引言
离心风机是生产企业常用的辅助设备，主要用于通风与除尘装置中，确保生产环境洁净，保护生产者身心健康[1]。噪声污染是风机运行中存在的致命弱点。它是由多种不同频率声音的无规律的杂乱组合而成，风机的噪声不仅妨碍生产中人们的通讯、语言等交流而影响生产的组织与管理，而且还严重损害人们的身心健康而降低工作效率等。因此，研究和探讨生产离心通风机噪声的产生原因、危险性及其控制途径，对保护操作工人的身体健康及提高企业的经济效益等具有深远而重要的意义[1]。
1  风机噪声分类及噪声机理
风机噪声就其主要声源产生机理而言，可分为旋转噪声和涡流噪声；就其频谱特性而言，可分为宽频噪声与离散噪声。
1.1  离散噪声(旋转噪声)
离散噪声是由于叶片周围不对称结构与叶片旋转所形成的周向不均流场相互作用而产生的噪声。它与叶轮的转速有关，特别在高速、低负荷情况下，这种噪声尤为突出。主要体现以下几方面：(1)来流引起的进气干扰的噪声。由于进风口前装有前导叶或金属网罩而产生的进气干涉噪声，在这种情况下，当工作轮旋转时，动叶周期性地承受前面静叶排出不均匀气流，导致气流作用在动叶上的力周期性脉动而产生噪声；(2)叶片在不光滑或不对称机壳中产生的旋转频率噪声。由于机壳内壁形成所必需的条件是旋转对称，否则气流流动状态将不再与轴线完全对称，也就是说周向的圆周速度不再是常数，所以气流便会产生旋流动；(3)出口蜗舌的存在而产生的出口干涉噪声。在叶片出口处沿着工作轮圆周，由于存在尾迹，气流的速度和压力都不均匀，这种不均匀的气流作用在蜗壳上，形成了压力随时间的脉动。反过来它又影响叶轮中气流的流动，于是叶片上的气流也就具有随时间变化的脉动性质。
这种噪声具有确定的频率，因为每当叶片通过风舌一次，在风舌上就有一个脉冲，反过来给叶片也是一个脉冲。这种叶片通过的频率f1称为基频，即
f1= nZ/60
式中f1为基频，Hz；n为转速，r/min；Z为叶片数。
同时，由于这种脉动波形不会是单纯的正弦曲线，所以根据级数展开，它还有其它的高次谐音fi，表达式为fi=nZi/60(i =1，2，3，…)所以旋转噪声具有离散频谱特性，其基频为叶片通过频率，还有它的高次谐音。显然，从旋转噪声的强度看，基频*强，其次是二次谐波、三次谐波，总的趋势是逐渐减弱的。 1.2  宽频噪声(涡流噪声)
涡流噪声主要是由于气流流经叶片时产生紊流附面层及漩涡与漩涡分裂脱体，而引起叶片上压力脉动所造成的涡流噪声。产生的原因主要体现在以下几方面：(1)气流流经叶片、前盘、后盘的内外表面，流经蜗壳内表面及局部表面，气流紊乱引起的压力脉动产生噪声；(2)气流流经叶片前后盘的内外表面及蜗壳表面时，由于附面层发展到一定程度会产生涡流脱离，脱离涡流将造成较大的脉动。在低雷诺数下，周期性涡流的脱离将导致相应环量的改变，也使物体上的气流作用力产生变化；(3)当具有一定紊流度的气流流向叶片时，叶片前缘各点冲角大小将取决于气流平均速度和瞬时扰动速度，在紊流晴况下扰动速度是无规律地变化的，因而也使冲角发生无规律的变化，导致升力的无规律脉动而产生噪声。
这种旋流具有很宽的频率范围，通常称为宽频噪声，同时它主要是由于漩涡剥落引起的，所以物体绕流漩涡剥落具有确定频率。即
ft=Stv/d
式中 ft为漩涡剥落频率，Hz；St为斯哈托数，St=0.2；v为特征速度，m/s；d为特征直径或长度，m。 所以，这种宽频噪声又表现出只具有峰值。即        ft=0.2v1/d1
式中 v1为风速，m/s；d1为导线直径，m。
2  风机噪声级换算
若要对离心风机的运行噪声进行有效控制，首先就必须了解其噪声特性及其噪声级换算的一些基本方法。为了能够客观公正地衡量一台离心通风机的噪声性能，根据JB/T8690-1998《工业通风机  噪声限值》规定各类通风机噪声在*佳工况点的比A声级LSA的计算公式为
LSA=LA－0lg(Q·p2)＋19.8
式中 LSA为通风机的比A声级，dB；LA为对应于通风机工况点的A声级，dB；Q为通风机测试工况点流量，m3/min；p为通风机测试工况点全压，Pa。
通过上式所计算得到的LSA实际上就是通风机产生单位流量、单位全压时的噪声计算相对值。这样，就等于有了比较各种类型通风机噪声的衡量基准。实践证明：同系列的离心通风机的LSA曲线基本相同。如与风机的性能、效率(η)曲线对应绘制成图，就会发现LSA曲线与η曲线很像解析几何中的双曲线，见图1。由图1可见，风机η*大处，LSA*小。且随着风机流量的增大或减小，η曲线向左右回落；而LSA曲线则朝相反方向上翘。这又形象地说明，当风机内部流动情况*佳时，才可能获得*大的效率和*低的噪声。另外，在选择、设计离心通风机噪声控制方案时，必须预测该机在实际运行时产生噪声级的大小。而在实践中，获取该资料的途径无非只有两条：（1）查找有关资料；（2）向供货商索取。但有时得到的是该机的一条比A声级LSA曲线，而不是直接的具体噪声级。这时就需要利用上式进行换算，例如某厂在工艺设计时决定选用9-19№6离心通风机，其运行工况性能：Q= 80.33m3/min，p=8818Pa，对应工况点比A声级LSA=18.8dB，计算A声级[2]。
LA=LSA +10lg(Q·p 2) －19.8=18.8+10lg(80.33×88182) －19.8=97dB

可见，风机噪声明显高于企业允许限值(≤85dB)，故需对其进行有效控制。

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