鋒速達通風降溫系統
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豬舍水簾計算_離心風機噪聲的產生與控制風機的喘振保護構成原理
１、前言
陶瓷工業常用的離心風機是通風與除塵裝置的關鍵設備，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備）利用離心風機將達到規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備利用離心風機進行熱交換，以便提高制品的加熱速度及加熱質量等；旋風除塵器及布袋除塵器（又叫布筒除塵器）等利用離心風機對生產車間降溫進行除塵處理，確保生產車間清潔明亮及文明生產等；此外，利用離心風機還可以完成陶瓷粉料的輸送等。噪聲是陶瓷工業常用離心風機的致命缺陷。事實上，噪聲是由多種不同頻率聲音的無規律的雜亂組合，它不僅妨礙人們的談話、打電話、開會、學習、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常用離心風機噪聲的產生原因、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的經濟效益等具有重要的意義。
２、噪聲產生的原因
陶瓷工業常用離心風機所產生的噪聲通常可區分為機械噪聲、電機噪聲及空氣動力噪聲。
２·１ 機械噪聲
陶瓷工業常用離心機的葉輪通常是直接安裝在電機軸上或通過聯軸器、風機軸或通過皮帶輪、風機軸及傳動帶與電機軸聯接起來，并隨電機軸一起高速旋轉。雖然陶瓷工業常用離心風機的設計制造滿足了強度和剛度的要求，并且風機出廠時，風機軸、風機葉輪、聯軸器及皮帶輪等旋轉零部件都已經過嚴格的靜平和動平校正合格后才組裝成臺的。但因陶瓷工業常用離心風機的轉速高，生產環境惡劣，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；顯然陶瓷工業常用離心風機工作時，風機葉輪等旋轉零部件極易磨損而產生機械噪聲等，并表現在以下幾個方面：
（１）：風機葉輪的不均勻磨損，并在風機風壓的作用下，導致風機葉輪產生變形，結果風機工作時，因風機葉輪的不平衡而產生機械噪聲等。
（２）：因風機軸承的磨損，造成軸承滾動體與其接觸工作表面形成較大的間隙而產生機械噪聲；嚴重時，軸承的內、外圈與風機軸、軸承座也會形成較大的間隙而產生機械噪聲。
（３）：有些風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，那么風機工作時，有些傳動帶張緊了，另一些傳動帶還沒有張緊，結果就產生了機械噪聲。
（４）：因風機的安裝不規范式工作零部件的聯接螺栓等松動造成機械噪聲。
（５）：因風機的高速旋轉，導致風機的某一零部件產生共振而造成機械噪聲。
２·２ 電機噪聲
電機是陶瓷工業常用離心風機的重要組成部分，通常風機生產廠家采用的電機都是由電機專業生產廠家提供的，風機生產廠家通常對電機內部不再進行處理，而是直接使用。事實上，電機的噪聲種類繁多，通常主要表現在以下幾方面：
（１）因電機軸承的精度較差面產生的機械噪聲。
（２）因電機內部徑向交變的電磁力的激發而產生的電磁噪聲。
（３）因換向器整流子碳磨擦導電環和整流子本身產生的機械噪聲。
（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生共振，從而形成噪聲。
（５）因電機轉子的不平衡或（和）電磁力的軸向分量產生的軸向竄動而造成的噪聲。
（６）因電機冷卻風扇的形狀尺寸等參數不太合理而產生的空氣動力噪聲。
２·３ 空氣動力噪聲
陶瓷工業常用離心機所產生的空氣動力噪聲通�？煞譃樾D噪聲、渦流噪聲和撞擊噪聲。
２·３．１ 旋轉噪聲
旋轉噪聲又叫葉片噪聲，它是由高速旋轉的風機葉片對氣體產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生的噪聲。具體說來是，當風機葉輪片繞風機軸旋轉時，風機葉輪的葉片相對于氣流運動，那么在高速旋轉的風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，風機葉輪葉片在自由空間旋轉時，與其鄰近的某固定位置的氣體將受到風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；由于風機高速旋轉時，風機葉輪葉片頻繁地逐個通過該位置，相應地產生了氣體壓力脈動，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，氣流由進風口、軸盤及前盤進入離心風機內部時，由于氣體流道的急劇變化，氣體將產生劇烈地壓縮或膨脹而形成渦流。另一方面，氣流在通過風機葉輪葉片通道時，由于氣體邊界層的脫流也會形成渦流噪聲。具體說來是，風機葉輪葉片相對氣流運動時，氣流將受到風機葉輪葉片的阻擋而形成繞流運動，那么沿風輪葉片表面的氣流流線將在風機葉輪葉片背面處脫離，并在風機葉輪葉片背面處產生一個無氣體流動的相對靜止狀態的氣體聚積區，由于此氣體聚集區與氣流的邊界是不穩定的，氣流將通過粘滯力等產生卷吸作用，帶動此氣體聚積區內的相對靜止狀態的氣體運動，并在風機葉輪葉片背面處形成渦旋源，渦旋源逐漸發展擴大并最終成為渦流，當渦流范圍擴大到一定程度時，渦旋源將從風機葉輪葉片背面處脫離并隨著氣流向下游流動。當渦旋源剛一脫離時，風機葉輪葉片背面處又會形成新的渦旋源，并重復上述相似的過程。
由此可見，渦旋源在風機葉輪葉片背面處不斷地形成、發展壯大及脫離并產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，因此在渦旋源從風機葉輪葉片背面的脫離過程中，渦流將解體分裂，導致氣體產生擾動，那么風機葉輪葉片將頻繁地受到此交變氣體的擾動作用力。根據作用力與反作用力的原理可知，風機葉輪葉片將頻繁地向氣體施加周期性的反作用力，造成氣體產生周期性的壓縮與膨脹，并向周圍輻射聲波，即產生渦流噪聲。
２·２．３ 撞擊噪聲
陶瓷工業常用離心風機所產生的撞擊噪聲是由氣流進入和離開離心風機葉輪葉片時，產生的沖擊噪聲以及氣流流經蝸殼蝸舌時所產生的哨聲噪聲等組成的。
３、 噪聲的危害性
,豬舍風機通風量; 通常陶瓷工業常用離心風機所產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境，并嚴重地危害人們的身體健康。主要表現在以下幾方面：
（１）：噪聲影響人們的心理情緒并誘發多種疾病
噪聲干擾人們的談話、打電話、開會、學習、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，導致聽力下降，嚴重時甚至造成噪聲性耳聾。同時臨床經驗也表明，心臟病、高血壓、腸胃病及癌癥等疾病的發展與惡化，都與噪聲的強度有著密切的關系。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，精力下降等導致工作質量的降低及工作效率的下降等。同時由于噪聲的掩蔽效應，人們不易覺察發生事故的預兆各種各告警信號的存在，極易造成易造成設備的損害及人身傷亡事故的發生，嚴重危害安全生產。
軸流風機性能曲線的左半部具有一個馬鞍形的區域，在此區段運行有時會出現風機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動，風機及管道會產生強烈的振動，噪聲顯著增高等不正常工況，一般稱為“喘振”，這一不穩定工況區稱為喘振區。實際上，喘振僅僅是不穩定工況區內可能遇到的現象，而在該區域內必然要出現的則是旋轉脫流或稱旋轉失速現象。這兩種工況是不同的，但是它們又有一定的關系。象17如下圖圖所示：軸流風機Q－H性能曲線，若用節流調節方法減少風機的流量，如風機工作點在K點右側，則風機工作是穩定的。當風機的流量Q < QK時，這時風機所產生的最大壓頭將隨之下降，并小于管路中的壓力，因為風道系統容量較大，在這一瞬間風道中的壓力仍為HK，因此風道中的壓力大于風機所產生的壓頭使氣流開始反方向倒流，由風道倒入風機中，工作點由K點迅速移至C點。但是氣流倒流使風道系統中的風量減小，因而風道中壓力迅速下降，工作點沿著CD線迅速下降至流量Q=0時的D點，此時風機供給的風量為零。由于風機在繼續運轉，所以當風道中的壓力降低倒相應的D點時，風機又開始輸出流量，為了與風道中壓力相平衡，工況點又從D跳至相應工況點F。只要外界所需的流量保持小于QK，上述過程又重復出現。如果風機的工作狀態按F－K－C－D－F周而復始地進行，這種循環的頻率如與風機系統的振蕩頻率合拍時，就會引起共振，風機發生了喘振。
風機在喘振區工作時，流量急劇波動，產生氣流的撞擊，使風機發生強烈的振動，噪聲增大，而且風壓不斷晃動，風機的容量與壓頭越大，則喘振的危害性越大。故風機產生喘振應具備下述條件：
a）風機的工作點落在具有駝峰形Q－H性能曲線的不穩定區域內；
b）風道系統具有足夠大的容積，它與風機組成一個彈性的空氣動力系統；
c）整個循環的頻率與系統的氣流振蕩頻率合拍時，產生共振。
旋轉脫流與喘振的發生都是在Q－H性能曲線左側的不穩定區域,雞舍水簾安裝，所以它們是密切相關
軸流風機的Q－H性能曲線
的，但是旋轉脫流與喘振有著本質的區別。旋轉脫流發生在圖5－18所示的風機Q－H性能曲線峰值以左的整個不穩定區域；而喘振只發生在Q－H性能曲線向右上方傾斜部分。旋轉脫流的發生只決定葉輪本身葉片結構性能、氣流情況等因素，與風道系統的容量、形狀等無關。旋轉對風機的正常運轉影響不如喘振這樣嚴重。
風機在運行時發生喘振，情況就不相同。喘振時，風機的流量、全壓和功率產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，損壞風機與管道系統。所以喘振發生時,豬場通風設備，風機無法運行。
軸流風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）的讀數應該為氣流的動能（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。但是當風機進入喘振區工作時，由于氣流壓力產生大幅度波動，所以皮托管測到的壓力亦是一個波動的值。為了使皮托管發送的脈沖壓力能通過壓力開關發出報警信號，皮托管的報警值是這樣規定的：當動葉片處于最小角度位置（－30°）
用一U形管測得風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。當運行工況超過喘振極限時，通過皮托管與差壓開關，利用聲光向控制臺發出報警信號，要求運行人員及時處理，使風機返回正常工況運行。
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