随着社会经济和科学技术的快速发展,人们的生活质量也越来越高,人类在享受现代文明所带来的快捷方便的同时,对社会环境提出了更高的要求,人们总是希望能在一个安静祥和的环境中工作和生活,而罗茨鼓风机的存在似乎宣告着这种希望的破灭。噪声对人们的生理和心理都有严重的影响,较强噪声的持续作用可使人的听力下降,严重时导致永久性听力减退,日积月累会产生噪声性耳聋;长期工作在高噪声环境中易患神经衰弱、视力减退、高血压等病症,使人产生紧张、心情烦躁、愤怒等情绪,工作效率降低、出错率增高,有时甚至引发灾害事故,对人的身体健康和生命安全构成极大的威胁。罗茨鼓风机因其结构简单、制造方便、风压高、风量大等特点被广泛应用于污水处理、生物制药、纺织印染、食品造纸等行业。本文以ZLS-32L型罗茨鼓风机为研究对象,将薄膜型声学超材料的最新研究成果运用于隔声装置,阻断风机噪声的传播途径,采用模拟和实验相结合的方法对隔声罩降噪和散热性能进行研究与设计。本文的主要研究内容如下:(1)本文采用四点测量自由声场法对罗茨鼓风机辐射噪声进行测量,对噪声测量场地进行检验,测量背景噪声和风机整体噪声,通过噪声频谱分析得到ZLS-32L型罗茨鼓风机各频率段的噪声值,确定降噪目标量,并将噪声峰值处的频率作为降噪目标频率点,如果能降低该频率点处的噪声值,风机整体的噪声也将得到控制。(2)薄膜型声学超材料由三部分组成:支撑框架、附加质量、弹性薄膜,本文将薄膜型声学超材料用于罗茨鼓风机隔声装置中,利用LMS Virtual Lab声学软件从材料和结构两个方面对薄膜型声学超材料隔声性能加以研究。在材料方面:隔声罩基体材料、附加重物材料、弹性薄膜材料;在结构方面:重物形状、重物大小、隔声单元边长、弹性薄膜到基体内表面的距离。通过对这些参数的模拟分析从而确定薄膜型声学超材料的组成。(3)罗茨鼓风机是产热设备,如果将其完全封闭在隔声罩内,很可能因为罩内温度过高而损坏机械设备。在满足噪声控制的前提下,结合相关设计标准,对隔声罩开设散热通风窗口,根据产热量计算所需要的通风量,在自然通风不能满足要求的情况下考虑增设温控排风扇。(4)根据罗茨鼓风机结构特点,确定隔声罩外形及尺寸大小,制作隔声罩并进行噪声测量实验,将制作好的薄膜型声学超材料固定在隔声罩的内表面,再次进行噪声测量实验,通过两次实验数据对比,对薄膜型声学超材料的隔声性能进行评价,罩内环境温度符合罗茨鼓风机运行条件。