舰船系统噪声管控设计初探范文

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目前舰船空调通风系统多采用集中送风全空气系统来实现舱内空气环境控制，其主要噪声源有两项：一是组合式空调器、通风机等设备运行的噪声；二是气流在风管和设备内流动的再生噪声。再生噪声包括风管、消声器、风口产生的噪声。因此噪声控制需要从两方面着手：一方面优化系统设计，从声源上降低噪声；另一方面采取吸声降噪的措施控制噪声传播，在一定程度上使噪声衰减至较低值。系统设计选型优化（1）风机选型常用风机噪声的评价量为声功率级和比声功率级及其频率特性，风机的总声功率级Lw（dB）可由风量风压计算得到[1]，如下式：Lw＝Lwc（式略）Lwc—比声功率级，dB（同一系列风机在单位风量“m3/h”和单位风压“10Pa”条件下所产生的总声功率级）；Q—风量，m3/h；H—全压，Pa；根据公式（1）可知根据系统需求确定了风量和全压后，其噪声功率的大小由其比声功率Lwc决定。通常情况下同一台风机的最佳工况点就是其最高效率点，也就是比声功率Lwc的最低点。因此在风机设计选型过程中，应根据设计风量对管路阻力进行详细的计算，使选用的风机全压和管路阻力特性相匹配，减少剩余压头，使风机运行在最佳工况点。同时，在满足风量风压参数要求的前提下，选择后弯叶片、低转速离心风机，选择风机与电机直联的传动方式，避免采用联轴器和皮带传动方式。也可以从声源上降低风机噪声。（2）管路设计在送风管路的设计中，应根据末端风量分配需求合理选择干管风速。根据所服务室内噪声要求的不同，空调送风管和出风口最大设计风速宜按下表1[1]选取。风管气流速度，从干管、支管直至风口，应保持依次递减趋势。应尽可能避免或减少气流流向与断面的急剧改变产生涡流，引起风速回升，气流噪声增高。各风管部件，如弯头哦、变径管、三通等，彼此之间宜保持5~10倍风管等效直径的直线距离。特别应值得注意的是，在不影响风管送风量的基础上，减小风管风速比减少风管断面积得到的降噪效果要好。

消声降噪设备及技术措施（1）管道消声器消声器[2]是空调及通风管路中噪声控制的主要设备，当空调系统产生的噪声，经各部件自然衰减后，仍不能达到室内允许的噪声标准时，应考虑设置消声器。由于空调通风系统噪声的频率分布范围较宽，消声器宜选择具有宽频带噪声衰减量的阻抗复合类型。同时受到舰船布置空间的限制，舰船空调通风管路上使用较为广泛的是管式消音器。在消声器设计选择时应参考以下面几点：根据噪声源频率特性、系统管路噪声自然衰减和使用舱室的容许噪声频率特性的差值，确定消声器需要的频率衰减量值；系统中允许消声器的压力损失值；消声器本身的噪声值；消声器的尺寸与舰船安装空间要求；防火、水密、防尘方面对消声器的要求等。消声器安装位置对消声效果也会有很大影响。在条件允许时，消声器的安装位置应尽量设置在气流平稳段。当干管风速不大时，应尽可能的在靠近风机的管段、靠近空调器风管出口的管段设置；但当干管风速较大时，消声器靠近风机设置，其气流再生噪声会增大，影响消声效果，则应分别在流速较低的分支管设置消声器。（2）消声静压箱在空调通风系统设计中，常在风机出风口或在布风设备前设置消声静压箱，并在内部贴上吸声材料，通过使用静压箱即可以稳定气流、提高送风静压，又可以利用静压箱送风截面的突变和箱体内部表面的吸声作用实现传递噪声的有效衰减。消声静压箱的消声工作原理和上文中的阻抗复合式消声器一样，都是依据气流通道面积变化实现消声降噪的目的，其消声性能与内部材料的吸声性能、箱体内表面积、进出风管的间距及尺寸等因素有关。目前舰船上组合式空调设备均带有出风静压箱，另外在送风系统末端的布风器盒体内设置了吸声材料，并根据舱室条件适当放大盒体，从而起到消声静压箱的作用，有效减少了进入舱室的噪声。（3）减振隔振措施在噪声源设备安装方面，即使使用了低噪声设备，如果安装不正确，也能使整个系统噪声控制效果大打折扣。因此在噪声源设备安装时需要采取减振隔振措施来减少噪声的产生和传递。如在空调动力设备与基础连接处安装弹性减震器、在风机的进、出口应设置软接头等[3]。对于噪声及振动均较高的空调通风设备，可根据具体情况综合采取以下措施：设备表面喷涂吸声材料；为设备设置单独的隔声室或隔声罩；采用浮筏、隔振装置和弹性隔振器进行隔振；在设备舱室顶部及四周内壁应敷设隔热吸声材料等。（4）运行管理及维护由于舰船空调通风系统使用频率高，工作环境复杂，空调设备及管路的维修保养的工作的好坏，对系统噪声的控制也会有较大的影响。如风机轴承磨损后产生的噪声；风管变形、部件松动产生的噪声；消声器受潮后消声量减少或失效；风机吸入纸片、布条等杂物后偏离工况点等。因此，对空调通风系统进行及时有效的维护工作，不仅保证空调系统的正常运行，更能始终将噪声水平控制在满足原设计状态的要求之下[4]。另外由于舰船改装或升级引起的舱室功能的改变，造成空调通风系统冷负荷变化和风量变化，也可能导致系统噪声增加，需要对系统噪声进行重新评估和控制设计。

空调通风系统的噪声控制是一个综合工程，涉及到系统设计、设备选型、现场安装施工及后期维护管理多个方面。而随着噪声控制技术的发展和新型的消声元器件、低噪声空调设备的面世，给舰船空调通风系统噪声控制带来了更多的选择和实现途径。舰船空调通风设计人员在完成温度、湿度、气流组织和空气品质方面研究和设计的基础上，做好空调噪声控制设计，才能充分提高舰员舱内工作和生活的环境质量，保障舰员战斗力，提高舰船隐身性和生命力。

作者：朱伟明张扬单位：海军驻上海江南造船（集团）有限责任公司军事代表室