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豬舍水簾計算_離心風(fēng)機噪聲的產(chǎn)生與控制風(fēng)機的喘振保護構(gòu)成原理

    １、前言

    陶瓷工業(yè)常用的離心風(fēng)機是通風(fēng)與除塵裝置的關(guān)鍵設(shè)備，如陶瓷原料的干法粉磨工序（雷蒙磨機、鍛錘式磨粉機及鼠籠式打粉機等磨粉設(shè)備）利用離心風(fēng)機將達到規(guī)定粒度要求的陶瓷粉料排出機外；噴霧干燥器、隧道式干燥器、室式干燥器、鏈式干燥器及窯爐等設(shè)備利用離心風(fēng)機進行熱交換，以便提高制品的加熱速度及加熱質(zhì)量等；旋風(fēng)除塵器及布袋除塵器（又叫布筒除塵器）等利用離心風(fēng)機對生產(chǎn)車間降溫進行除塵處理，確保生產(chǎn)車間清潔明亮及文明生產(chǎn)等；此外，利用離心風(fēng)機還可以完成陶瓷粉料的輸送等。噪聲是陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機的致命缺陷。事實上，噪聲是由多種不同頻率聲音的無規(guī)律的雜亂組合，它不僅妨礙人們的談話、打電話、開會、學(xué)習(xí)、工作、休息、及睡眠等，而且還會嚴重影響人們的身心健康及降低工作效率等。所以說積極和探討陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機噪聲的產(chǎn)生原因、危害性及其控制途徑，對保護操作工人的身體健康及提高企業(yè)的經(jīng)濟效益等具有重要的意義。

    ２、噪聲產(chǎn)生的原因

    陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機所產(chǎn)生的噪聲通常可區(qū)分為機械噪聲、電機噪聲及空氣動力噪聲。

     ２·１　　機械噪聲

     陶瓷工業(yè)常用離心機的葉輪通常是直接安裝在電機軸上或通過聯(lián)軸器、風(fēng)機軸或通過皮帶輪、風(fēng)機軸及傳動帶與電機軸聯(lián)接起來，并隨電機軸一起高速旋轉(zhuǎn)。雖然陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機的設(shè)計制造滿足了強度和剛度的要求，并且風(fēng)機出廠時，風(fēng)機軸、風(fēng)機葉輪、聯(lián)軸器及皮帶輪等旋轉(zhuǎn)零部件都已經(jīng)過嚴格的靜平和動平校正合格后才組裝成臺的。但因陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機的轉(zhuǎn)速高，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，空氣潮濕及粉塵飛揚等；而陶瓷粉料及塵埃等固體顆粒的主要成分仍是石英和（或）方石英，其硬度特別高；顯然陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機工作時，風(fēng)機葉輪等旋轉(zhuǎn)零部件極易磨損而產(chǎn)生機械噪聲等，并表現(xiàn)在以下幾個方面：   

    （１）：風(fēng)機葉輪的不均勻磨損，并在風(fēng)機風(fēng)壓的作用下，導(dǎo)致風(fēng)機葉輪產(chǎn)生變形，結(jié)果風(fēng)機工作時，因風(fēng)機葉輪的不平衡而產(chǎn)生機械噪聲等。

    （２）：因風(fēng)機軸承的磨損，造成軸承滾動體與其接觸工作表面形成較大的間隙而產(chǎn)生機械噪聲；嚴重時，軸承的內(nèi)、外圈與風(fēng)機軸、軸承座也會形成較大的間隙而產(chǎn)生機械噪聲。

    （３）：有些風(fēng)機通常采用多根傳動帶同時工作，若傳動帶的長度尺寸相差較大，那么風(fēng)機工作時，有些傳動帶張緊了，另一些傳動帶還沒有張緊，結(jié)果就產(chǎn)生了機械噪聲。

   （４）：因風(fēng)機的安裝不規(guī)范式工作零部件的聯(lián)接螺栓等松動造成機械噪聲。

   （５）：因風(fēng)機的高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致風(fēng)機的某一零部件產(chǎn)生共振而造成機械噪聲。

    ２·２　　電機噪聲

    電機是陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機的重要組成部分，通常風(fēng)機生產(chǎn)廠家采用的電機都是由電機專業(yè)生產(chǎn)廠家提供的，風(fēng)機生產(chǎn)廠家通常對電機內(nèi)部不再進行處理，而是直接使用。事實上，電機的噪聲種類繁多，通常主要表現(xiàn)在以下幾方面：

     （１）因電機軸承的精度較差面產(chǎn)生的機械噪聲。

     （２）因電機內(nèi)部徑向交變的電磁力的激發(fā)而產(chǎn)生的電磁噪聲。

    （３）因換向器整流子碳磨擦導(dǎo)電環(huán)和整流子本身產(chǎn)生的機械噪聲。

    （４）因某些零部件的振動使其固有頻率與激振力頻率相近而產(chǎn)生共振，從而形成噪聲。

     （５）因電機轉(zhuǎn)子的不平衡或（和）電磁力的軸向分量產(chǎn)生的軸向竄動而造成的噪聲。

     （６）因電機冷卻風(fēng)扇的形狀尺寸等參數(shù)不太合理而產(chǎn)生的空氣動力噪聲。

    ２·３　　空氣動力噪聲

      陶瓷工業(yè)常用離心機所產(chǎn)生的空氣動力噪聲通�？煞譃樾D(zhuǎn)噪聲、渦流噪聲和撞擊噪聲。

     ２·３．１　　旋轉(zhuǎn)噪聲

     旋轉(zhuǎn)噪聲又叫葉片噪聲，它是由高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機葉片對氣體產(chǎn)生的周期性的壓力而造成氣體壓力和速度的脈動變化所產(chǎn)生的噪聲。具體說來是，當(dāng)風(fēng)機葉輪片繞風(fēng)機軸旋轉(zhuǎn)時，風(fēng)機葉輪的葉片相對于氣流運動，那么在高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機葉輪葉片氣體通道的出口處，沿圓周方向的氣體通道面積較小的蝸舌（葉輪葉片與蝸殼之間的徑間距離為最小處）處時，就會形成周期性的氣體壓力脈動和速度脈動和速度脈動而造成噪聲。此外，風(fēng)機葉輪葉片在自由空間旋轉(zhuǎn)時，與其鄰近的某固定位置的氣體將受到風(fēng)機葉輪葉片用其壓力場的激振力作用，造成氣體壓力的起伏變化；由于風(fēng)機高速旋轉(zhuǎn)時，風(fēng)機葉輪葉片頻繁地逐個通過該位置，相應(yīng)地產(chǎn)生了氣體壓力脈動，并向周圍輻射而形成噪聲。

    ２·３．２　　渦流噪聲

    渦流噪聲又稱渦旋噪聲，一方面，氣流由進風(fēng)口、軸盤及前盤進入離心風(fēng)機內(nèi)部時，由于氣體流道的急劇變化，氣體將產(chǎn)生劇烈地壓縮或膨脹而形成渦流。另一方面，氣流在通過風(fēng)機葉輪葉片通道時，由于氣體邊界層的脫流也會形成渦流噪聲。具體說來是，風(fēng)機葉輪葉片相對氣流運動時，氣流將受到風(fēng)機葉輪葉片的阻擋而形成繞流運動，那么沿風(fēng)輪葉片表面的氣流流線將在風(fēng)機葉輪葉片背面處脫離，并在風(fēng)機葉輪葉片背面處產(chǎn)生一個無氣體流動的相對靜止?fàn)顟B(tài)的氣體聚積區(qū)，由于此氣體聚集區(qū)與氣流的邊界是不穩(wěn)定的，氣流將通過粘滯力等產(chǎn)生卷吸作用，帶動此氣體聚積區(qū)內(nèi)的相對靜止?fàn)顟B(tài)的氣體運動，并在風(fēng)機葉輪葉片背面處形成渦旋源，渦旋源逐漸發(fā)展擴大并最終成為渦流，當(dāng)渦流范圍擴大到一定程度時，渦旋源將從風(fēng)機葉輪葉片背面處脫離并隨著氣流向下游流動。當(dāng)渦旋源剛一脫離時，風(fēng)機葉輪葉片背面處又會形成新的渦旋源，并重復(fù)上述相似的過程。

    由此可見，渦旋源在風(fēng)機葉輪葉片背面處不斷地形成、發(fā)展壯大及脫離并產(chǎn)生許多順流而下的渦流。由于渦流的中心部位與邊緣處的壓力并不相同，因此在渦旋源從風(fēng)機葉輪葉片背面的脫離過程中，渦流將解體分裂，導(dǎo)致氣體產(chǎn)生擾動，那么風(fēng)機葉輪葉片將頻繁地受到此交變氣體的擾動作用力。根據(jù)作用力與反作用力的原理可知，風(fēng)機葉輪葉片將頻繁地向氣體施加周期性的反作用力，造成氣體產(chǎn)生周期性的壓縮與膨脹，并向周圍輻射聲波，即產(chǎn)生渦流噪聲。

    ２·２．３　　撞擊噪聲

     陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機所產(chǎn)生的撞擊噪聲是由氣流進入和離開離心風(fēng)機葉輪葉片時，產(chǎn)生的沖擊噪聲以及氣流流經(jīng)蝸殼蝸舌時所產(chǎn)生的哨聲噪聲等組成的。

    ３、　噪聲的危害性

  ,豬舍風(fēng)機通風(fēng)量;  通常陶瓷工業(yè)常用離心風(fēng)機所產(chǎn)生的噪聲會通過不同的途徑和不同的方式污染人們的生活和工作環(huán)境，并嚴重地危害人們的身體健康。主要表現(xiàn)在以下幾方面：

    （１）：噪聲影響人們的心理情緒并誘發(fā)多種疾病

    噪聲干擾人們的談話、打電話、開會、學(xué)習(xí)、工作、休息及睡眠等，并嚴重的損害人們的身體健康。若人們長年累月地生活在噪聲的環(huán)境中，人們及易厭煩、脾氣暴躁等，天長日久，還會損傷人耳的聽覺功能，導(dǎo)致聽力下降，嚴重時甚至造成噪聲性耳聾。同時臨床經(jīng)驗也表明，心臟病、高血壓、腸胃病及癌癥等疾病的發(fā)展與惡化，都與噪聲的強度有著密切的關(guān)系。此外，噪聲還會造成頭暈、頭痛、精神疲憊、失眠多夢、記憶力減退及生育能力降低等多種疾病。

    （２）：噪聲影響安全生產(chǎn)及降低工作效率

    由于噪聲的干擾，人們極易疲勞，注意力分散，精力下降等導(dǎo)致工作質(zhì)量的降低及工作效率的下降等。同時由于噪聲的掩蔽效應(yīng)，人們不易覺察發(fā)生事故的預(yù)兆各種各告警信號的存在，極易造成易造成設(shè)備的損害及人身傷亡事故的發(fā)生，嚴重危害安全生產(chǎn)。

    軸流風(fēng)機性能曲線的左半部具有一個馬鞍形的區(qū)域，在此區(qū)段運行有時會出現(xiàn)風(fēng)機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動，風(fēng)機及管道會產(chǎn)生強烈的振動，噪聲顯著增高等不正常工況，一般稱為“喘振”，這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)。實際上，喘振僅僅是不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)可能遇到的現(xiàn)象，而在該區(qū)域內(nèi)必然要出現(xiàn)的則是旋轉(zhuǎn)脫流或稱旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象。這兩種工況是不同的，但是它們又有一定的關(guān)系。象17如下圖圖所示：軸流風(fēng)機Q－H性能曲線，若用節(jié)流調(diào)節(jié)方法減少風(fēng)機的流量，如風(fēng)機工作點在K點右側(cè)，則風(fēng)機工作是穩(wěn)定的。當(dāng)風(fēng)機的流量Q < QK時，這時風(fēng)機所產(chǎn)生的最大壓頭將隨之下降，并小于管路中的壓力，因為風(fēng)道系統(tǒng)容量較大，在這一瞬間風(fēng)道中的壓力仍為HK，因此風(fēng)道中的壓力大于風(fēng)機所產(chǎn)生的壓頭使氣流開始反方向倒流，由風(fēng)道倒入風(fēng)機中，工作點由K點迅速移至C點。但是氣流倒流使風(fēng)道系統(tǒng)中的風(fēng)量減小，因而風(fēng)道中壓力迅速下降，工作點沿著CD線迅速下降至流量Q=0時的D點，此時風(fēng)機供給的風(fēng)量為零。由于風(fēng)機在繼續(xù)運轉(zhuǎn)，所以當(dāng)風(fēng)道中的壓力降低倒相應(yīng)的D點時，風(fēng)機又開始輸出流量，為了與風(fēng)道中壓力相平衡，工況點又從D跳至相應(yīng)工況點F。只要外界所需的流量保持小于QK，上述過程又重復(fù)出現(xiàn)。如果風(fēng)機的工作狀態(tài)按F－K－C－D－F周而復(fù)始地進行，這種循環(huán)的頻率如與風(fēng)機系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時，就會引起共振，風(fēng)機發(fā)生了喘振。

風(fēng)機在喘振區(qū)工作時，流量急劇波動，產(chǎn)生氣流的撞擊，使風(fēng)機發(fā)生強烈的振動，噪聲增大，而且風(fēng)壓不斷晃動，風(fēng)機的容量與壓頭越大，則喘振的危害性越大。故風(fēng)機產(chǎn)生喘振應(yīng)具備下述條件：

a）風(fēng)機的工作點落在具有駝峰形Q－H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)；

b）風(fēng)道系統(tǒng)具有足夠大的容積，它與風(fēng)機組成一個彈性的空氣動力系統(tǒng)；

c）整個循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時，產(chǎn)生共振。

旋轉(zhuǎn)脫流與喘振的發(fā)生都是在Q－H性能曲線左側(cè)的不穩(wěn)定區(qū)域,雞舍水簾安裝，所以它們是密切相關(guān)


軸流風(fēng)機的Q－H性能曲線

的，但是旋轉(zhuǎn)脫流與喘振有著本質(zhì)的區(qū)別。旋轉(zhuǎn)脫流發(fā)生在圖5－18所示的風(fēng)機Q－H性能曲線峰值以左的整個不穩(wěn)定區(qū)域；而喘振只發(fā)生在Q－H性能曲線向右上方傾斜部分。旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只決定葉輪本身葉片結(jié)構(gòu)性能、氣流情況等因素，與風(fēng)道系統(tǒng)的容量、形狀等無關(guān)。旋轉(zhuǎn)對風(fēng)機的正常運轉(zhuǎn)影響不如喘振這樣嚴重。

　風(fēng)機在運行時發(fā)生喘振，情況就不相同。喘振時，風(fēng)機的流量、全壓和功率產(chǎn)生脈動或大幅度的脈動，同時伴有明顯的噪聲，有時甚至是高分貝的噪聲。喘振時的振動有時是很劇烈的，損壞風(fēng)機與管道系統(tǒng)。所以喘振發(fā)生時,豬場通風(fēng)設(shè)備，風(fēng)機無法運行。

軸流風(fēng)機在葉輪進口處裝置喘振報警裝置，該裝置是由一根皮托管布置在葉輪的前方，皮托管的開口對著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向，如圖5－19示。皮托管是將一根直管的端部彎成90°（將皮托管的開口對著氣流方向），用一U形管與皮托管相連，則U形管（壓力表）的讀數(shù)應(yīng)該為氣流的動能（動壓）與靜壓之和（全壓）。在正常情況下，皮托管所測到的氣流壓力為負值，因為它測到的是葉輪前的壓力。但是當(dāng)風(fēng)機進入喘振區(qū)工作時，由于氣流壓力產(chǎn)生大幅度波動，所以皮托管測到的壓力亦是一個波動的值。為了使皮托管發(fā)送的脈沖壓力能通過壓力開關(guān)發(fā)出報警信號，皮托管的報警值是這樣規(guī)定的：當(dāng)動葉片處于最小角度位置（－30°）
　 用一U形管測得風(fēng)機葉輪前的壓力再加上2000Pa壓力，作為喘振報警裝置的報警整定值。當(dāng)運行工況超過喘振極限時，通過皮托管與差壓開關(guān)，利用聲光向控制臺發(fā)出報警信號，要求運行人員及時處理，使風(fēng)機返回正常工況運行。


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