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13600443583一、靜音發(fā)電機(jī)組的排氣風(fēng)扇消聲器
排氣風(fēng)扇消聲器采用多通道折板式消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這種消聲器適用于風(fēng)速不高的通風(fēng)管道,可以增加聲波在管道內(nèi)的傳播路程,使材料能更多地接觸聲波。特別是對(duì)中高頻聲波,能增加傳播中的反射次數(shù),從而使中高頻的消聲特性有明顯地改善。為了盡量減少消聲器的阻力損失,通道截面積設(shè)計(jì)為發(fā)電機(jī)組水箱風(fēng)扇處截面積的2倍。
由于排氣管是柴油發(fā)電機(jī)組的最大噪聲擴(kuò)散源,因此抑制排氣噪聲最簡(jiǎn)單且最有效的方法就是在排氣管上安裝消聲器。所采用的消聲器應(yīng)盡量減少通道各部件的壓力損失,故要堅(jiān)持以下原則:
盡量降低排氣通道中各部件的氣流速度;
2)盡量減小排氣通道中直角彎頭的使用次數(shù),并擴(kuò)大排氣管截面。因此,進(jìn)行消聲處理時(shí)設(shè)計(jì)遵循以上原則,在原有消聲器的基礎(chǔ)上再加一抗性消聲器形成兩級(jí)擴(kuò)張式(抗性)。經(jīng)實(shí)際測(cè)量可知,排氣噪聲(排氣管出口1m處)減少了30dB(消聲器安裝前為108dB,安裝后為75dB)以上,達(dá)到了預(yù)期目的。但是,采用消聲器會(huì)使排氣管中氣流阻力增大,降低柴油發(fā)電機(jī)組的有效功率,因此要加以注意。排氣風(fēng)扇消聲器為阻性消聲器結(jié)構(gòu),其噪聲衰減量也可表示為
Fl(6)D=A
S式中,A為消聲系數(shù),其由吸聲壁面的法向聲導(dǎo)率決定;S為消聲通道截面面積;F為未消聲通道截面周長(zhǎng);L為消聲通道有效長(zhǎng)度。
即A=4.34ge=4.341-1-α
(3)1+1-α式中,α為襯貼材料的吸聲系數(shù)。將發(fā)電機(jī)組排氣風(fēng)扇消聲器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為四個(gè)片式消聲器進(jìn)行計(jì)算,簡(jiǎn)化后各個(gè)消聲器模型的參數(shù)及最終消聲量如表2所示。從計(jì)算結(jié)果中可以看出,排氣風(fēng)扇消聲器的消聲效果是理想的,可以實(shí)現(xiàn)將機(jī)組風(fēng)扇排氣噪聲降低至
二、靜音發(fā)電機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)氣消聲器
方艙電站的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣消聲結(jié)構(gòu)可以視其為一個(gè)室式消聲器。室式消聲器是在壁面上均襯貼吸聲材料,形成小消聲室,在室的兩對(duì)角設(shè)置進(jìn)出口風(fēng)管,如圖6所示。當(dāng)聲波進(jìn)入消聲室后,就在小室內(nèi)經(jīng)多次反射而被材料所吸收。又由于管道從進(jìn)風(fēng)口至室內(nèi),又從室內(nèi)至出風(fēng)口,截面發(fā)生兩次突變,故還起到抗性消聲器的作用?;谶@些原因,室式消聲器的消聲頻帶較寬,消聲量也較大。
室式消聲器的傳聲損失LTL按以下公式估計(jì):
LTL=-101g[S(cosθ2+1-α)]
2πDSmα式中,S為進(jìn)風(fēng)口(出風(fēng)口)的面積;Sm為小室內(nèi)吸聲襯貼表面面積;α為材料平均吸聲系數(shù);D為進(jìn)風(fēng)口至出風(fēng)口的距離。
cosθ=W/D
從上式可以看出,括號(hào)內(nèi)第一項(xiàng)為進(jìn)口到出口的直達(dá)聲,cosθ相當(dāng)于指向性因數(shù);(1-α)/Smα為房間常數(shù)的倒數(shù)1/R,前項(xiàng)為直接聲隨距離的衰減,后項(xiàng)為混響聲的衰減。進(jìn)口相當(dāng)于聲源,出口相當(dāng)于接收點(diǎn)。設(shè)計(jì)出室式消聲器的結(jié)構(gòu)之后即可計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)艙的降噪量。
發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)強(qiáng)熱源,雙層隔聲罩的低噪聲結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的通風(fēng)散熱產(chǎn)生極大影響。為確保發(fā)電機(jī)組不因工作環(huán)境溫度過高而影響其功率輸出,需要首先確定機(jī)組通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)。故只能設(shè)計(jì)出發(fā)動(dòng)機(jī)艙的基本結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上通過計(jì)算不同結(jié)構(gòu)的組合方式,設(shè)計(jì)滿足發(fā)電機(jī)組散熱要求的一系列發(fā)動(dòng)機(jī)艙結(jié)構(gòu)。然后計(jì)算其降噪量,最終得到符合機(jī)組要求的低噪聲機(jī)組艙。