物理性污染控制課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、課程設(shè)計(jì)的目的與意義1物理性污染控制工程是一門技術(shù)性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，課程設(shè)計(jì)是它的一個(gè)極為重要的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)的目的就是在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個(gè)簡單的工程設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生不但能夠補(bǔ)充和深化課堂教學(xué)內(nèi)容，而且能夠引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生的“工程”思想，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。2通過物理性污染控制工程課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步消化和鞏固本門課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行噪聲控制工程設(shè)計(jì)的初步能力。3通過設(shè)計(jì)，了解噪聲控制工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定噪聲控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)計(jì)算、工程制圖、使用技術(shù)資料、編

2、寫設(shè)計(jì)說明書的能力。為今后能夠獨(dú)立進(jìn)行某些噪聲控制工程的開發(fā)設(shè)計(jì)工作打下一定的基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求 風(fēng)機(jī)降噪裝置的設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)配有風(fēng)機(jī)一臺(tái)（功率13kW，轉(zhuǎn)速2900r/min，壓頭302mmH2O,風(fēng)機(jī)流量571210652m3/h,風(fēng)機(jī)葉片數(shù)為10，風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口和排氣口尺寸均為190mm，風(fēng)機(jī)外形尺寸為880×380×730mm），經(jīng)實(shí)測，風(fēng)機(jī)近聲場噪聲頻譜如表1所示。根據(jù)我國工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GBZ1-2002）的規(guī)定，噪聲車間觀察（值班）室噪聲聲壓級(jí)為75dB（A），為了改善實(shí)驗(yàn)室工作環(huán)境，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行降噪設(shè)計(jì)。中心頻率（Hz）31.5631252

3、50500100020004000800016000聲壓級(jí)（dB）80.5838593.89285847571.561表1 風(fēng)機(jī)噪聲頻譜測量結(jié)果三、課程設(shè)計(jì)正文設(shè)計(jì)題目分析1.1噪聲測量和頻譜分析 A聲級(jí)能較好地反映人耳對(duì)噪聲強(qiáng)度與頻率的主觀感覺，因此目前世界聲學(xué)界、醫(yī)學(xué)界公認(rèn)用A聲級(jí)作為保護(hù)聽力和健康以及環(huán)境噪聲的評(píng)價(jià)量。 將風(fēng)機(jī)近聲場噪聲對(duì)不同頻率的聲音進(jìn)行一定的加權(quán)修正并轉(zhuǎn)換成A聲級(jí)，得到表2風(fēng)機(jī)近聲場噪聲A聲級(jí)頻譜如下：中心頻率（Hz）31.563125250500100020004000800016000聲壓級(jí)（dB）80.5838593.89285847571.561A計(jì)權(quán)修正值（

4、dB）-39.4-26.2-16.1-8.6-3.201.21.0-1.1-6.6修正后聲壓級(jí)（dB）41.156.868.985.288.88585.27670.454.4總聲壓級(jí)（dB）92.5表2 風(fēng)機(jī)近聲場噪聲A聲級(jí)頻譜根據(jù)A聲級(jí)計(jì)算公式：式中:Lpi第i個(gè)倍頻程的聲壓級(jí),dB；LAi相應(yīng)的A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的修正值，dB。帶入相應(yīng)數(shù)值得到LAeq=92.5dB從圖中可以看出，風(fēng)機(jī)的頻譜峰值大致集中在250 8kHz,而在500Hz出現(xiàn)頻譜峰值，其原因是由于風(fēng)機(jī)葉輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)，周期性的擠壓氣體導(dǎo)致葉輪周圍氣體產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，這種壓力脈動(dòng)以聲波的形式向葉輪輻射，從而產(chǎn)生周期性的進(jìn)排氣噪聲。風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪

5、聲的基頻可由下式計(jì)算：式中：n風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)，r/min； z葉片數(shù)。題目中：轉(zhuǎn)速2900r/min，風(fēng)機(jī)葉片數(shù)為10帶入相應(yīng)數(shù)值得到f=483.3Hz 由此可證實(shí)500Hz頻率出現(xiàn)峰值和風(fēng)機(jī)葉片的通過頻率一致，說明風(fēng)機(jī)的主要噪聲是旋轉(zhuǎn)噪聲。1.2風(fēng)機(jī)噪聲特性分析從風(fēng)機(jī)所輻射的噪聲和部位來說，風(fēng)機(jī)的噪聲包括空氣動(dòng)力性噪聲和機(jī)械性噪聲，而以空氣動(dòng)力性噪聲為主，空氣動(dòng)力性噪聲主要是從進(jìn)氣口和排氣口輻射出來的；機(jī)械噪聲主要是從電動(dòng)機(jī)以及機(jī)殼和管壁輻射出來的；通過基礎(chǔ)振動(dòng)還會(huì)輻射固體噪聲?？刂骑L(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲的最有效措施是在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出氣口安裝消聲器，而固體噪聲則可以通過設(shè)計(jì)隔振裝置得到控制。1.3

6、降噪量的確定根據(jù)我國工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GBZ1-2002）的規(guī)定，噪聲車間觀察（值班）室噪聲聲壓級(jí)為75dB（A）?？紤]到風(fēng)機(jī)安裝在實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)上述噪聲標(biāo)準(zhǔn)確定降噪量如下:考慮到一定的安全額度，最終降噪量取20dB。風(fēng)機(jī)降噪設(shè)計(jì)2.1入口消聲器的設(shè)計(jì)（1）消聲器阻性部分設(shè)計(jì)消聲器的阻性部分設(shè)計(jì)為填充超細(xì)玻璃棉。該物質(zhì)具有不燃燒，容重小，隔熱，耐熱，耐腐蝕等特點(diǎn)且具有良好的吸聲特性。選用密度為，厚度為15cm，并采用穿孔板的護(hù)面層，護(hù)面鋼板厚度為1，穿孔率25%，孔徑6mm一些數(shù)據(jù)如下表：中心頻率（Hz）250500100020004000相應(yīng)的玻璃棉吸聲系數(shù)0.800.850.850.86

7、0.80消聲系數(shù)0.7320.7970.7970.8100.732表3消聲系數(shù)取值表由表2中可知，頻率在2504000Hz時(shí)超過允許的聲壓級(jí),對(duì)此倍頻程進(jìn)行降噪處理。消聲器阻性部分設(shè)計(jì)計(jì)算見下表：項(xiàng)目倍頻程中心頻率（Hz）250500100020004000進(jìn)氣口噪聲（dB）93.892858475降噪要求（NR75dB）81877.97572.770.8消聲器應(yīng)用消聲量（dB）1214.11011.34.2消聲器周長與截面比值9.41消聲器所需長度（m）1.691.831.291.440.59消聲器設(shè)計(jì)長度（m）1.80消聲量（dB）12.813.913.99.34.6表4消聲器阻性部分計(jì)算

8、值應(yīng)用賽賓的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式中：P消聲器的通道斷面周長，m；S消聲器的通道有效橫截面積，； 消聲器的有效部分長度，m。則計(jì)算上限失效頻率:式中：c-聲速，340m/s; D消聲器通道的當(dāng)量直徑，m。設(shè)計(jì)取值D=0.425m得到=1480Hz在2000Hz、4000Hz出現(xiàn)高頻失效，失效后的消聲量按下式計(jì)算：式中：-高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量, dB；-失效頻率處消聲量, dB； n-高于失效頻率的倍頻程頻帶數(shù)。消聲器的阻性部分是以超細(xì)玻璃棉粘貼在消聲器通道的穿孔鋼板后面，1000Hz及以上頻率部分均已消除，共振穿孔板用以消除低頻。氣流在生噪聲的驗(yàn)算：氣流速度=，氣流再生噪聲式中：倍頻帶氣流

9、再生噪聲，dB; 氣流速度，m/s;f倍頻帶中心頻率，Hz。題目中f取500Hz,得75dB,合格。（2）穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中，穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的穿孔率P設(shè)計(jì)在1-10的范圍內(nèi)，最高不超過20%，因?yàn)镻在20%以上時(shí)，否則穿孔板就只起到護(hù)面作用，吸聲性能變差。選擇孔徑為6，厚度為2，穿孔率為3%。另外，設(shè)計(jì)目的主要在中心頻率f250Hz頻帶上的L2012.8=7.2dB（A）的降噪量，具體計(jì)算結(jié)果如下，穿孔板采用正方形排列，有穿孔率公式：則孔心距B=0.031m 流通面積為S=由頻帶的消聲量公式 ，=7.2dB求得K1.5 共振腔容積V=0.018共振腔傳導(dǎo)率=0.384m

10、設(shè)計(jì)為與原管道同軸的圓筒形共振腔，其內(nèi)徑為190mm，外徑為400mm共振腔長度為=0.185m因?yàn)檫x用l=2厚的鋼板，孔徑d=6,由公式G=求得開孔數(shù)n=92 驗(yàn)算=250Hz=1037Hz可見在所需要范圍內(nèi)不會(huì)高頻失效問題。共振頻率波長=1.36m =0.453m所設(shè)計(jì)的共振腔消聲器的最大幾何尺寸小于共振波長的1/3，符合要求。綜上所述，消聲器的共振腔部分的長度為0.185m，開孔數(shù)為92，內(nèi)外徑分別為190mm和400mm，孔心距為31mm，孔徑為6，厚度為2，穿孔率為3%。2.2出口消聲器的設(shè)計(jì)因風(fēng)機(jī)出口和入口尺寸一樣，出口入口消聲器面積相同。采用穿孔鋼板相同，共振腔容積相同，內(nèi)外徑長

11、度相同，阻性部分設(shè)計(jì)一樣，即出口入口設(shè)計(jì)消聲器相同。入口和出口消聲器設(shè)計(jì)見下圖：2.3隔振設(shè)計(jì)由于加工、制造和安裝的原因,風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn),風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)噪聲.為了減小振動(dòng)能量傳遞,降低振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲,在安裝前對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)座采取隔振措施.（1）質(zhì)量隔振根據(jù)風(fēng)機(jī)尺寸(mm):880*380*730，設(shè)計(jì)一較大的混凝土基座（mm）1200*1200*1200，將風(fēng)機(jī)安裝在基座上，減小風(fēng)機(jī)的振動(dòng)。（2）隔振墊在風(fēng)機(jī)與基座的接面處安裝20mm厚的橡膠隔振墊，使風(fēng)機(jī)與基座無鋼性接觸，消減風(fēng)機(jī)振幅，從而達(dá)到消減固體聲的目的。（3）防振溝為達(dá)到更好的消聲效果，在基座四周開有一定寬度和深度的溝槽，里面填以松軟物質(zhì)（如木屑、沙子）用來隔離振動(dòng)的傳遞。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)土建具體結(jié)構(gòu)見下圖四、整體工藝要求1、各部件尺寸大小符合要求，加工時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整。2、各部件之間連接牢固，防止連接不牢固引起的激勵(lì)振動(dòng)，減弱消聲、隔聲的效果。3、使用超細(xì)玻璃棉時(shí)，其防護(hù)層要結(jié)實(shí)牢固，防止松散隔聲材料漏出。4、選擇吸聲材料時(shí)，要注意影響吸聲材料的因素，如空氣流阻、材料的空隙率和結(jié)構(gòu)因子等，這樣才能產(chǎn)生良好的吸聲效果。五、總結(jié)在風(fēng)機(jī)的噪聲治理過程中，我們要進(jìn)行全面的測量和分析，確切地掌握噪聲的特性并進(jìn)行治理，是行之有效地辦法。而