试论吸声蜗壳在离心风机降噪中的应用

杨威，李斌，申张钊，霍美娴

（1.陕西航天西诺美灵电气有限公司；2.西安航天动力测控技术研究所，陕西 西安 710025）

离心式风机作为工业生产中的一种最常见的辅助设备，其最大的特点就是风机噪声大尤其是大型风机的噪声会严重影响人的身心健康，因此风机的降噪工作就有着非同寻常的的意义，当然想要实现这一目标，我们还有很多工作要做，首先就是了解噪音的主要来源。是离心风机主要的气动噪声源就是蜗壳壁，当其没有进行消声处理时，风机产生的声波就会在在风机的蜗壳内反射，造成混响声场的出现，也就使的声压级较高，而当离心风机做了降噪处理后，则与之相反。

就目前而言，国内外很多学者都做了离心风机消声蜗壳降噪的研究工作。就像国外学者Bartenwerfer 就研究了方形的蜗板外侧消声外壳对离心风机的降噪作用的大小，使该风机的A 声级降低了9dB(A)，降噪效果显著。而刘晓良就发现适当增加空腔的厚度就能增加消音材料的消音效果，也就能够有效地提高蜗壳的降噪效果。目前，国内外的研究大多集中在周向蜗板上加装消声物质或者研发更好的降噪材料上，而像对风机侧板加装消声材料的报道就很少出现，所以值得大家关注一下。

1 试验器材、方法

（1）离心风机结构参数。本试验的风机结构简图就如图1 所显示的，穿孔钢板固定在风机蜗板和前后盖板上，二者之间有大约10mm 的空腔，这个空腔里面可以填充玻璃棉，这就做成了消声蜗壳。这样可以在4 个风机部位添加消声层，这4 个部位分别是：①周向蜗板（A 组合）。②蜗壳后盖板(B 组合)。③周向蜗板和后盖板(C 组合)。④周向蜗板和前盖板(D 组合）。实验中的风机蜗壳内部的通流结构尺寸和原风机一致。

（2）测试系统。试验在半消声室中进行。试验和测试所用到装置或系统都是按照国家标准GB/T2888-91 和GB/T1236-2000 的要求进行设计、建造的，能够代表当前企业中使用的大多数离心风机。风机进气口端连接要符合GB/T1236 的规定。然后我们就用使用智能压力风速风量仪来检测风机相应位置的静压以及流量压差。

图1 风机消声结构示意图

2 试验结果与分析

（1）消声蜗壳对风机气动性能的影响。通过实验结果我们可以发现，穿孔板由于不如铝板光滑，会使改装了的风机在压力和效率上有所降低，但降低的幅度有限。而4 种组合方式对其降低的幅度又有所不同，当风机达到额定功率时，A、B 两个组合改进的风机全压分别降低了16.0Pa、5.0Pa，四组的效率分别下降了约1.28%、0.9%。由此可见安装穿孔板的面积不同，其使风机压力的摩擦损失也不同。这其中由于B 组合仅仅在风机的后盖板上安装了穿孔板，所以其风机的压力损失是最小的，同时其在实验中的降噪不明显，降噪效率还是可以的。

（2）A 型消声蜗壳的降噪效果。图2 是A 组合与原风机的出口A 声级流量对比图。由图2 可以发现，A 组合风机的降噪效果最好是在额定工况点附近。但是当风机流量变大时，其降噪效果就会迅速变差，这是因为气体流速过大时，吸声材料的吸声效果就会降低，也就会影响降噪的效果；而在小流量工况时，风机的振动会变大，这也就会使振动产生的噪声增大，也就会使其降噪效果降低。

图2 风机A 声级对比

图3 是原风机和A 型改进风机的噪声频谱对比图。由频谱图可以看出低频噪声（500～800Hz）与原风机相比是并没有被降低的，但是在1250～2000Hz 之 间的噪音下降明显，其吸声材料的降噪效果也是非常好的。造成这样结果的主要原因也许是超细玻璃棉在高频率下，吸声系数较大，可以有效降低噪音，而在低频率下，效果则会降低。

图3 风机噪声频谱对比

图4 风机A 声级对比

（3）B 型 消 声蜗壳的降噪效果。

图4 是B 组合与原风机的出口A 声级流量对比图。通过上图我们就会发现B 型改进风机的A 声级降低了约7dB(A)，其噪音的降低效果不能说说是显著，但是也不差。

图5 风机噪声频谱对比

图5 是原风机和B 型改进风机的噪声频谱对比图。风机A 声级有所增大的频段是在125～500Hz 之间，其产生的可能的原因是在加装消声材料后，叶轮轴向的长度发生了改变，其被加长了，这就引起了低频电机的振动，从而使风机的噪声增加了。但是B 型改进风机在中高频段降噪效果明显，尤其是整机的高频振动噪声被明显降低。

3 结语

本文通过这次组合改进实验，对吸声蜗壳在离心风机降噪中的应用进行了研究，通过A、B 2 种方式进行了试验测量，在实验中风机的噪声都有不同程度的降低，而在这其中在蜗板和后盖板加装消音材料的组合降噪效果最好，同时企业想要对现有的离心风机设备进行改装的难度也不大，其改装也很方便，风机压力损失也小，对于企业来说这个改进方案还是很经济实惠的。这个实验同时也能证明消声蜗壳在实际生产中也能有很好的降噪效果，所以如果离心风机想要降噪，吸声蜗壳是较好的选择。