離心式壓縮機噪聲源分析

辛海濤

摘 要：離心式壓縮機是一種高噪聲設備，隨著環(huán)保意識的提高，壓縮機噪聲問題也越發(fā)受到重視，這對壓縮機的設計也提出了新的要求。本文通過對集團某機型離心壓縮機進行噪聲測試，研究噪聲的分布情況，確定壓縮機的主要噪聲源位置，為壓縮機的噪聲控制和結(jié)構改進提供支持和借鑒。

關鍵詞：壓縮機；噪聲；頻譜分析

1 概述

離心式壓縮機是石化企業(yè)中的關鍵設備，隨著人們對壓縮機工作能力需求的不斷提高，壓縮機的設計制造能力有了很大的提高。但隨著環(huán)境保護的提高，對其噪聲的要求也越來越嚴格。

通過對離心式壓縮機的噪聲測試、分析確定噪聲源，進一步研究壓縮機噪聲的產(chǎn)生機理和分布，為壓縮機的減振降噪設計提供支持和借鑒，也有助于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。

2 噪聲測試分析與噪聲源確定

離心式壓縮機是一種高噪聲設備，其噪聲主要包括空氣動力性噪聲和機械性噪聲?？諝鈩恿π栽肼曋饕行D(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，機械性噪聲則是由于壓縮機轉(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。

本次研究振動噪聲使用的設備為NI USB-9234數(shù)據(jù)采集卡，軟件使用北京東方振動與噪聲技術研究所的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，對應的葉頻為1168.75Hz、1306.25 Hz和1443.75 Hz。

如何布置測點直接影響到數(shù)據(jù)的測量結(jié)果和有效性，是測試成功與否的關鍵，根據(jù)實際環(huán)境和噪聲測試要求，對機組噪聲測點布置如圖2.1所示。

采集噪聲信號之后，采用頻譜分析法進行信號處理，由于本次測試主要關注低壓缸的噪聲輻射問題，所以主要選取低壓缸測點進行頻譜分析，圖2.2為測點4頻譜圖和三分之一倍頻程圖。

此外也分析了3、5、13、14等測點，可以看出這幾個測點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兩個主要頻率；另從幅值上可以看出，葉頻1215.6Hz的聲壓值貢獻量最大，初步可以判斷低壓缸的主要噪聲源來自排氣蝸殼。

為進一步定位低壓缸的噪聲源，需要同時對低壓缸各部位進行振動測試分析，并與噪聲測試結(jié)果對比，來確定主要噪聲源。首先需要定位頻率為1215.6Hz的振動源，然后找出振動幅值最大的測點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分析和時域分析功能，得到的8個測點噪聲信號極值和振動信號的時域有效值。

從表2.1中可以看出，測點6的聲壓總極值最大，測點7的振動有效值最大，其次為測點6和8。

測點6和8位于低壓缸末級蝸殼出風筒的中間肋板兩側(cè)， 測點7位于出風筒中間肋板上。

3 結(jié)論

通過上述分析，可以判定低壓缸的主要振動噪聲源位于測點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機組低壓缸的主要噪聲源為壓縮機的排氣末級蝸殼部分。

為了降低機組的噪聲輻射，采用聲壓與振動測試相結(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，在接下來的工作中，通過對末級蝸殼的改進優(yōu)化設計，尤其是出風筒肋板的尺寸和布置方式，可以對蝸殼的噪聲控制起到一定效果，也對壓縮機的設計與降噪應用有一定指導價值。

參考文獻：

[1]郭金泉，楊曉翔.壓縮機及其管道系統(tǒng)振動噪聲研究綜述[J].技術與應用，2004（4）.

[2]李雄云，李雙，王安柱，朱忠奎.旋轉(zhuǎn)壓縮機低頻噪聲源識別及噪聲抑制[J].蘇州大學學報（工科版），2009年2月，第29卷第1期.

[3]王春生.離心壓縮機振動分析[D].天津大學.

[4]劉成武，江吉彬，黃鍵.壓縮機機體聲輻射與噪聲預測[J].機械設計，2009.

[5]胡春波，王文龍.DH63型離心壓縮機輻射噪聲試驗研究[J].流體機械，2000，28（5）.