柴油發電機組機房降噪工程設計
發布時間：2023-11-04 點擊：189
柴油發電機組機房降噪工程設計
柴油發電機組機房降噪設計的基本思路是：首先查明各種聲源中的最大噪聲成分及其頻率特性，采取有關技術措施，將各聲源的噪聲級盡量降低到大致相同的水平，其中容易降低的噪聲源可以多降一些。另外，降噪還要和其他技術要求綜合起來考慮，如對機組輸出功率的影響、降噪成本等多種具體因素。下面按照各類噪聲源分別說明所采用的具體降噪措施。
（一）排氣噪聲的控制
排氣噪聲是發動機空氣動力噪聲的主要部分，也是發動機噪聲中能量最大、成分最多的部分。其基頻是發動機的發火頻率，在整個排氣噪聲頻譜中應呈現出基頻及其高次諧波的延伸。
噪聲成分主要有以下幾種。
i．周期性的排氣所引起的低頻脈動噪聲。
ii.排氣管道內的氣柱共振噪聲。
ii.氣缸的赫姆霍茲共振噪聲。
iv.高速氣流通過排氣門環隙及曲折的管道時所產生的噴注噪聲。
v.渦流噪聲以及排氣系統在管內壓力波激勵下所產生的再生噪聲形成了連續性高頻噪聲譜，頻率均在1000hz以上，隨氣流速度增加，頻率顯著提高。
排氣噪聲一般要比發動機整機噪聲高10～15db（a），是首先要進行降噪控制的部分，采用消聲器是控制排氣噪聲的一種基本方法。正確選配消聲器（阻性、抗性或復合式消聲器，見本章第二節），可使排氣噪聲減弱20～30db（a）以上。
（二）機械噪聲和燃燒噪聲的控制
機械噪聲主要是發動機各運動零部件在運轉過程中受氣體壓力和運動慣性力的周期變化所引起的振動或相互沖擊而產生的，其中最為嚴重的機械噪聲有以下幾種。
1．活塞曲柄連桿機構的噪聲（主要為高頻噪聲）。
li.配氣機構的噪聲（主要為低、中頻段噪聲）。
iii.傳動齒輪噪聲（噪聲譜是一種連續而寬廣的頻譜）。
iv.不平衡慣性力引起的機械振動及噪聲。
v.燃燒噪聲是燃燒過程產生的結構振動和噪聲。氣缸內燃燒噪聲（尤其是低頻部分）的聲壓級是很高的，但是，發動機結構中大多數零件的剛性較高，其自振頻率多處于中高頻區域，由于對聲波傳播頻率響應不匹配，因而在低頻段很高的氣缸壓力級峰值不能順利地傳出，而中高段的氣缸壓力級則相對易于傳出。
控制機械噪聲和燃燒噪聲的有效辦法有如下兩種。
①對機組進行隔振處理 機組的隔振一般采用高效減振膠墊，現在這一部分技術已經非常成熟。經過隔振處理，機組表面的振動波被有效隔斷。
②在噪聲的傳播通道上進行降噪處理 在噪聲的傳播通道上進行降噪處理，減少聲源對外的輻射，個別對噪聲指標控制特別嚴的機房還要在內墻和天花板粘貼高效吸音材料，使噪聲源在傳出機房前已被有效衰減以提高機房的降噪效果。
（三）冷卻風扇和排風通道噪聲的控制
風扇噪聲是由旋轉噪聲和渦流噪聲組成。旋轉噪聲由旋轉風扇葉片切割空氣流產生周期性擾動而引起。渦流噪聲是氣流在旋轉的葉片截面上分離時，由于氣體具有黏性，便滑脫或分裂成一系列的漩渦流，從而輻射一種非穩定的流動噪聲。排風通道直接與外界相通，空氣流速很大，氣流噪聲、風扇噪聲和機械噪聲經此通道輻射出去。
控制風扇和排風通道噪聲的手段主要是設計一個好的排風吸音通道。這個吸音通道可由導風槽和排風降噪箱組成，也可由導風槽和一組或幾組的吸音擋板組成。排風降噪箱的工作原理類似于阻性消聲器，可通過更換吸音材料（改變材料的吸音系數），改變吸音材料的厚度、排風通道的長度、寬度等參數來提高吸音效果。在設計排風吸音通道時，要特別注意排風口的有效面積必須滿足機組散熱的需要，以免排風口風阻增大而致排風噪聲增大和機組高水溫停機。
（四）進氣噪聲控制
機組工作在封閉機房內，嚴格地講，進氣系統包括機組的進風通道和發動機的進氣系統。進風通道和排風通道一樣直接與外界相通，空氣的流速很大，氣流的噪聲和機組運轉的噪聲都經進風通道輻射到外面。發動機進氣系統的噪聲是由進氣門周期性開、閉而產生的壓力波動所形成，其噪聲頻率一般處于500hz以下的低頻范圍。
對于渦輪增壓發動機，由于增壓器的轉速很高，因此其進氣噪聲明顯高于非增壓發動機，渦輪增壓器的壓氣機噪聲是由葉片周期性沖擊空氣而產生的旋轉噪聲和高速氣流形成的渦流噪聲所組成，且是一種連續性高頻噪聲，其主要能量分布在500～10000hz范圍。
由于柴油發電機組一般都配置有設計合理的空氣濾清器，其本身就具有一定的消聲作用。考慮到進氣噪聲相對較低，故對發動機的進氣系統一般不做另外處理。對機組的進氣通道，則要從風道的設計、隔音材料的選用等方面進行綜合控制。其基本思路是：
進風凈面積符合設計規范，以保證發動機的進氣系統和機組的冷卻系統有足夠的新鮮空氣吸入；
進風通道需經吸聲處理，一般采用進風百葉窗十導風槽＋消聲擋板的組合，如果有充足的空間，也可采用進風百葉窗十降噪箱的組合。
采用上述各項降噪措施后，整個柴油發電機組降噪設施的具體安裝見圖1。
發電機機組降噪安裝圖1.png width=600 height=375 />
(a)
發電機機組降噪安裝圖2.png width=600 height=375 />
(b)
圖1 機組降噪安裝圖
柴油發電機組由什么組成的
備用發電機組的作用是什么？
柴油機排氣污染物的危害及控制措施
供油不正常，柴油發電機燃油系統故障發不出規定的功率
柴油發電機組高壓油泵是如何通過其組成油泵部件工作的？
系列柴油發電機組國三排放節能環保
6BT柴油發電機組中冷器的裝配方法
工業柴油發電機組有哪些廣泛用途？
柴油發電機組機房降噪設計的基本思路是：首先查明各種聲源中的最大噪聲成分及其頻率特性，采取有關技術措施，將各聲源的噪聲級盡量降低到大致相同的水平，其中容易降低的噪聲源可以多降一些。另外，降噪還要和其他技術要求綜合起來考慮，如對機組輸出功率的影響、降噪成本等多種具體因素。下面按照各類噪聲源分別說明所采用的具體降噪措施。
（一）排氣噪聲的控制
排氣噪聲是發動機空氣動力噪聲的主要部分，也是發動機噪聲中能量最大、成分最多的部分。其基頻是發動機的發火頻率，在整個排氣噪聲頻譜中應呈現出基頻及其高次諧波的延伸。
噪聲成分主要有以下幾種。
i．周期性的排氣所引起的低頻脈動噪聲。
ii.排氣管道內的氣柱共振噪聲。
ii.氣缸的赫姆霍茲共振噪聲。
iv.高速氣流通過排氣門環隙及曲折的管道時所產生的噴注噪聲。
v.渦流噪聲以及排氣系統在管內壓力波激勵下所產生的再生噪聲形成了連續性高頻噪聲譜，頻率均在1000hz以上，隨氣流速度增加，頻率顯著提高。
排氣噪聲一般要比發動機整機噪聲高10～15db（a），是首先要進行降噪控制的部分，采用消聲器是控制排氣噪聲的一種基本方法。正確選配消聲器（阻性、抗性或復合式消聲器，見本章第二節），可使排氣噪聲減弱20～30db（a）以上。
（二）機械噪聲和燃燒噪聲的控制
機械噪聲主要是發動機各運動零部件在運轉過程中受氣體壓力和運動慣性力的周期變化所引起的振動或相互沖擊而產生的，其中最為嚴重的機械噪聲有以下幾種。
1．活塞曲柄連桿機構的噪聲（主要為高頻噪聲）。
li.配氣機構的噪聲（主要為低、中頻段噪聲）。
iii.傳動齒輪噪聲（噪聲譜是一種連續而寬廣的頻譜）。
iv.不平衡慣性力引起的機械振動及噪聲。
v.燃燒噪聲是燃燒過程產生的結構振動和噪聲。氣缸內燃燒噪聲（尤其是低頻部分）的聲壓級是很高的，但是，發動機結構中大多數零件的剛性較高，其自振頻率多處于中高頻區域，由于對聲波傳播頻率響應不匹配，因而在低頻段很高的氣缸壓力級峰值不能順利地傳出，而中高段的氣缸壓力級則相對易于傳出。
控制機械噪聲和燃燒噪聲的有效辦法有如下兩種。
①對機組進行隔振處理 機組的隔振一般采用高效減振膠墊，現在這一部分技術已經非常成熟。經過隔振處理，機組表面的振動波被有效隔斷。
②在噪聲的傳播通道上進行降噪處理 在噪聲的傳播通道上進行降噪處理，減少聲源對外的輻射，個別對噪聲指標控制特別嚴的機房還要在內墻和天花板粘貼高效吸音材料，使噪聲源在傳出機房前已被有效衰減以提高機房的降噪效果。
（三）冷卻風扇和排風通道噪聲的控制
風扇噪聲是由旋轉噪聲和渦流噪聲組成。旋轉噪聲由旋轉風扇葉片切割空氣流產生周期性擾動而引起。渦流噪聲是氣流在旋轉的葉片截面上分離時，由于氣體具有黏性，便滑脫或分裂成一系列的漩渦流，從而輻射一種非穩定的流動噪聲。排風通道直接與外界相通，空氣流速很大，氣流噪聲、風扇噪聲和機械噪聲經此通道輻射出去。
控制風扇和排風通道噪聲的手段主要是設計一個好的排風吸音通道。這個吸音通道可由導風槽和排風降噪箱組成，也可由導風槽和一組或幾組的吸音擋板組成。排風降噪箱的工作原理類似于阻性消聲器，可通過更換吸音材料（改變材料的吸音系數），改變吸音材料的厚度、排風通道的長度、寬度等參數來提高吸音效果。在設計排風吸音通道時，要特別注意排風口的有效面積必須滿足機組散熱的需要，以免排風口風阻增大而致排風噪聲增大和機組高水溫停機。
（四）進氣噪聲控制
機組工作在封閉機房內，嚴格地講，進氣系統包括機組的進風通道和發動機的進氣系統。進風通道和排風通道一樣直接與外界相通，空氣的流速很大，氣流的噪聲和機組運轉的噪聲都經進風通道輻射到外面。發動機進氣系統的噪聲是由進氣門周期性開、閉而產生的壓力波動所形成，其噪聲頻率一般處于500hz以下的低頻范圍。
對于渦輪增壓發動機，由于增壓器的轉速很高，因此其進氣噪聲明顯高于非增壓發動機，渦輪增壓器的壓氣機噪聲是由葉片周期性沖擊空氣而產生的旋轉噪聲和高速氣流形成的渦流噪聲所組成，且是一種連續性高頻噪聲，其主要能量分布在500～10000hz范圍。
由于柴油發電機組一般都配置有設計合理的空氣濾清器，其本身就具有一定的消聲作用。考慮到進氣噪聲相對較低，故對發動機的進氣系統一般不做另外處理。對機組的進氣通道，則要從風道的設計、隔音材料的選用等方面進行綜合控制。其基本思路是：
進風凈面積符合設計規范，以保證發動機的進氣系統和機組的冷卻系統有足夠的新鮮空氣吸入；
進風通道需經吸聲處理，一般采用進風百葉窗十導風槽＋消聲擋板的組合，如果有充足的空間，也可采用進風百葉窗十降噪箱的組合。
采用上述各項降噪措施后，整個柴油發電機組降噪設施的具體安裝見圖1。
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(a)
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(b)
圖1 機組降噪安裝圖
柴油發電機組由什么組成的
備用發電機組的作用是什么？
柴油機排氣污染物的危害及控制措施
供油不正常，柴油發電機燃油系統故障發不出規定的功率
柴油發電機組高壓油泵是如何通過其組成油泵部件工作的？
系列柴油發電機組國三排放節能環保
6BT柴油發電機組中冷器的裝配方法
工業柴油發電機組有哪些廣泛用途？