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煤矿通风机声源外降噪分析及处理研究_论文

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总第 186 期 2018 年第10 期 专题与综述 机械管理开发 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Total 186 No.10,2018 DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2018.10.119 煤矿通风机声源外降噪分析及处理研究 张国亮 (阳城阳泰集团西沟煤业有限公司, 山西 晋城 048106) 摘 要:针对煤矿通风机噪音问题,采取有效的治理措施,降低噪音危害,结合某煤矿生产过程的实际需求,并 综合煤矿通风机的工作原理,对其现存问题及相关控制因素进行总结分析,并制定有效处理建议。 关键词:通风机 煤矿 降噪 技术分析 中图分类号:TD441 文献标识码:A 文章编号:1003-773X(2018)10-0270-02 1 煤矿通风机噪声原理与特点 空气动力生成的噪音危害较大,首先是冲击噪 声,随着叶轮旋转,叶片随之进行周期运动,空气质点 在受到周期性力的影响下,从而造成巨大的冲击压力 波,并以声速传播,生成噪声。叶片形状往往决定了噪 声强度的差异,叶轮圆周速度与噪声成正比关系,噪 声强烈程度与其速度成正比关系,叶轮旋转时,造成 气体边界分离,导致涡流出现涡流噪声,其运动情况 缺乏稳定性,因此,导致其频率范围较为宽广[1]。 因回转体处于失衡状态,长期使用的过程中,造 成轴承磨损或破坏,其振动过程中存在噪声;另外, 叶片钢性的缺陷,也将在气流作用下,携带叶片发生 振动,进而产生机械振动,生产噪声。 声音的传播具有重叠性,因为叶片会造成自身 振动,在此过程中,管道是传播噪声的主要途径,至 管道弯曲部时,容易发生冲击,进一步加大噪声的程 度。管道自然振动频率与气流压力声波频率保持一 致时,将出现强烈共振的情况,引起噪声剧增,甚至 破坏机器。通风机主轴通过电机、齿轮增速装置的过 程中,也有引起振动的可能,产生二次噪声;通风机 噪属于双源辐射声,表现较为强烈。 2 煤矿通风机噪声控制原理 在实际生产实践过程中,衍生出现过多种控制 方式,主要是通过控制声源、传输路径、以及接收防 护等方面[2-3]。其具体噪声控制方案,需结合自身实 际情况,进行计算分析。 1)降低声源激发力。通过减少因空气动力而产 收稿日期:2018-03-19 作者简介:张国亮(1974—),男,毕业于太原理工大学高等教 育自学考试采矿工程专业,工程师,从事煤矿一通三防管理 工作。 生的冲击,降低振动频率,减少初始噪声强度是进行 噪声控制的有效方式之一;降低涡流噪声,优化叶轮 与转轴的动*衡精度,从而达到减少因实际操作过 程中,其失衡所造成的噪声污染;也可以通过良好的 润滑条件,降低摩擦力,从而降低噪声频率。另外,声 源的隔振也是减少其激发力的有效方式。 2)降低噪声部位对激发力的响应。通过降低系 统内噪声辐射部件与激发力的响应情况,是解决噪 声声源的有效途径之一。可以更改共振频率,当其激 发力的频率接*于构件的固有频率时,在此过程中, 能够在控制其剧烈振动的同时,通过更改频率,以达 到降低其噪声的目的。因此,有很大概率激起构件发 生强烈的共振现象,能够在短时间内产生激烈的噪 声。可以通过更换材料的方式,选择阻尼材料,增加 能量损耗,从而降低噪声辐射。 3)规范安装与定时保养。正确的进行设备安装, 并且定期进行设备维护与保养,能够有效降低其设 备损耗,使通风机处于正常的负荷状态,由此可,明 显降低其噪声污染。同时,合理的使用方式与规范的 维护保养,是避免其异常声发生的根本原因。 1)声源隔离。声音的传播过程可被阻挡,利用此 原理可以在噪声源周围或接收器附*安装相关的阻 断设施,如隔声罩等专业隔声设施,保持其声源密 闭,阻断其传播路径,达到减少声源污染的效果。 2)声源吸收与反射。利用声音可吸收性原理,可 以通过采用有效的吸声材料,进而达到降噪的目的, 使其在传输过程中不断衰减。另外,声波在传播过程 中,受到特殊材料阻断时会发生反射现象,根据其原 理,选择具有能够反射声波的相关材料建设成系统 的声反射系统,使其反射方向朝向声源,造成阻抗失 配,从而提升噪声的传播消耗,达到控制的目的。 3 煤矿通风机声源外降噪的具体实施策略 1)安装消声器。在环保离心风机噪声中,进、出 2018 年第 10 期 张国亮:煤矿通风机声源外降噪分析及处理研究 ·271· 气口辐射的空气动力性噪声最大,首先将局部噪声 降下,在环保离心风机进、出口装置消声器是抑止通 风机噪声的最有效措施。目前应用消声器品种繁多, 主要以阻性和抗性为根本类型,一般的阻性消声器 有管式、蜂窝式、片式和折板式消声器。 2)增加蜗舌间隙或调整蜗舌半径。风机叶轮叶 栅气流产生的周期性脉动气动力,会促使蜗舌相互 作用,进而产生旋转噪声。噪声大小与脉动气动力的 剧烈程度及蜗舌的迎风面积有一定关联,可以将蜗 舌做成倾斜式,缩小位的脉动气动力的力作用面积, 进而达到降低辐射噪声效果。同时,叶栅后速度与压 力分布不均匀,旋转气流与蜗舌作用将产生噪声。通 常适当取较大的风舌前端半径可以降低通风机的旋 转噪声和涡流噪声。 3)采用旋转扩压器。旋转扩压器通常是指轮盖 与其直径形成的空间。在径向叶轮的过程中,叶片出 口的气流速度较快,在涡壳中得到强化,生成强效的 噪声。叶道的出口周围属于正常脱流区,会呈周期 性,在增强旋转噪声的同时对周边气体产生冲击。因 此,选择有效的方法,降低叶轮出口速度是降低其噪 声的有效途径之一,煤矿通风机因其功率较大,需选 择特殊的旋转扩压器安装。但其方法不具备全面性, 在后向叶轮中,选择旋转扩压器并无直接效果。因 此,在安装旋转扩压器的过程中,需注意选择有效的 径向间隙,调整正确的叶片安装角度,否则将无法实 现降噪效果,甚至造成噪声干扰。 4)设置进风口整流圈及挡板。煤矿通风机中的 叶轮叶片尺寸与前盘处进风口尺寸存在一定的差 异,一般相较于其进风口较大,很容易造成旋转涡 流,



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