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1、课程设计(综合实验)报告( 2011 - 2012 年度第 1 学期)名 称： 物理性污染控制工程 题 目： 风机降噪装置的设计 院 系： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 成 绩： 一、课程设计的目的与要求课程设计是一个不可或缺的专业实践教学环节，它不仅可以补充和深化教学内容，而且是引导学生理论联系实际、培养学生的“工程”思想，提高学生的综合素质的途径。通过物理性污染控制工程课程设计，进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养学生运用所学理论知识进行物理性污染控制工程设计的初步能力。通过设计，了解物理性污染控制工程中噪声污染，振动污染、电磁辐射污染等的
2、设计的内容、方法和步骤，培养学生确定物理性污染控制系统的设计方案、设计计算、工程制图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。二、设计正文实验室通风系统配有风机一台（风机流量571210652m3/h,风机叶片数为10，风机进气口和排气口尺寸均为300mm，风机外形尺寸为880380730mm），转速800r/min,风机与其同轴的电机总重量为1500Kg,经实测，风机、电机近声场噪声频谱如下表所示，根据我国工业企业设计卫生标准GBZ 1-2002的规定，工业企业的生产车间和实验室等作业场所的噪声标准为80dB（A），震动降低15dB,电磁辐射也超出了国家标准，为了改善实验室工作环境，本人将对该风
3、机进行物理性控制工程设计。设计依据：（1）工业企业噪声控制设计规范GBJ 87-85 （2）工业企业设计卫生标准GBZ-1-2002设计方案简述：根据噪声测试和声源分析，主要噪声为风机、电机运转的振动和进气口气流搅动引起，声源位置位于建筑物内实验室房间，主要影响范围为房间内以及相邻区域的工作、流动人员，设施在隔声、减振上并未采取有效措施，根据GBZ 1-2002标准允许限制为80dB（A），振动级也超出15dB，可采取建造隔声罩、加装减振设施、进风口消声改造、构建接地辐射的方法达到目的。第一步改造机器主体与地面连接区域，进行隔振设计，设计标准参照工业企业噪声控制设计规范GBJ 87-85.机器
4、的扰动频率易得，为转速/60，即13.3Hz。由于风机和电机必须同轴运转，改造将设备固定在台座上，预计总质量为2400kg左右，其中螺丝位置均使用橡胶垫片，底座设置6个橡胶减振器，平均载荷为400kg，查询市场现有的橡胶减振器产品，构件见附录，按照机器的尺寸等现场实际因素灵活选用，底座可选用JGD-3.5 M-18型（固有频率5.5-10Hz；刚性210kg/cm；最佳载荷400kg）。设计参见附录。第二步加装隔声罩，依据表1数据进行频谱分析，主要偏高的声压级出现在63-4000Hz段，故可以针对此段进行相应的材料选择和设计。依据GBJ 87-85第4.3.1条隔声结构的设计，应首先收集隔声构
5、件固有隔声量的实测数据。单层均质构件（墙与楼板）的固有隔声量，可按质量定律的经验公式进行估算。选用单层隔声构件，应防止吻合效应的影响。需要以较轻重量获得较高隔声量（如超过30dB）时，隔声结构可选用复合结构。设计计算见表2。表1 风机、电机近声场噪声频谱测量结果倍频带中心频率（Hz）31.5631252505001000200040008000频带声压级（dB）55.58498.578.5951051029855按照GBJ 87-85 4.2.1要求，按以下步骤进行；1.由声源特性和受声点的声学环境估算受声点的各倍频带声压级；总A声级计算依据查声压级加计权值表，以及公式：式中计权后总的A声级，
6、dB（A）； 各频段A计权后声压级，dB（A）。2.确定受声点各倍频带的允许声压级；GBZ 1-2002规定值为80dB（A），则所需噪声评价数按照公式计算：式中：NR噪声评价数； A声级，dB（A）。依据噪声评价数（NR）曲线查询NR70曲线或依据公式计算各频带允许声压级：式中:各中心频率下NR数对应的声压级，dB； a，b各中心频率对应的系数，其值查阅表3； NR噪声评价数。3.设计各倍频带的需要隔声量。依据GBJ 87-85 4.2.4，按下式进行：式中：R各倍频带的需要隔声量，dB； 受声点各倍频带的声压级，dB； 受声点各倍频带的允许声压级，dB。降噪量依据公式：式中：降噪量； 受声
7、点各倍频带的声压级，dB； 受声点各倍频带的允许声压级，dB。4.根据计算结果选择适当的隔声结构与构件。表2 隔声罩设计表项目A声级31.563125250500100020004000测量实际声压级108.155.58498.578.59510510298NR7575757575757575a35.522.012.04.80-3.5-6.1b0.7900.8700.9300.9741.0001.0151.025降噪要求8094.7587.2581.7577.857572.62570.775降噪量k=331.114.2520.153332.37530.225内吸声系数（超细玻璃棉）0.250.
8、60.850.870.870.87附加隔声值-6-2.2-0.7-0.6-0.6-0.6部件应有隔声量16.2522.153535.37532.225隔声罩固有隔声量2124.531.735.53942.7实际隔声量18.53134.938.442.1隔声罩外实际声压级806470.163.655.9A计权衰减-39.4-26.2-16.1-8.6-3.201.21计权后声压级63.960.870.164.856.9总声压级71.69（材料内吸声系数，隔声附加值，因有隔声量由查阅相关材料参数得出。实际隔声量计算由经验性固有隔声量-附加隔声值得出。）依据计算所需隔声量，按照GBJ 87-85第4
9、.1.2条，A声级降噪量为34.4dB（A），隔声罩结构形式宜为固定密封型。风机外形尺寸为，设计长方体外部测量，在进风口与出风口各切割300圆形通道供使用。隔声罩主体使用钢板（厚度3mm，面质量23.55kg/m）制成，内部均匀布满超细玻璃棉（密度20kg/m；厚度100mm），以穿孔薄板（具备一定的韧性）压实固定厚度10mm，其中未切割圆洞的一面作为活动可拆卸面，不进行焊接，接缝以橡胶压合密封，再机械固定在主体上，方便日后维护，进出风口语管道接触位置使用橡胶材料铺垫密封，风机与出风管之间用避振喉进行桥接，减少隔声损失，进出风口使用消声器连接改造，使局部噪声传出减至最低，隔声罩接地边缘区域密封
10、固定。设计验算，计算后隔声后总声压级为71.69dB（A），符合了80dB（A）的允许要求第三步外接消声构件设计依据GBJ 87-85第5.2.2条要求，需要消声的空气动力机械（或系统）的噪声级，以及63-8000Hz八个倍频带的声压级。数据引用表一。降噪标准为NR75曲线，进气口噪声，降噪要求，消声器应都有消声量计算参照隔声罩计算。计算见表3。阻性消声器的消声量参照GBJ 87-85第5.3.1条阻性计算公式，不使用赛宾公式：式中：消声器内无气流情况（即静态）下的消声量，dB； 消声系数，由驻波管法吸声系数决定，可查得； 消声器通道内吸声材料的饰面周长，m； 消声器通道有效截面积，m。其中依
11、据以下公式计算：式中：材料吸声系数上限失效频率依据以下公式计算：式中：声速，m/s； 消声器通道的当量直径。当频率高于失效频率时，每增高一个倍频带，消声量约下降1/3，按下式估算：式中：高于失效频率的某倍频程的消声量，dB； 失效频率处的消声量，dB； 高于失效频率的倍频程频带数。最高空气流速，计算得，必须使用护面结构，防止吸声材料吹跑，根据查阅宜使用穿孔金属板，玻璃布，多孔材料的结构方案。阻性消声器长度2m，吸声多孔材料使用矿渣棉（密度150kg/m，厚度80mm），外部使用2mm厚钢管，保证消声为沿管道传播，外径460mm，内径300mm。如果直接购买可采用ZHZ同型300mm消声器。表3
12、 进气口阻性消声器设计表项目A声级631252505001000200040008000进气口噪声108.18498.578.5951051029855NR7575757575757575a35.522124.80-3.5-6.1-8b0.790.870.930.97411.0151.0251.03降噪要求8094.7587.2581.7577.857572.62570.77569.25消声器应有消声量-10.7511.25-3.2517.153029.37527.225-14.25周长与截面积13.313.313.313.313.313.313.313.3材料的a0.300.840.930.780.930.940.941-a0.700.160.070.220.070.060.06消声系数0.385972.523971.568612.523972.63217消声器所需长度2.1915300.5108911.4379860.8750680.7776821M消声量5.13340033.5688020.8625133.5688235.00788考虑上限失效后5.13340033.5688020.8625133.5688223.33859阻性设计消声量10.2668067.1376041.7250267.1376446.67718对照计算数据，使用2m长的阻性
