不平衡重所產(chǎn)生的噪聲。如風機采用變速機傳動，其齒輪和聯(lián)軸器的動平衡精度亦應嚴格校正。
3.保持良好的潤滑條件，以減少部件間的摩擦力。4.注意機殼有良好的剛性，以提高其固有頻率。
5.注意聲源的隔振，可以有效地減少聲源的激發(fā)力。
（2）降低系統(tǒng)中噪聲輻射部件對激發(fā)力的響應
1.改變共振構件的固有頻率。風機設計者應注意到，當激發(fā)力的頻率相當或接近于某構件的固有頻率時，將激發(fā)起構件的強烈共振及由此產(chǎn)生的激烈噪聲。
2.采用優(yōu)良的阻尼材料，以減少噪聲的輻射。
3.采用消聲器。由于羅茨鼓風機進氣口或排氣口的噪聲級最大，故可在風機進、排氣口處設計和安裝消聲器，使風機進、排氣口處的聲輻射噪聲減少至最小，可以有效地降低噪聲。
對羅茨鼓風機來說，由于其噪聲頻帶較寬廣，而且允許的壓力損失也小，所以一般很少采用膨脹式和共振式消聲器，而多使用吸聲式消聲器來減低風機的噪聲。
（3）正確安裝使用正確地安裝、合理地使用和維護保養(yǎng)設備，防止風機在運行中產(chǎn)生異常聲音。
2.傳輸路徑的噪聲控制
在風機進、排氣的輸送路徑中，可以采用以下方法來實現(xiàn)控制噪聲的目的。
（1）聲源的隔聲
羅茨鼓風機在噪聲源周圍使用設計得當?shù)母袈曊郑孤曉疵荛]，防止或減少噪聲源向外傳播。為了防止或降低噪聲的傳播，也可將風機安裝在具有吸聲性能的隔聲間內(nèi)，并同時在進氣口處設置消聲器，使噪聲衰減。
（2）聲的吸收
利用聲的吸收原理，采用良好的吸聲材料，使噪聲在傳輸途中不斷被衰減。也可在風機管道出口設置吸聲板，使噪聲級有效地得到降低。這種吸聲板也可裝在風機進氣口側，亦能獲得良好的消聲效果。
（3）聲的反射
利用聲的反射原理，采用不連續(xù)結構，使聲能量反射給聲源|即所謂的阻抗失配，阻擋噪聲的傳播。
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羅茨鼓風機噪聲如何處理？今天錦工風機以實際案例給大家進行解讀：某煤氣公司的鼓風機房內(nèi)有兩臺相同的羅茨鼓風機，正常情況下兩臺同時工作。其技術規(guī)格為：流量175.4m3/min，出口靜壓力為50kPa，功率為210kW，輸送介質(zhì)為低壓空氣，形式為水冷式。經(jīng)測量，機房內(nèi)兩臺設備相距1m，兩臺鼓風機的進氣噪聲高達102dB，即使在機房門口仍有86dB，嚴重干擾了廠區(qū)和機房內(nèi)的生產(chǎn)，也對廠區(qū)附近的居民小區(qū)有較大影響。為此，需要予以治理。
羅茨鼓風機屬容積回轉鼓風機，其利用兩個葉形轉子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉壓縮機，運轉時產(chǎn)生噪聲的原因主要有：
①氣體在管道輸送過程中由于管道橫截面積變化所引起的氣流脈動噪聲；
②風機葉輪在轉動過程中由于容積空間變化將產(chǎn)生壓力脈動，從而引起流量脈動噪聲；
③進氣口面積突變所導致的高低壓氣體撞擊所引起的氣流脈動噪聲；
④高速氣體與葉輪和殼體的接觸噪聲；
⑤齒輪嚙合過程中由于齒型誤差所引起的振動噪聲；
⑥因軸承制造精度差所引起的噪聲；
⑦葉輪由于受力不均引起的軸承振動噪聲；
⑧葉輪嚙合過程由于轉子制造誤差所引起的撞擊噪聲。
其中，空氣動力性噪聲占主導地位，危害也最大，是噪聲控制過程中需要重點考慮的。空氣動力性噪聲按產(chǎn)生機理分析，主要有兩種形式：一種是風機葉片負荷和厚度引起的旋轉噪聲；另一種是風機葉片附面層分離、旋渦發(fā)放、紊流脈動等引起的渦流噪聲。旋轉噪聲是由于風機葉片工作于非黏性的勢流中產(chǎn)生的，其頻譜常呈低中頻性，伴有一組離散的頻率尖峰；而渦流噪聲則取決于風機葉輪的形狀以及氣流相對于機體的流速及流體黏性，產(chǎn)生連續(xù)頻譜的高頻噪聲。頻率越高，噪聲指向性越強。不同的風機參數(shù)，有著不同的頻譜。風機噪聲頻譜特性：＜500Hz為低頻噪聲，500～1000Hz為中頻噪聲，＞1000Hz為高頻噪聲。
羅茨鼓風機的噪聲強度及頻譜特性既與風機的工作靜壓大小有關，又與風機的流量、轉速有關。如隨著流量的增大，噪聲也相應升高，其中高頻噪聲的增大尤為顯著。
針對羅茨鼓風機噪聲產(chǎn)生的特點，對其噪聲的控制，主要是采用隔聲、消聲、吸聲及包裹等技術，具體措施為安裝消聲器，建立隔聲罩，采用軟管和連接，管道包扎，粘貼吸聲材料，風機表面噴涂阻尼材料，采用隔聲門窗等。
1、隔聲降噪
為了保證機組正常運轉和維修方便，在原機房內(nèi)基本設施不變的情況下，在適當?shù)牟课慌涮赘粢粽帧慕Y構上，隔聲罩有單層和雙層兩種結構形式。單層隔聲罩的構件由罩板、阻尼材料、吸聲層及護面層組合而成，其隔聲量一般可達20～30dB。雙層隔聲罩是在兩個單層構件中間夾有一定厚度的空氣層，其隔聲效果比單層隔聲罩要好。本隔聲罩采用單層結構。本隔聲罩采用整體結構，隔音罩外壁材料選用2mm厚的冷軋鋼板，設有能敞開的小門及玻璃觀察窗。
拼縫及門窗是隔聲的薄弱環(huán)節(jié)，應盡量將數(shù)量控制到最少，尺寸控制到最小。本隔聲罩采用了一個門，并采用密封金屬門代替木門，且在接縫處墊襯橡膠條密封。隔聲罩內(nèi)不安裝吸聲材料，罩內(nèi)輻射噪聲的聲能就會不斷積聚，導致最后輻射噪聲與從隔聲罩內(nèi)透射的聲能相等，隔聲罩就會失去隔聲作用，因此，隔聲罩內(nèi)部必須安裝吸聲材料，設計中選用密度30～35kg/m3，厚為100mm的超細棉，再以玻璃布及1mm穿孔鋼板為覆蓋層，使機房內(nèi)的噪聲傳播強度相應減弱。
2、吸聲隔噪
機房密封的結果雖然防止了噪聲外傳，但由于原機房室內(nèi)墻面平均吸聲系數(shù)很低，因此，加劇了聲波在室內(nèi)的反射混響。為了減小混響聲，在節(jié)約資金的前提下，在機房值班室四周墻壁和頂部加上6cm厚的微孔泡沫材料；墻壁與風道間隙填充毛氈，吸收鼓風機的輻射噪音，并進行了自然通風處理，安裝了換氣扇，保持值班室有足夠的新鮮空氣對流。
3、消聲隔噪
裝設消聲器是控制風機噪聲的主要途徑。消聲器是一種既允許氣體通過，又能衰減或阻礙噪聲傳播的裝置，可以大大減弱進、出風口輻射出來的噪音。采用消聲器控制氣體動力性噪聲，既簡便又有效。通常，在鼓風機進氣口或排氣管路中安裝消聲器，可以大幅度地降低從進氣口輻射或管路中傳播的噪聲。但市場提供的消聲器以阻性的為多，僅適用于雜質(zhì)少、無水霧和油霧的空氣消聲。該公司羅茨鼓風機輸送的介質(zhì)為半水煤氣，其中含有煤焦油，易引起吸聲孔的堵塞，故市售消聲器不能用于該風機的消聲。為了達到較好的消聲效果，所選用的消聲器必須滿足以下要求：具有良好的消聲性能；阻力小，安裝消聲器后增加的阻力不影響羅茨鼓風機的工作效率，保證排氣通暢；根據(jù)現(xiàn)場情況，采用立式消聲器，直徑不大于1100mm，總長度不能超過2m。羅茨鼓風機廠家
按以上要求，采用簡易阻抗復合型消聲器，其結構要點如下：
①由于吸聲材料易被煤焦油、煤塵堵塞，因此，設計成內(nèi)腔無吸聲材料；
②在保證一定通道截面積的情況下，氣體分多通道進入，計算每個通道的共振器的小孔孔徑、板厚、腔深以達到消除不同頻率噪聲的目的；
③引入阻性折板，將一條共振腔大角度相折連接，這樣可增加聲波在消聲器通道內(nèi)的反射次數(shù)，改善其聲學性能，增強消聲效果；
④為消除高、中頻噪聲，在消聲器四周的共振腔內(nèi)裝填吸聲材料；為減少噪聲輻射，在消聲器外圍設置空腔。
安裝試運行后，經(jīng)測定，上述排氣消聲器有效地控制了機房排氣管內(nèi)的輻射噪聲。
4、隔振
振動是噪聲的主要來源，鼓風機的振動會產(chǎn)生低頻噪聲，因此，減輕機器振動是控制噪聲的治本辦法。為此，羅茨鼓風機的外殼材料選用了鑄鐵，用以增加其自重與外殼厚度，減小自振。在鼓風機進、出氣口設置柔性波紋管減震接頭，降低由鼓風機振動而傳遞到風道上的噪聲，同時在羅茨鼓風機基礎下部加設減振器。
5、包裹
室外出風管大多設在地面上，運行中噪聲很大。為降低噪聲，可將出風管全部設在地面以下，利用土層吸音，也可用隔音材料將管道包覆。根據(jù)本地的實際情況，采用了將管道包覆的辦法來達到保溫、消音的目的。
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