1、本科毕业论文（20 届）浅析“育鲲”轮舱室布风器噪声大的原因及解决办法所在学院专业班级 轮机工程学生姓名指导教师完成日期内容摘要摘要：自上船第一天就发现“育鲲”舱室轮布风器噪声大问题，并且王校长在“育鲲”办公室开会时也曾提到过这个问题，然而一直未有行之有效的解决办法。有时布风器噪声过大，为了不影响睡眠，不得不把布风器关死，但这又严重影响到空气的新鲜度，影响在船人员的身体健康，所以布风器减噪是一个亟待解决的问题。通过查阅各种资料，了解到布风器噪声主要与布风器空气出口速度和布风器的形状有关，继而分析了布风器噪声的可能来源，并对此提出自己的一些改进措施，以减轻布风器噪声。关键词：布风器 噪声 空调系
2、统ABSTRACT：Since the first day l was aboard on yukun , I found the noise of the air distributor was a big problem .Moreover , president Wang put forward it as well when held a meeting in the meeting room. However , no effective measures had been taken . Sometimes in order to have a sound sleep , we h
3、ave to close the wind distributor to lower the noise , but the freshness of the air is effected , which does a great harm to our health , so the noise is a serious problem that we should pay close attention to . After looking into large amounts of documents , l known about that the noise was mainly
4、related with the air velocity from the outlet of the distributor and the shape of the distributor. Then I analyze what can cause the problem and put forward some methods to reduce the noise. Keywords：distributor noise air condition system目录前言 .51.噪声对人体的危害 .52 布风器噪声产生原因 .62.1 布风器的位置和作用 .62.1.1 布风器位置
5、.62.1.2 布风器的作用 .72.2 布风器产生噪声的可能原因 .72.2.1 机械式噪音 .72.2.2 空气动力性噪声 .73.减弱布风器噪音的措施方法 .133.1 减弱布风器机械式噪音 .133.2 调节空调送风量 .133.3 改进供风管路 .143.4 布风器的改进 .143.5 安装消声器 .143.6 安装吸音材料 .154.结束语 .15【参考文献】 .15浅析“育鲲”轮舱室布风器噪声大的原因及解决办法前言空调系统是为满足船舶人员舒适性要求的设备。一个适宜的舱室必须要满足下列条件：1、具有适宜的温度和适度。我国船舶空调舱室的设计温度和湿度夏季为 2428、40%50%；冬
6、季为 19-22 、30% 40%。2、空气具有轻微流动，风速在 0.150.3m/s 为宜。3、保持空气足够的清新程度，新风量应为 30503人4、温度可在 13范围内加以调节，温度分布均匀，各处温差不超过 1。5、噪音限制在 5560dB 以下。然而在“育鲲”轮上，空调噪音远未达到有关文件的要求，经过测量得出舱室布风器噪音在 80-90dB 之间（以 317 宿舍为例） ，表 1 给出了部分环境噪声的 A 声级及对应的主观感觉。由表可以得知，舱室噪音太大，容易引起人的烦恼，必须采取措施进行改进。声级/dB(A)环境（声源） 人主观感觉20 以下 静夜、消声室内、郊区农村 静2030 轻声耳
7、语、图书馆、很安静的房间 安静40-60 普通室内谈话 一般环境60-70 普通对话、很安静的街道 吵闹80 城市街道、收音机、公共汽车内 太吵闹90 重型汽车、泵房、很吵闹的街道马路 很吵闹、烦恼100-110 空压机、柴油发电机、一般增压器、船舶机舱 很吵闹、听力损伤110-120 高压风机机房、球磨机、高压增压器 痛苦120-130 高射机枪、风铲、罗茨风机、螺旋桨飞机 很痛苦130-140 喷气式飞机、风洞、大炮、高压大流量放风 非常痛苦160 以上 火箭、飞船、导弹、耳边步枪发射 对人产生生理伤害表 11.噪声对人体的危害室内噪声污染对身心健康造成的危害不能忽视：1强的噪声可以引起耳
8、部的不适，如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定，超过 l15 分贝的噪声还会造成耳聋。据临床医学统计，若在 8O 分贝以上噪声环境中生活，造成耳聋者可达 50。2使工作效率降低。研究发现，噪声超过 85 分贝，会使人感到心烦意乱，人们会感觉到吵闹，因而无法专心地工作，结果会导致工作效率降低。3损害心血管。噪声是心血管疾病的危险因子，噪声会加速心脏衰老，增加心肌梗塞发病率。在平均 70 分贝的噪声中长期生活的人，可使其心肌梗塞发病率增加 3O左右，特别是夜间噪声会使发病率更高。4噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。5干扰休息和睡眠。休息和睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和
9、维持健康的必要条件。但噪声使人不得安宁，难以休息和入睡。舱室噪声过大对在船人员的身心有着不可估量的伤害，所以降低舱室空调噪音有着重大的实际意义。下面我将对空调噪声的产生原因和改进方法阐述一下自己的观点。2 布风器噪声产生原因在分析布风器噪音产生原因之前，我们必须要了解一下空调系统，了解一下布风器的位置和作用，以从整体上对其进行分析调整。2.1 布风器的位置和作用2.1.1 布风器位置“育鲲”轮采用的是集中式中压单风管空调器系统，共设有六台中央空调器用于分区调节全船各处舱室，普通船员餐厅、高级船员餐厅和厨房设有制冷、加热式风机盘管，集控室内设有两台柜式空调器。每组中央空调器的主要组成单元有：新风
10、和回风的混合室（AC4 处设置全热交换器） 、空气滤器、空气加热器、空气冷却器、空气加湿器、挡水板、风机和空气分配室（见图 11） 。各个舱室采用锥形扩散型直布式布风器，只能进行变量调节。11 集中式单风管空调系统简图1-空气滤器；2-空气加热器；3-加湿器；4- 风机；5-空气冷却器；6-挡水器；7 主风管；8-布风器外界空气和回风混合后由风机 4 吸入，在空气调节器中进行过滤、消音，在夏天对空气进行冷却、除湿；在冬天对空气进行加热、加湿处理，然后经并列的几根主风管 7分别送到各舱室的布风器 8。通过布风器向室内供入一定数量空调供风（冷风或热风）以与室内原有的空气相混合，即可使舱室维持适宜的
11、温度和湿度。此外，借助于布风器还可对室内温度进行调节。2.1.2 布风器的作用布风器的任务在于使供风和室内的空气混合良好，以使室内温度和速度分布均匀，并能对舱室供风量进行调节。室内空气的流动状况主要取决于布风器的型式、出风口位置以及舱室回风口的位置。 “育鲲”轮采用的是顶式锥形扩散型直布式布风器。它应该满足以下要求：1、能使送风与室内空气很好混合，从而使室温均匀2、能保持人的活动区内风速适宜3、能单独进行调节4、阻力和噪声小5、结构紧凑，外形美观，价格较低2.2 布风器产生噪声的可能原因关于布风器的噪音可以分为两个方面：机械式噪音和空气动力性噪音2.2.1 机械式噪音机械式噪音主要是经过处理的
12、空气在从布风器送到舱室时，由于空气具有一定速度，会对布风器有冲击作用，继而引起相关部件的震动而产生噪音。在“育鲲”轮上，机械式噪音比较少见，主要是当布风器螺丝松动或部件损坏时噪声会比较明显。但是当晚上部分舱室将布风器调小或关闭时，送往其他舱室的风量和空气速度就会相应增加，会使得相应布风器的机械震动增加。并且当布风器几乎关闭时，送风的冲击作用会使调风挡板震动而与上边金属发生碰撞而产生机械式噪声。2.2.2 空气动力性噪声空气动力性噪声是指空气流动或物体在空气中运动引起空气产生涡流、冲击或者压力突变导致空气扰动而形成的噪音。例如风机、空压机等产生的噪音均属于空气动力性噪声。 “育鲲”轮舱室布风器噪
13、声主要是空气动力性噪声。空气动力性噪声的声源一般可分为三类：单极子源、偶极子源和四级子源。 单极子源也称脉动声源，是由于媒质中流入的质量或热量不均匀形成的。单极子源如脉动球体一样，产生的声波波阵面是同相位的，指向性图是一个圆球，但单极子源的辐射没有指向特性，其声辐射功率与气流速度的四次方成正比（式 1-2-1） 。 “育鲲”轮上，布风器中的送风和舱室中空气必然存在一定温差（冬季，送风温度高于舱室温度；夏季，送风温度低于舱室温度。 ） ，因此势必存在单级子源造成的空气动力性噪声。W= (1-2-1)14W-声辐射功率； -比例系数；V-风流速度1偶极子源是当流体中有障碍物存在时，流体与物体产生的
14、不稳定反作用力形成的。因此偶极子源属于力声源。常见的偶极子源如：乐器上振动的弦，不平衡的转子以及机翼和风扇叶片的尾部涡流脱落等。偶极子源可看做两个相位差为 180的单极子源形成的，指向性图呈“8”字型，其辐射声功率与气流速度的六次方成正比（式 1-2-2） 。 “育鲲”轮上，处理过的送风经布风器送往舱室时，会与布风器的调风挡板产生碰撞而产生噪声，并且与调风挡板碰撞反弹的空气和送风又会相互碰撞产生噪声。W= (1-2-2)26W-声辐射功率； -比例系数；V-风流速度2四极子源是媒质中没有质量或热量的注入，也没有障碍物存在，只是由粘滞应力辐射的声波形成的。它属于应力声源。亚声速湍流喷注噪声是最常
15、见的四极子声源的例子。四极子可看做是一对极性相反的偶极子组成的，指向性图呈“四叶玫瑰线性”，其辐射声功率与气流速度八次方成正比( 式 1-2-3)。W= （1-2-3）38W-声辐射功率； -比例系数；V-风流速度3由式 1-2-1、式 1-2-2 和式 1-2-3 可知声功率和风流速度成正相关的。所以布风器噪声大是因为送风速度大。并且通过测量也可以得出这个结论，测量结果如下表：调节风门开度 噪音大小（dB）全关 37.2半开 83.3全开 80.8当调节风门全关时，送风量为零，送风速度为零；相对于全开，半开时送风面积变小，风速变大，噪声变大。因此，我们只要找到引起风速增大的原因即可。大致可分
16、为以下几类：风机功率过大或者总风量过大。 1“育鲲”轮总共 6 台空调器，各个空调器的情况如下：AC1: Serving Bridge Deck 服务驾驶甲板和船长甲板AC2: Serving Boat Deck / Walking deck before #102 服务救生甲板和工作甲板 102 号肋位前区域AC3: Serving Walking Deck Student mess room.服务游步甲板的学生餐厅AC4: Serving Main Deck after #79;服务主甲板 79 号肋位后区域AC5: Serving Main Deck before #79, Second
17、 deck and walking deck classroom.服务主甲板 79 号肋位前区域，二甲板和游步甲板教室AC6: Serving Gymnasium and practicing areas;服务于健身房和活动区域The physical data of each AHU as follows:各个空调器的参数如下No. of AHUFresh air ratio (%)新风比Cooling cap. (kW)制冷量Heating cap. (kW)加热量Humidifying (kg/h)加湿量Static pres. (Pa)静压Air flow (m3/h)风量Power
18、(kW)马达功率A/C 150 125 100 37 1500 8750 7.5A/C 250 201 161 60 1600 1405015.5A/C 350 102 82 24 1600 7080 7.5A/C 450 95 75 24 1600 6560 7.5A/C 550 195 154 13 1600 1346015.5A/C 650 100 80 14 1600 6910 7.5由于风量（Q）和流速（V）之间存在如下关系：Q=SV 其中 S 为风机出口截面积。如果风机功率过大就会使得风机出风量增大，在其他参数不变的情况下，布风器出口送风速度增大而使得布风器噪声增大。通风管路管径不
19、合适。 2空调系统还可按送风管内空气流速的高低分为:1、低速系统低速系统主风管内的风速不超过 15 m/s，常用的风速范围为 10-15 m/s，进人各舱室送风支管的风速为 4-8 m/s。由于风速低、风管阻力小，所以空调风机的风压不高，全风压约在 1.2 kPa 以下。但低风速则要求风管截面积增大，这就使得风管尺寸、重量也随之增大; 且为了减小风管所占的空间高度，截面需做成扁矩形，这就使得制造、安装和隔热包扎都较麻烦2、高速系统 高速系统主风管内的风速在 15 m/s 以上，常用风速为 25 m/s 左右，有的高达 30 m/s，送风支管风速约为 815 m/s。由于风速高，可采用送风温差较
20、大的诱导式送风，使送风量减小，故风管的尺寸和重量都可减小。高速系统多采用预隔热标准化圆风管及附件，既便于安装，又可降低成本。但高速系统也存在一些缺点: 运行成本高。因为高速系统风管阻力大(可达 1.5 一 1.8 kPa)，故风机风压较高(全风压达 3-5 kPa)，虽然风量减小，但风机功率仍较大。而且风机每产生 1 KPa 风压将使空气的温度约升高 1，从而将增加降温工况的热负荷。噪声大。高速系统不仅空调器和风管系统噪声大，而且室内采用诱导式布风器也是一个重要的噪声源。鉴于上述情况，目前许多船舶空调采用主风管风速在 15 m/s 左右的中速系统。它既可采用标准化的圆风管，又不必设置诱导送风，可降低成本、能耗和噪声。经过查看全船风管布置图（图 2）得知， “育鲲”轮通风系统在建造时，由于某些原因使得通风管路管径比较细。由公式 V=Q/( V管道空气流速，Q风量，r 风管2)半径。所以因为 r 较小，当风机的总风量不变时，送风流速就会相应增大而引起布风器噪声增大。因此管径小也是引起布风器噪声大的一个不可忽视的因素。图 2布风器设计不合理或选型不合适。 3
