【文章內(nèi)容簡介】 工況Ke′的轉(zhuǎn)速 n′= ne = 710 x = 672 r/min工況Ke′′的轉(zhuǎn)速 n′′= ne = 710 x = 707 r/min（2）確定工況點(diǎn)在通風(fēng)容易時(shí)期，風(fēng)機(jī)以轉(zhuǎn)速n′運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其裝置靜壓特性曲線必穿過 k′點(diǎn)。無疑在時(shí)期等效網(wǎng)絡(luò)特性也必然穿過k′點(diǎn)。因此，兩特性曲線的交點(diǎn)必然是預(yù)計(jì)的工況點(diǎn)k′點(diǎn)；同理，在通風(fēng)困難時(shí)期，風(fēng)機(jī)以轉(zhuǎn)速n′′運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工況點(diǎn)為k′′點(diǎn)。工況點(diǎn)參數(shù)列于下表。通風(fēng)容 易時(shí)期工況點(diǎn)k′點(diǎn)Qz=Qy（m3/h）H′z,st=H′yst（Pa）n′（r/min）h′z,stN′(kw)1548002800 652162通風(fēng)困 難時(shí)期 工況k′′點(diǎn)Qz=Qy（m3/h）H′′z,st=H′′yst（Pa）n′′（r/min）h′′z,stN′′(kw)154800 2600 707 172（3）選擇電機(jī)通風(fēng)容易時(shí)，電機(jī)必須輸出的功率是：功率比 = = 所以，整個(gè)通風(fēng)期可選用一臺(tái)電機(jī)。其功率為：Nd=（～）N′′=（～）X 144 =～ kw選用JSQ1488型電機(jī)，功率200kw，電壓6kv，n=750 r/min 。串激調(diào)速裝置的無極調(diào)速功能，可以保證由通風(fēng)容易時(shí)期到困難時(shí)期的 全部變動(dòng)范圍內(nèi)，在風(fēng)量不變的條件下，使工況由k′到k′′，假定隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延續(xù)，風(fēng)壓呈線性規(guī)律變化，則平均年電耗量 E = rT = X24X365 = kwh4 風(fēng)機(jī)在一定工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的噪聲，主要包括空氣動(dòng)力性噪聲和機(jī)械性噪聲兩大部分，其中空氣動(dòng)力性噪聲是風(fēng)機(jī)的主要噪聲，它分成旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是由旋轉(zhuǎn)的葉片周期地打擊空氣質(zhì)點(diǎn)引起空氣的壓力脈動(dòng)所產(chǎn)生的。其頻率就是葉片每秒鐘打擊空氣質(zhì)點(diǎn)的次數(shù)，因此它與葉片數(shù)和轉(zhuǎn)速有關(guān)。旋轉(zhuǎn)噪聲的強(qiáng)度大致與圓周速度的5~6次方成比例。渦流噪聲是風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，高速氣流在葉片界面和葉頂間隙處分離時(shí)產(chǎn)生的渦流分離使氣體產(chǎn)生的壓縮和稀疏，以聲波的形式傳播所形成的。其頻率取決于葉片與氣流的相對(duì)速度。因葉片各截面上的圓周速度隨半徑大小而變化，氣流繞過葉片時(shí)各點(diǎn)相對(duì)速度必然亦不一樣，同時(shí)葉片各點(diǎn)厚度也不同。故從圓心到最大半徑速度呈連續(xù)變化。因此風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦流噪聲呈明顯的連續(xù)譜。風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲就是旋轉(zhuǎn)噪聲與渦流噪聲相互疊加的結(jié)果。風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲主要有機(jī)殼輻射噪聲和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電磁聲。要對(duì)風(fēng)機(jī)的噪聲進(jìn)行有效控制，首先應(yīng)控制其噪聲源。其一，在風(fēng)機(jī)出氣口管道上安裝消聲器。在風(fēng)機(jī)噪聲中，進(jìn)、出氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲強(qiáng)度最大，所以，首先應(yīng)將這部分噪聲降下來。在局扇進(jìn)、出氣口安裝消聲器是抑制其噪聲的最有效措施。由于煤礦主風(fēng)機(jī)在使用時(shí)為抽出式通風(fēng)，噪聲的主要輻射部位在風(fēng)機(jī)的出口，所以一般在出氣口安裝各類消聲器。目前應(yīng)用的消聲器種類繁多，主要有：阻性消聲器、抗性消聲器、微穿孔板消聲器和復(fù)合式消聲器，各類消聲器在消聲降噪上的特性和對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)特性的影響是各個(gè)不相同的。其二，風(fēng)機(jī)機(jī)組加裝隔聲罩。煤礦主風(fēng)機(jī)機(jī)殼、電動(dòng)機(jī)、基礎(chǔ)振動(dòng)等部位輻射的噪聲也是主要噪聲源，需要采取綜合治理措施，最常用也是最有效的措施是加裝風(fēng)機(jī)機(jī)組隔聲罩。采用加裝隔聲罩措施就是將整個(gè)風(fēng)機(jī)機(jī)組用密閉的隔聲罩圍包起來。隔聲是利用隔聲結(jié)構(gòu)將噪聲隔擋，減弱噪聲的傳遞。其三，采取改造風(fēng)機(jī)房的綜合治理措施。如果有專門的風(fēng)機(jī)機(jī)房，則可結(jié)合現(xiàn)場情況采取將風(fēng)機(jī)房改造成隔聲間的降噪方法，即把風(fēng)機(jī)機(jī)組封閉在風(fēng)機(jī)房內(nèi)使其噪聲傳不出去，這樣機(jī)房內(nèi)的噪聲雖大，但外界噪聲則小多了。密封的風(fēng)機(jī)房上要安裝進(jìn)氣口消聲器，以供風(fēng)機(jī)吸氣和電動(dòng)機(jī)、機(jī)殼等散熱之需要。消聲器是降低空氣動(dòng)力性噪聲的主要手段，它允許氣流通過，同時(shí)減少噪聲向管下游傳播。在原理上消聲器主要分為阻性消聲器和抗性消聲器兩類。對(duì)于消聲器在技術(shù)上要求達(dá)到三方面性能：①聲學(xué)性能，要求在較寬的頻率范圍內(nèi)有足夠大的消聲量；②空氣動(dòng)力性能，要求安裝消聲器后增加的氣流阻力損失控制在允許范圍內(nèi)；③結(jié)構(gòu)性能，要求體積小，重量輕，加工性好，堅(jiān)固耐用。消聲器聲學(xué)性能的評(píng)價(jià)量有以下3種。（1）透射損失TL（也稱傳聲損失或消聲量）。定義為消聲器入射聲功率與透射聲功率之比的對(duì)數(shù)，即TL=10lg(dB)在這里假定消聲器出口端是無限均勻管道或消聲末端，不存在末端發(fā)射，因此TL僅僅是消聲器本身的聲學(xué)特性。用透射損失TL進(jìn)行理論分析比較方便。（2）插入損失IL。在管口某一距離的同一測點(diǎn)處，安裝消聲器前后聲壓級(jí)之差為插入損失，即IL=(dB)上式中IL不僅反映消聲器本身的特性，也包含了周圍聲學(xué)環(huán)境的影響。對(duì)插入損失進(jìn)行測量比較方便。（3）降噪量NR定義為NR=(dB)式中，為消聲器入口聲壓級(jí)，包括入射波和反射波聲能之和；為消聲器出口聲壓級(jí)。透射損失、插入損失及降噪量三者之間不存在簡單關(guān)系，它們之間的聯(lián)系取決于內(nèi)阻抗和末端阻抗。通常NR≠ TL，而當(dāng)聲源內(nèi)阻抗與管道末端阻抗相等時(shí)TL =IL。阻性消聲器是管道中插入的一段結(jié)構(gòu)，內(nèi)部眼其流通道鋪設(shè)吸聲材料。噪聲沿管道傳播時(shí)聲波進(jìn)入多孔材料內(nèi)部，激發(fā)起空隙中的空氣及材料細(xì)小纖維的振動(dòng)，因摩擦和粘滯力作用使聲能耗散掉轉(zhuǎn)變成熱能。=l（dB）式中，P為消聲器橫截面周長（m）；S為橫截面面積（）；l為消聲器長度（m）；為消聲系數(shù)，其中為吸聲材料的法向入射吸聲系數(shù)。可由下表查出消聲系數(shù)與吸聲系數(shù)的關(guān)系消聲器實(shí)際消聲量不僅取決于上式，還與頻率有關(guān)。對(duì)于橫截面一定的消聲器，當(dāng)噪聲頻率增大到某一數(shù)值后，聲波集中在通道中部以窄聲束形式穿過，以至于壁面吸聲材料不能充分發(fā)揮作用，于是實(shí)際消聲量急劇下降，稱為高頻失效現(xiàn)象。消聲量開始下降時(shí)的頻率稱為高頻失效頻率，可按下式估算=（c/D）(Hz)式中，c為聲速（=340m/s）；D為消聲器通道的當(dāng)量尺寸（m），對(duì)于圓形D為直徑，矩形通道則為各邊邊長的平均值。為了克服高頻失效，對(duì)于流量大的粗截面管道，不可選用直管式消聲器，通常在消聲器管道中加裝消聲片，或設(shè)計(jì)成蜂窩式、折板式、彎頭式消聲器，使每個(gè)單獨(dú)通道的當(dāng)量尺寸D減小，以提高高頻失效頻率。氣流再生噪聲產(chǎn)生的機(jī)理包括兩方面：一是摩擦阻力和局部阻力產(chǎn)生湍流脈動(dòng)引起的噪聲，以中、高頻為主。二是消聲器內(nèi)壁或其它構(gòu)件在氣流沖擊下產(chǎn)生振動(dòng)而輻射噪聲，以低頻為主。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以估算管道中氣流再生噪聲的半經(jīng)驗(yàn)公式為=(182)+60lgv式中——?dú)饬髟偕肼暎╠B(A)）；v——消聲器通道的氣流速度（m/s）。氣流速度越高，消聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，氣流噪聲越大。就阻性消聲器沿程聲壓線衰減規(guī)律來看，隨消聲器長度增加，聲壓級(jí)逐步衰減，但到達(dá)一定長度后，由于氣流噪聲占主導(dǎo)地位，因此管內(nèi)聲壓級(jí)不再下降，此時(shí)再增加消聲器長度以毫無意義，這一點(diǎn)在消聲器設(shè)計(jì)中要引起注意。為了降低氣流再生噪聲，必須對(duì)流速加以限制?？照{(diào)系統(tǒng)消聲器流速不超過5m/s，壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)不應(yīng)超過20m/s~30m/s，對(duì)內(nèi)燃機(jī)消聲器則可選為30m/s~50m/s。 離心風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出口噪聲綜合治理機(jī)房噪聲主要是電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)形成的機(jī)械噪聲，電磁噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲，需要設(shè)置隔聲間對(duì)噪聲進(jìn)行處理。 噪聲頻譜位置聲級(jí)A倍頻程中心頻率631252505001k2k4k8k擴(kuò)散器口9410510699989482767268治理要求：廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（30米處）執(zhí)行GB12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，即晝間≤60dB（A）。夜間≤50dB（A）。 設(shè)計(jì)應(yīng)解決下列主要問題... 確定消聲器的消聲量 。安裝消聲器后，由式：可得，50dB相當(dāng)于NR45；再由自然衰減公式：=式中：r=30m 最終確定在廠界30米處噪聲應(yīng)控制在NR75曲線內(nèi)，,。 確定消聲器的結(jié)構(gòu)根據(jù)該風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與出口，可在消聲器通道中加裝消聲片，消聲器截面周長于截面積之比：。 序號(hào)設(shè)計(jì)項(xiàng)目與計(jì)算內(nèi)容各倍頻程中心頻率（）下的設(shè)計(jì)參數(shù)A聲級(jí)dB(A)6312525050010002000400080001擴(kuò)散器口噪聲倍頻程聲壓級(jí)10510699989482767268942NR75/dB1079688837875737170803消聲器應(yīng)有的消聲量△L/dB21011151673124消聲器周長與截面積之比5材料吸聲系數(shù)6材料消聲系數(shù)7消聲器所需長度L/m8消聲器實(shí)際的消聲量△L/dB9氣流再生噪聲 選擇吸聲材料及吸聲層吸聲材料可選用超細(xì)玻璃棉。由噪聲的倍頻程聲壓級(jí)看，低頻段噪聲較強(qiáng)。吸聲層厚度取150mm，填充密度為20。根據(jù)氣流速度，吸聲層護(hù)面采用一層玻璃布加一層穿孔板，板厚2mm，孔徑6mm，孔間距為11mm。由吸聲系數(shù)查如下表:消聲系數(shù)與吸聲系數(shù)的關(guān)系可得消聲系數(shù)值。 設(shè)計(jì)消聲器長度由式式中: P—消聲器橫截面周長，m； S—橫截面面積，㎡； l—消聲器長度，m； 消聲系數(shù)； 消聲材料的法向入射吸聲系數(shù)?？傻酶黝l帶所需長度如下。m；m；m；m；m；m；m。，故無須消聲處理，不予考慮。為了同時(shí)滿足各頻帶降噪量的要求，消聲器的設(shè)計(jì)長度取最大值，即L=。 驗(yàn)算消聲器長度是否符合要求由式： 式中: P—消聲器橫截面周長，m； S—橫截面面積，㎡； l—消聲器長度，m； 消聲系數(shù)； 消聲材料的法向入射吸聲系數(shù)。求得各頻帶實(shí)際消聲量如下。dB；dB；dB；dB；dB；dB；dB；經(jīng)驗(yàn)算可得，各頻帶實(shí)際消聲量符合要求，即所取消聲器長度符合要求。 計(jì)算高頻失效的影響由式： 式中：上限失效頻率； C—聲速； D—消聲器特征尺寸； 。求得在中心頻率500Hz的頻帶內(nèi)，其消聲器對(duì)于高于419Hz的頻率段，消聲量將降低，,但由于高頻失效，根據(jù)公式計(jì)算，在中心頻率8kHz的倍頻帶內(nèi)的消聲量為：1dB該計(jì)算中，取8kHz近似為倍頻帶內(nèi)，，8kHz所需的消聲量為1dB，所以，即使高頻失效導(dǎo)致消聲量下降，本設(shè)計(jì)的消聲器的消聲量仍滿足要求。 驗(yàn)算氣流再生噪聲由公式: 式中:V—消聲器通道的氣流速度，； Q—流量，； S通流面積，㎡。計(jì)算可得，V=。又由式： 式中：氣流再生噪聲，dB； V—消聲器通道的氣流速度。計(jì)算可得。氣流再生噪聲近似按點(diǎn)聲源，在自由場傳播，： 式中：氣流再生噪聲級(jí)，； 氣流再生噪聲，； 距離，m。計(jì)算可得，=82。 噪聲級(jí)控制在90dB以內(nèi)?？梢钥闯觯瑲饬髟偕肼晫?duì)消聲器性能的影響可忽略。參考文獻(xiàn)[1]劉極，楊小蘭，宗文．風(fēng)機(jī)的噪聲與降噪研究．河南機(jī)電高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)， 1999，10：77~80[2]李炳文，王啟廣. 礦山機(jī)械. 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社， 271~310[3]，：286~287[4]于清海，王輝， 53~60[5] 姜麗華，洪心蘭，2005，9 ：45~50[6] ：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 75~139[7] ， 55~100[8] Nicholas S. 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