風機噪聲產生的機理及減振降噪的原理

     風機是一種量大麵廣的通用機械設備，在化工、石油、冶金、礦山、機械等工業部門以及某些民用部門得到廣泛應用，風機在運轉中產生的噪聲常常成為影響工人健康和幹擾環境安靜的禍源，嚴重幹擾人們的正常工作和休息，以至成為公害。而風機離散噪聲(旋轉噪聲)與葉輪的旋轉有關。特別在高速、低負荷情況下，這種噪聲尤為突出。

風機噪音產生的機理

離散噪聲是由於葉片周圍不對稱結構與葉片口設計試驗旋轉所形成的周向不均勻流場相互作用而產生的噪聲，一般認為有以下幾種：

1. 進風口前由於前導葉或金屬網罩存在而產生的進氣幹涉噪聲

   
   

2. 葉片在不光滑或不對稱機殼中產生的旋轉頻率噪聲

   
   

3. 離心出風口由於蝸舌的存在或軸流式風機後導葉的存在而產生的出口幹涉噪聲,離散噪聲具有離散的頻譜特性，基頻( i=1時對應的頻率)噪聲*強，高次諧波依此遞減。

風機渦流噪聲：是由氣流流動時的各種分離渦流產生的，一般認為有4種成因：

1. 當具有一定的來流紊流度的氣流流向葉片時產生的來流紊流噪聲

   
   

2. 氣流流經葉片表麵由於脈動的紊流附麵層產生的紊流邊界層噪聲

   
   

3. 由於葉片表麵紊流附麵層在葉片尾緣脫落產生的脫體旋渦噪聲

   
   

4. 軸流通風機由於凹麵壓力大於凸麵而在葉片頂端產生的由凹麵流向凸麵的二次流被主氣流帶走形成的頂渦流噪聲。

     風機葉片穿孔法降低風機渦流噪聲為了降低風機渦流噪聲，通常可以採用工作輪葉片穿孔法，因為葉片出口處經常出現渦流分離，而採用葉片穿孔方法可以使部分氣流自葉片高壓麵流向葉片低壓麵，可以促使葉片分離點向流動下方移動，其機理等同於附麵層吹風。這樣降低了葉片出口截麵的分離區，分離區渦流強度和尺寸減少，噪聲也隨之減少。但是大的穿孔係數會使壓差降低過快，達不到要求的能量頭,因此葉片穿孔法關鍵是穿孔排數、穿孔麵積、穿孔係數、穿孔直徑和穿孔偏角的設計,具體降噪方法如下：

1. 增強葉柵的氣動力栽荷， 降低圓周速度

     對於風機採用強前向葉片，且多葉片葉輪有利於增大葉柵的氣動力載荷，在得到同樣風量風壓情況下，葉輪葉片外圓上圓周速度可使風機噪聲明顯降低。

2. 合理的蝸舌間隙和蝸舌半徑風機降噪減振

     當氣流與葉片做相對運動時， 葉片後緣的氣流尾跡中速度及壓力均小於主流區，使葉柵後的氣流速度與壓力分佈皆不均勻，這種不均勻的氣流在旋轉， 由於在動葉的氣流出口有蝸舌存在， 則這種非穩定流動與蝸舌相互作用將產生噪聲， 距離噪聲愈近噪聲愈烈，通常適當取較大的風舌前端半徑可以降低離心風機的旋轉噪聲與渦流噪聲。

3. 蝸舌傾斜

     風機葉輪葉柵氣流的周期性脈動速度所產生的周期性脈動氣動力也使蝸舌相互作用產生旋轉噪聲，此噪聲大小與脈動氣動力的劇烈程度及渦舌的迎風麵積有關，把蝸舌做成傾斜式，則同相位的脈動氣動力的作用麵積小了，輻射的噪聲也就減小了。

4. 葉輪入(出)口處加紊流化裝置風機降噪減振

     在風機葉輪葉片的入口或出口處加紊流化裝置(金屬網)可以使葉片背麵的層流附麵層立即轉換成紊流附麵層， 推遲葉片背麵附麵層的分離，甚至不分離， 葉片後緣裝上網，網後的氣流速度與壓力梯度能迅速變均勻，若網在渦區中則可將渦區大大縮小,可進一步減噪.

5. 在動葉進出氣邊上設鋸齒形結構風機降噪減振

     在動葉進出氣邊上設鋸齒形結構可使葉片上氣流層流附麵層較早地轉化為紊流，從而避免層流附麵層中的不穩定波導致渦流分離，使渦流分離，噪聲降低。

6. 在蝸舌處設置聲學共振器

     蝸舌處設置聲學共振器，當聲波傳到共振器時，小孔孔徑和空腔中的氣體存聲波作用下來回運動，這運動的氣體具有一定的質量，它抗拒由於聲波作用而引起的運動，同時聲波進入小孔孔徑時，由於頸壁的摩擦和阻尼，使相當一部分聲能因熱耗而損失掉。另外充滿氣體的空腔具有阻礙來自小孔的壓力變化的特性，由於這些因素的共同作用，當氣體通過共振器時，噪聲得到了降低。