锅炉噪声分析与危害
高压放空排气噪声
发布日期[2018/6/13]  已浏览[1008]次
噪声声源分析
高压放空排气噪声是排气喷流噪声的一种。排气喷流噪声的特点是声级高、频带宽、传播远。排气喷流噪声是由高速气流冲击和剪切周围静止的空气,引起剧烈的气体扰动而产生的。
  在喷口附近(在喷口直径D的4-5倍范围内),气流继续保持喷口处的流速前进。这个区域叫直流区。在这个区域内,存在着一个射流核心,在核心周围,射流与卷吸进来的气体激烈混合,辐射的噪声是高频性的。
    在喷口稍远的地方(约5D-15D)为混合区,在这个区域里,气流与周围大气之间进行激烈地混合,引起急剧的气体扰动,射流宽度逐渐扩展,产生的噪声最强。
在离喷口更远的地方(15D以外),称为涡流区,在这个区域里,气流宽度很大,速度逐渐降低以至消失,形成涡流的强度反复地减小,产生的噪声是低频性的。
    Lighthill首先分析了喷注气流均匀,中间无障碍物即喷注中只有四极子声源的情况,得到湍流噪声功率与流速成八次方的定律。
    对于阻塞喷注,试验证明,气室压力超过临界条件继续增加时,虽然喷注速度保持局部声速不变,但噪声仍要增大。马大猷教授等得到喷注湍流噪声的声功率W与注点压力P1的经验公式为
W=KP(P1-P2)4D/(P-0.5PO)PO2 (1)
在喷注90方向上,离喷口1M处的声压级 L为:
                      LP=80+20lg(P1-PO)/(P1-0.5PO)PO+20lgD dBA (2)
                      式中:
                      P1---注点压力
                      D----喷口直径
                      PO----环境大气压
这公式说明书了在阻塞情况下,虽然喷注速度不再增加,但随着压力的增加,噪声功率也随之增加。
 
降噪措施
    高压放空噪声的控制方法是在排气管上安装消声器。按消声原理设计结构分,排气放空消声器可分为四大类。
    1. 扩容降速型消声器
    这种消声器的原理是利用较大的体积容腔,扩容降压,降低排口流速。由于在亚声速情况下,喷流噪声的强度与流速成的八次方成正比,所以在流量保持恒定的情况下,逐渐扩大容腔和增大排口截面可以降低喷流速度,从而降低噪声。
   2. 节流降压型消声器
    在阻塞情况下,由于排气噪声的强度随着压力的增加而加大,节流降压型消声器就是利用节流降压原理,把一个大压降,分散到若十个局部结构承担,变成许多小的压降,从而降低噪声。
   3. 小孔喷注型消声器
     喷流噪声的峰值频率与排口直径成反比,因此,如果使排口辐射的噪声能量从低频移动高频,于是低频噪声被降低,高频噪声增高。如果孔径小到一定值(如达毫米级),喷流噪声的能量将移到人耳不敏感的高频范围。
    4. 多孔材料扩散消声器
     利用烧结金属,烧结塑料,多孔陶瓷等控制排气喷流噪声,这些材料有大量的微小孔隙(达丝米级),可以透气和渗水。用这类材料制成的消声器称之为多孔材料扩散消声器,利用多孔材料的透气性,使排气流被滤成无数个小的气流,气流的压力被大大降低,流速成也被扩散减少。从而,辐射的噪声强度也就大大减弱。
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