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工業(yè)設(shè)備降噪

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詳細(xì)介紹

工業(yè)設(shè)備噪聲幾乎是工業(yè)企業(yè)的噪聲源，有些設(shè)備噪聲比較高，比如發(fā)電機(jī)噪聲、高壓風(fēng)機(jī)噪聲、空壓機(jī)噪聲、粉碎機(jī)噪聲、除塵機(jī)噪聲、羅茨風(fēng)機(jī)噪聲、振動(dòng)盤(pán)噪聲等等，但凡超過(guò)國(guó)家規(guī)范的噪聲源都需要進(jìn)行合理的噪聲治理。
在工業(yè)設(shè)備噪聲治理的方法上，并沒(méi)有固定一成不變的降噪方式，因?yàn)樵肼曋卫硎且粋€(gè)系統(tǒng)工程，需要考慮到聲功率、散熱、管道風(fēng)速、距離受聲點(diǎn)遠(yuǎn)近、維修空間等等諸多因素，由聲學(xué)工程師針對(duì)實(shí)際情況制定一個(gè)合理的噪聲治理方案。所以，我們可以看出，即便是同一種設(shè)備，比如羅茨風(fēng)機(jī)，安裝在不同的位置，使用在不同的場(chǎng)景，其噪聲治理的方法都有可能不同：比如某些場(chǎng)景只要采用安裝聲屏障的方式能達(dá)到設(shè)計(jì)降噪目標(biāo)，有些場(chǎng)景可能采用安裝隔聲罩的方式降噪，有些場(chǎng)景可能需要隔聲罩、消聲器組合的方式進(jìn)行降噪。所以，有些客戶會(huì)容易陷入一個(gè)誤區(qū)，即認(rèn)為噪聲治理的方案都是固定不變的，別人家是那樣降噪的，我們也得那樣降噪——這是一種不務(wù)實(shí)的想法。
工業(yè)設(shè)備的類型有千萬(wàn)種，但是噪聲治理的思路和基本方法都是相同的，我們只要掌握了核心的理論知識(shí)，結(jié)合豐富的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，理論上都能解決任何工業(yè)設(shè)備的噪聲降低到設(shè)計(jì)數(shù)值。
以下針對(duì)工業(yè)設(shè)備的噪聲治理進(jìn)行通用性的闡述（一個(gè)符合實(shí)際的工業(yè)設(shè)備噪聲治理方案是需要聲學(xué)工程師現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察、仔細(xì)計(jì)算、制定出合理的方案）

噪聲源性質(zhì)分析

我們姑且不去討論某種單一類型的工業(yè)設(shè)備，機(jī)械設(shè)備的噪聲發(fā)生機(jī)理大部分是相同的，無(wú)論何種設(shè)備，只要正確認(rèn)識(shí)其共性，在降噪措施設(shè)計(jì)中有針對(duì)性即可。

噪聲產(chǎn)生的機(jī)理有機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力噪聲和電磁噪聲等幾大類。

機(jī)械噪聲：是設(shè)備在運(yùn)行時(shí)由機(jī)械部件產(chǎn)生的摩擦、振動(dòng)、撞擊產(chǎn)生的噪聲；
空氣動(dòng)力噪聲：是氣流產(chǎn)生的頻率混雜、毫無(wú)規(guī)則、振幅不均勻的噪聲；1952年，萊特希爾（Lighthill）在英國(guó)學(xué)會(huì)會(huì)刊上發(fā)表了一篇研究流體發(fā)聲機(jī)理的論文，標(biāo)志著氣動(dòng)聲學(xué)誕生。在氣動(dòng)噪聲中，主要有三個(gè)階次的噪聲源，即單極子，偶極子，四極子。
電磁噪聲：電磁噪聲源于電磁振動(dòng)，而電磁振動(dòng)則由電機(jī)氣隙磁場(chǎng)作用域電機(jī)鐵芯產(chǎn)生的激振力所激發(fā)，氣隙磁場(chǎng)中高次諧波相互作用產(chǎn)生周期性的電磁力，導(dǎo)致定子鐵心周期性徑向變化從而產(chǎn)生電磁噪聲。

以下針對(duì)工業(yè)設(shè)備的噪聲治理進(jìn)行通用性的闡述（一個(gè)符合實(shí)際的工業(yè)設(shè)備噪聲治理方案是需要聲學(xué)工程師現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察、仔細(xì)計(jì)算、制定出合理的方案）

噪聲治理的方法

噪聲治理的方法有很多，但可以分為幾類：吸聲、隔聲、減振、阻尼、有源降噪等
降噪原理：噪聲聲波通過(guò)介質(zhì)或入射到介質(zhì)分界面上時(shí)聲能減少的過(guò)程。當(dāng)噪聲在空氣中傳播時(shí)，由于空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的摩擦作用，將聲能轉(zhuǎn)化為熱能從而導(dǎo)致聲音逐漸衰減的現(xiàn)象，叫做空氣吸收。當(dāng)介質(zhì)表面為材料時(shí)，材料的吸聲是由于粘滯性、熱傳導(dǎo)和分子吸收從而將聲能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。

吸聲：通常用于解決噪聲的反射混響聲能，吸聲性能取決于材料的吸聲系數(shù)。吸聲材料大部分是多孔材料，但一些薄板材料比如薄木板、鐵板同樣能起到吸收低頻的作用，通常在劇場(chǎng)、錄音棚里會(huì)采用薄板共振的方式吸收低頻。

隔聲：通常用于噪聲的傳播路徑上降低噪聲聲能，隔聲性能取決于材料的質(zhì)量密度。但并不是簡(jiǎn)單的材料堆砌就能起到好的降噪效果，比如厚度相同發(fā)兩塊鋼板并起來(lái)，隔聲量?jī)H提高6分貝；因此聲學(xué)工程師的使命之一是研究使用不同組合的輕質(zhì)材料，使得隔聲量大幅提升。

減振：通常用于降低噪聲源由于振動(dòng)而引發(fā)的噪聲傳遞。通常金屬?gòu)椈蓪?duì)中低頻有比較良好的減振效果，橡膠減振墊對(duì)高頻有比較好的減振效果。所以二者通常結(jié)合一起使用，從而有效降低全頻段的噪聲振動(dòng)。

阻尼：通常用于噪聲源表面振動(dòng)而激發(fā)的振動(dòng)輻射噪聲，安裝阻尼材料將有效抑制振動(dòng)的幅度，從而將降低噪聲聲能。

有源降噪：有源降噪的原理是采集噪聲源的聲頻信號(hào)，通過(guò)處理器運(yùn)算激發(fā)信號(hào)發(fā)聲器產(chǎn)生一列振幅相同相位相反的聲波，與噪聲源的聲波相互抵消從而達(dá)到降噪的目的。這項(xiàng)技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景，但目前的技術(shù)只能在低頻部分有比較好的效果，在中高頻效果比較差，而且對(duì)空間環(huán)境的要求有一些局限性。有源降噪耳機(jī)有比較好的降噪效果，但在開(kāi)放的空間復(fù)雜的噪聲源的場(chǎng)景，效果有限。

消聲器：通常用于風(fēng)機(jī)管道降噪，當(dāng)氣流通過(guò)消聲器時(shí)，聲波與消聲器內(nèi)表面材質(zhì)接觸，引發(fā)多孔材料內(nèi)的空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，從而將聲能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。消聲器分為阻性消聲器、抗性消聲器，阻抗復(fù)合式消聲器等。用途較廣的時(shí)阻性消聲器，其降噪性能與風(fēng)速、消聲器截面積、長(zhǎng)度、填充吸聲棉的吸聲系數(shù)等因素有關(guān)。

聲屏障：城市高架橋或者高速公路、鐵路兩側(cè)經(jīng)常使用聲屏障用于降噪。但聲屏障僅在聲影區(qū)有降噪效果，一般不會(huì)超過(guò)20分貝。在廠界降噪中，也常用于冷卻塔、大面積、噪聲數(shù)值不是很高的噪聲源上降噪。需要注意的是，聲屏障的計(jì)算極其重要，稍不注意就會(huì)導(dǎo)致效果不達(dá)標(biāo)。