煤矿轴流式局部通风机的降噪试验研究

　　噪声污染同空气污染、水污染一样,同称为当今的三大污染。在我国煤矿掘进中使用的JBT、BKJ系列局部通风机(简称“局扇”),其噪声一般都高达95 dB(A)以上,大大超过工矿企业噪声卫生标准要求,高的噪声不仅影响工人的健康,而且常掩蔽井下各种警报信号,造成安全事故的发生。

　　因此,研究井下局扇的控制技术十分重要。本文从分析局扇的噪声机理入手,采用减少局扇动叶叶顶与机壳间隙,在局扇入口加阻性消声器和在机壳涂上一层阻尼材料等方法来对局扇进行噪声控制治理。

　　1　局扇的噪声源特性分析

　　局扇工作时产生的噪声,主要包括空气动力性噪声和机械性噪声两大部分,其中空气动力性噪声的强度较大,是局扇噪声的主要成分。

　　局扇的空气动力性噪声按产生机理可分成旋转噪声和涡流噪声。

　　旋转噪声是由旋转的叶片周期地打击空气质点引起空气的压力脉动所产生的。其频率就是叶片每秒钟打击空气质点的次数,因此它与叶片数的转速有关。旋转噪声的强度大致与圆周速度的5~6次方成比例。当圆周速度增大一倍时,声压级将增加10~15dB(A),对转速高达2900r/min的局扇而言,其旋转噪声都较大,在气动噪声中占主要成分。涡流噪声是局扇旋转时,高速气流在叶片界上和叶顶间隙中分离时产生涡流,涡流分离时所产生的压缩和稀疏,以声波的形式传播所形成的。其频率取决于叶片与气流的相对速度。因叶片各截面上的圆周速度随半径大小而变化,气流绕过叶片时各点相对速度必然亦不一样,同时叶片各点厚度也不同。故从圆心到最大半径速度呈连续变化。因此叶轮旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。涡流噪声的强度与气流的8次方成比例。对局扇而言,涡流噪声产生的原因主要有两方面,一是动叶叶尖与蜗壳之间的间隙产生间隙涡流噪声;二是气流通过叶面时在叶面上产生的附面层与叶片表面分离产生的涡流脱落噪声。局扇的空气动力性噪声就是旋转噪声与涡流噪声相互叠加的结果。局扇的机械性噪声主要是驱动电机的电磁噪声和机壳振动辐射的噪声等。

　　要对局扇的噪声进行有效控制,就必须弄清其噪声源和辐射部位。前面对噪声源已作了分析。局扇噪声的辐射部位主要是进、出气口辐射的气动噪声和机壳(包括电机等)辐射的机械性噪声,其中,以气动噪声为最强。因此,对局扇实施噪声控制,一方面要抑制噪声源的噪声(主动控制),另一方面要在传播路径上对噪声进行控制(被动控制)。

　　2　局扇噪声综合治理试验与分析

　　2.1　减少局扇动叶叶顶与机壳间隙