離心式壓縮機(jī)噪聲源分析

辛海濤

摘 要：離心式壓縮機(jī)是一種高噪聲設(shè)備，隨著環(huán)保意識(shí)的提高，壓縮機(jī)噪聲問(wèn)題也越發(fā)受到重視，這對(duì)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)也提出了新的要求。本文通過(guò)對(duì)集團(tuán)某機(jī)型離心壓縮機(jī)進(jìn)行噪聲測(cè)試，研究噪聲的分布情況，確定壓縮機(jī)的主要噪聲源位置，為壓縮機(jī)的噪聲控制和結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供支持和借鑒。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)；噪聲；頻譜分析

1 概述

離心式壓縮機(jī)是石化企業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，隨著人們對(duì)壓縮機(jī)工作能力需求的不斷提高，壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)制造能力有了很大的提高。但隨著環(huán)境保護(hù)的提高，對(duì)其噪聲的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。

通過(guò)對(duì)離心式壓縮機(jī)的噪聲測(cè)試、分析確定噪聲源，進(jìn)一步研究壓縮機(jī)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理和分布，為壓縮機(jī)的減振降噪設(shè)計(jì)提供支持和借鑒，也有助于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 噪聲測(cè)試分析與噪聲源確定

離心式壓縮機(jī)是一種高噪聲設(shè)備，其噪聲主要包括空氣動(dòng)力性噪聲和機(jī)械性噪聲。空氣動(dòng)力性噪聲主要有旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，機(jī)械性噪聲則是由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的摩擦、不平衡量和共振等因素所產(chǎn)生的，一般具有顯著的周期性和特征頻率。

本次研究振動(dòng)噪聲使用的設(shè)備為NI USB-9234數(shù)據(jù)采集卡，軟件使用北京東方振動(dòng)與噪聲技術(shù)研究所的DASP軟件、傳感器使用DYTRAN 3023A2和3623A2T三向加速度傳感器和傳聲器。

壓縮機(jī)的主要特征參數(shù)為轉(zhuǎn)速4125r/min，基頻68.75Hz，葉片數(shù)為17、19、21，對(duì)應(yīng)的葉頻為1168.75Hz、1306.25 Hz和1443.75 Hz。

如何布置測(cè)點(diǎn)直接影響到數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果和有效性，是測(cè)試成功與否的關(guān)鍵，根據(jù)實(shí)際環(huán)境和噪聲測(cè)試要求，對(duì)機(jī)組噪聲測(cè)點(diǎn)布置如圖2.1所示。

采集噪聲信號(hào)之后，采用頻譜分析法進(jìn)行信號(hào)處理，由于本次測(cè)試主要關(guān)注低壓缸的噪聲輻射問(wèn)題，所以主要選取低壓缸測(cè)點(diǎn)進(jìn)行頻譜分析，圖2.2為測(cè)點(diǎn)4頻譜圖和三分之一倍頻程圖。

此外也分析了3、5、13、14等測(cè)點(diǎn)，可以看出這幾個(gè)測(cè)點(diǎn)的主要噪聲頻率集中在轉(zhuǎn)頻64.1Hz和葉頻1215.6Hz，另外受中壓缸和高壓缸影響，葉頻附近也存在1087.5Hz和1343.8Hz兩個(gè)主要頻率；另從幅值上可以看出，葉頻1215.6Hz的聲壓值貢獻(xiàn)量最大，初步可以判斷低壓缸的主要噪聲源來(lái)自排氣蝸殼。

為進(jìn)一步定位低壓缸的噪聲源，需要同時(shí)對(duì)低壓缸各部位進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試分析，并與噪聲測(cè)試結(jié)果對(duì)比，來(lái)確定主要噪聲源。首先需要定位頻率為1215.6Hz的振動(dòng)源，然后找出振動(dòng)幅值最大的測(cè)點(diǎn)以確定最大噪聲輻射部位，即主要噪聲源的位置。

表2.1為利用DASP軟件的CPB分析和時(shí)域分析功能，得到的8個(gè)測(cè)點(diǎn)噪聲信號(hào)極值和振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域有效值。

從表2.1中可以看出，測(cè)點(diǎn)6的聲壓總極值最大，測(cè)點(diǎn)7的振動(dòng)有效值最大，其次為測(cè)點(diǎn)6和8。

測(cè)點(diǎn)6和8位于低壓缸末級(jí)蝸殼出風(fēng)筒的中間肋板兩側(cè)， 測(cè)點(diǎn)7位于出風(fēng)筒中間肋板上。

3 結(jié)論

通過(guò)上述分析，可以判定低壓缸的主要振動(dòng)噪聲源位于測(cè)點(diǎn)6、7、8位置附近，其主要噪聲頻率為葉頻1215.6Hz。因此可以確定此壓縮機(jī)機(jī)組低壓缸的主要噪聲源為壓縮機(jī)的排氣末級(jí)蝸殼部分。

為了降低機(jī)組的噪聲輻射，采用聲壓與振動(dòng)測(cè)試相結(jié)合的方式，采用頻譜分析方法，最終確定了低壓缸的主要噪聲源位置，在接下來(lái)的工作中，通過(guò)對(duì)末級(jí)蝸殼的改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，尤其是出風(fēng)筒肋板的尺寸和布置方式，可以對(duì)蝸殼的噪聲控制起到一定效果，也對(duì)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)與降噪應(yīng)用有一定指導(dǎo)價(jià)值。

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