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摘要:随着我国船舶事业的发展与进步,我国船舶的数量与船舶的规模也在不断增加和扩大。在船舶中,空调部分是十分重要的,能够为船员提供良好舒适的工作环境,但是船舶空调往往会产生一定的空气噪音,空气噪音情况能否满足相关标准与规定,直接影响到船舶人员与船舶相关设备的安全与良好运行。在这样的背景下,对船舶空调通风管路减振降噪问题进行分析,成为了十分重要而关键的问题。基于此,文章对船舶空调通风管路减振降噪进行研究,是尤为必要的。
关键词:船舶;空调通风管路;减振降噪;分析研究
近些年来,我国船舶制造业迅速发展,而科学技术的进步也推动了船舶性能的提升,使得船舶逐渐向高速、大型、多功能、综合性发展。但是这一发展也为船舶的运行带来了巨大的振动噪音,船舶空调通风管路的振动与噪音问题直接影响着船舶的工作与生活环境,同时也并不符合国际与国家相关的规定标准。因此,为了使振动噪音符合国家标准规定,保障船舶工作人员与乘客的工作生活环境条件良好,对船舶空调通风管路的减振降噪进行分析,成为了一个亟需解决的问题,文章对船舶空调通风管路减振降噪进行研究,有着现实的价值和意义。
1船舶用空调器通风管噪声分析与出口声压采集
船舶的噪声源与一般噪声源的性质不同,对于船舶机舱的机械零件而言,其最主要的噪声源就是空调器的通风管道,船舶舱室的直接机械式无线电噪声与舱壁的声传和机械振动引起的噪声也是一个主要的噪声源。对于远距离机舱而言,声波则主要通过通风管道的空气调节室传送到机舱内,这就表明了船舶中的主要噪声源是船舶空气中的噪音与空调系统的噪音。因此,对船舶空调系统的噪声进行分析,选择相应的措施与方法进行噪音的减少,是尤为必要的。
1.1船用组合式空调器内噪声的测量与分析
船舶用组合式空调器内的噪声测量与分析是减少船舶空调通风管道噪音振动的一个必要的方法与手段。在对船舶用组合式空调器内的噪声测量与分析时,则需要从多个方面进行分析。由一个组合产生的空调调节风扇噪音是由风扇内部通过空气排气孔而形成的空气回流孔,其能够通风线将噪声影响到住宅区,导致远距离空调机舱的船舶室受到了较大的影响。风机是船舶中电机的主要机械零部件,主要采用的是离心式通风机,將船舶底舱空气通过风孔进入到进风孔。在一般的研究分析中,船舶空气室主要分为两个部分,分别为空气入口与空气出口腔。船舶内部的噪声测量中,主要存在两个问题,第一个问题是内部振动的风机情况严重,麦克风不能硬性固定在风扇的内部表面;第二个问题是本地空气流速较大的工作,难以正常进行开展,如果风速大于每秒四米,将会对工作产生巨大的影响。因此,为了防止与脉动流对测量结果的影响,在对麦克风进行布置前,需要对内部的流场进行细致估计,在空气孔风速离心风机高时,麦克风的布置则需要尽可能保持较远的距离,装饰尽量在背风面,且需要安装防风罩。
1.2空调通风系统消声器设计
船舶空调通风管道振动噪声的减少需要依靠空调通风系统消声器的帮助。因此,对空调通风系统消声器进行良好的设计,从而有效减少空调通风系统振动噪音,是十分重要的。在对空调通风系统消声器进行设计、应用与测试中,往往会遇到动态降噪量低于静态消声量和消声器时的流量,提高消声量相应减少的现象情况,这是由于发生在消声器内部气流再生噪声的结果的影响导致的。空调通风系统消声器的性能指标是根据空调噪声的频谱特性与舱室空气噪声指数进行测定的,一般而言,初步估计确定在63-8000赫兹倍频乘范围内的消声器,额定流量的消声量大于等于8分贝,阻力的损失小于等于40帕。在高流量的设计与布局中,空间狭小船舶空调通风系统消声器的结构设计,必须要结合空调通风系统噪声的特点与特征进行设计,设计重点是声学消声器的大小、结构特点与阻力损失,需要重点发展管式消声器。根据船舶的消声器实际安装位置,选择合适的吸声材料与相关设计。常用的吸声材料,主要包括橡胶、泡沫板、有机棉、玻璃棉、泡沫材料等,在使用过程中,橡胶和泡沫板的吸声系数相对较低,沉默效果相对较差。因此,在进行吸声材料的选择与使用时,尽可能地排除橡胶材料与泡沫板材料。根据大量的研究与实践表明,玻璃棉与泡沫塑料的吸声效果较好,且成本较低,价格便宜,适宜在船舶空调通风管路中进行应用。
2空调系统隔振措施
在机舱范围内敷设阻尼材料与吸声材料中,必须要保持其对于船舶主机舱的较小影响,吸声材料与阻尼材料主要的作用是降低混响声,对于直达声降低的作用效果较小,但对噪声源主要机舱的其他舱室有着一定的降噪作用。若需要进一步降低船舶主机舱的噪声振动,则需要选择在主机舱内应用隔声罩与隔声门。
2.1空调系统振动控制技术
空调系统通风管路的振动主要通过两种方式进行控制:第一种方法为减少振动的振动源;第二种方法为减少振动的传输效率。在振动源控制振动频率是最有效的方式,但是容易导致船舶相关设备的重新设计,因此往往在实际的工作中难以实现。对振动传输效率进行控制时,主要的方法为引用弹性阻尼元件与增加阻尼振动传输。引用弹性阻尼元件,能够减少振动的传输速率,而增加阻尼振动传输能够吸收振动能量,将其转换为热容量。
2.2基础隔振
船舶应用隔振器由两个金属弹簧隔振器与各种隔振弹性衬垫材料和相关产品组成。隔振器有着不同的优点与缺点,需要根据实际的振动要求与具体情况进行选择。金属弹簧隔振器的金属弹簧是一个十分广泛的应用,能够在一定程度下承受较高负荷的承重,静态压缩也有着诸多的自振频率低,性能稳定,且相关设计成熟,但是其阻尼比相对较小,共振放大系数较大,容易产生高频振动,在横向方向上的稳定性较差。因此,在选择金属弹簧隔振器时,需要配备相应的橡胶垫。隔振橡胶垫是最为常用和常见的一种弹性阻尼材料,有着较低自振频率与高频率的良好振动效果,但是其缺点是容易受到温度、油、氟利昂等物质的腐蚀,容易受到影响,经过长期的荷载下,其形变将会增加,隔振效果变差。玻璃纤维板的抗压性能与抗折性能较差,在设备支撑点中应用较少,一般应用于钢筋混凝土基础,从而使得其荷载能够均匀分布。除此之外,弹性隔振材料还包括沥青矿棉毡等,其自振频率往往大于20赫兹,成本较高,因此更多地应用在船舶空调和制冷设备系统中。在整体的船舶基础隔振中,需要根据船舶不同设备与零部件的特点与实际振动情况进行合理的隔振材料选择,从而发挥出隔振材料良好的效果,进一步降低振动问题。
2.3管道隔振
船舶空调设备系统的振动问题,在基础传动装置上建筑结构传递外,还会通过管道与管道介质的传输进行表现。因此,做好管道隔振工作,能够消除管道与船舶建筑结构间的刚性连接,实现对空调通风管路振动的控制和减小。管道隔振与基础隔振工作的区别在于管道振动一般情况下仍可以通过管道本身作为介质进行传播,因此隔振效果往往不如基础隔振。但是不能忽略和轻视管道隔振工作,一方面管道隔振工作能够减少相邻空间噪声,另一方面,管道隔振工作的良好开展还能够延长相关设备仪器的使用寿命,有着重要的作用和价值。
3结语
随着我国船舶制造业与船舶事业的发展,船舶空调通风管路噪声振动问题逐渐成为了一个备受关注的热点问题,在对船舶进行设计时,应充分考虑相关噪声振动的影响。文章对船舶空调通风管路的噪声振动问题进行研究,对减振降噪方法进行分析,希望能够帮助解决当前船舶工作中空调通风管路振动噪音问题情况。
参考文献:
[1] 李伟峰.船舶减振降噪的实施对策分析[J].军民两用技术与产品,2017,(20):81.
[2] 张鹏鹰.船舶管系舾装减振降噪研究[J].科技创新导报,2014,(32):49-50.
[3] 杜德锋,闾晨光.舰船减振降噪工作的思考与优化[J].内燃机与配件,2017,(20):96-97.
(作者单位:江南造船(集团)有限责任公司)
关键词:船舶;空调通风管路;减振降噪;分析研究
近些年来,我国船舶制造业迅速发展,而科学技术的进步也推动了船舶性能的提升,使得船舶逐渐向高速、大型、多功能、综合性发展。但是这一发展也为船舶的运行带来了巨大的振动噪音,船舶空调通风管路的振动与噪音问题直接影响着船舶的工作与生活环境,同时也并不符合国际与国家相关的规定标准。因此,为了使振动噪音符合国家标准规定,保障船舶工作人员与乘客的工作生活环境条件良好,对船舶空调通风管路的减振降噪进行分析,成为了一个亟需解决的问题,文章对船舶空调通风管路减振降噪进行研究,有着现实的价值和意义。
1船舶用空调器通风管噪声分析与出口声压采集
船舶的噪声源与一般噪声源的性质不同,对于船舶机舱的机械零件而言,其最主要的噪声源就是空调器的通风管道,船舶舱室的直接机械式无线电噪声与舱壁的声传和机械振动引起的噪声也是一个主要的噪声源。对于远距离机舱而言,声波则主要通过通风管道的空气调节室传送到机舱内,这就表明了船舶中的主要噪声源是船舶空气中的噪音与空调系统的噪音。因此,对船舶空调系统的噪声进行分析,选择相应的措施与方法进行噪音的减少,是尤为必要的。
1.1船用组合式空调器内噪声的测量与分析
船舶用组合式空调器内的噪声测量与分析是减少船舶空调通风管道噪音振动的一个必要的方法与手段。在对船舶用组合式空调器内的噪声测量与分析时,则需要从多个方面进行分析。由一个组合产生的空调调节风扇噪音是由风扇内部通过空气排气孔而形成的空气回流孔,其能够通风线将噪声影响到住宅区,导致远距离空调机舱的船舶室受到了较大的影响。风机是船舶中电机的主要机械零部件,主要采用的是离心式通风机,將船舶底舱空气通过风孔进入到进风孔。在一般的研究分析中,船舶空气室主要分为两个部分,分别为空气入口与空气出口腔。船舶内部的噪声测量中,主要存在两个问题,第一个问题是内部振动的风机情况严重,麦克风不能硬性固定在风扇的内部表面;第二个问题是本地空气流速较大的工作,难以正常进行开展,如果风速大于每秒四米,将会对工作产生巨大的影响。因此,为了防止与脉动流对测量结果的影响,在对麦克风进行布置前,需要对内部的流场进行细致估计,在空气孔风速离心风机高时,麦克风的布置则需要尽可能保持较远的距离,装饰尽量在背风面,且需要安装防风罩。
1.2空调通风系统消声器设计
船舶空调通风管道振动噪声的减少需要依靠空调通风系统消声器的帮助。因此,对空调通风系统消声器进行良好的设计,从而有效减少空调通风系统振动噪音,是十分重要的。在对空调通风系统消声器进行设计、应用与测试中,往往会遇到动态降噪量低于静态消声量和消声器时的流量,提高消声量相应减少的现象情况,这是由于发生在消声器内部气流再生噪声的结果的影响导致的。空调通风系统消声器的性能指标是根据空调噪声的频谱特性与舱室空气噪声指数进行测定的,一般而言,初步估计确定在63-8000赫兹倍频乘范围内的消声器,额定流量的消声量大于等于8分贝,阻力的损失小于等于40帕。在高流量的设计与布局中,空间狭小船舶空调通风系统消声器的结构设计,必须要结合空调通风系统噪声的特点与特征进行设计,设计重点是声学消声器的大小、结构特点与阻力损失,需要重点发展管式消声器。根据船舶的消声器实际安装位置,选择合适的吸声材料与相关设计。常用的吸声材料,主要包括橡胶、泡沫板、有机棉、玻璃棉、泡沫材料等,在使用过程中,橡胶和泡沫板的吸声系数相对较低,沉默效果相对较差。因此,在进行吸声材料的选择与使用时,尽可能地排除橡胶材料与泡沫板材料。根据大量的研究与实践表明,玻璃棉与泡沫塑料的吸声效果较好,且成本较低,价格便宜,适宜在船舶空调通风管路中进行应用。
2空调系统隔振措施
在机舱范围内敷设阻尼材料与吸声材料中,必须要保持其对于船舶主机舱的较小影响,吸声材料与阻尼材料主要的作用是降低混响声,对于直达声降低的作用效果较小,但对噪声源主要机舱的其他舱室有着一定的降噪作用。若需要进一步降低船舶主机舱的噪声振动,则需要选择在主机舱内应用隔声罩与隔声门。
2.1空调系统振动控制技术
空调系统通风管路的振动主要通过两种方式进行控制:第一种方法为减少振动的振动源;第二种方法为减少振动的传输效率。在振动源控制振动频率是最有效的方式,但是容易导致船舶相关设备的重新设计,因此往往在实际的工作中难以实现。对振动传输效率进行控制时,主要的方法为引用弹性阻尼元件与增加阻尼振动传输。引用弹性阻尼元件,能够减少振动的传输速率,而增加阻尼振动传输能够吸收振动能量,将其转换为热容量。
2.2基础隔振
船舶应用隔振器由两个金属弹簧隔振器与各种隔振弹性衬垫材料和相关产品组成。隔振器有着不同的优点与缺点,需要根据实际的振动要求与具体情况进行选择。金属弹簧隔振器的金属弹簧是一个十分广泛的应用,能够在一定程度下承受较高负荷的承重,静态压缩也有着诸多的自振频率低,性能稳定,且相关设计成熟,但是其阻尼比相对较小,共振放大系数较大,容易产生高频振动,在横向方向上的稳定性较差。因此,在选择金属弹簧隔振器时,需要配备相应的橡胶垫。隔振橡胶垫是最为常用和常见的一种弹性阻尼材料,有着较低自振频率与高频率的良好振动效果,但是其缺点是容易受到温度、油、氟利昂等物质的腐蚀,容易受到影响,经过长期的荷载下,其形变将会增加,隔振效果变差。玻璃纤维板的抗压性能与抗折性能较差,在设备支撑点中应用较少,一般应用于钢筋混凝土基础,从而使得其荷载能够均匀分布。除此之外,弹性隔振材料还包括沥青矿棉毡等,其自振频率往往大于20赫兹,成本较高,因此更多地应用在船舶空调和制冷设备系统中。在整体的船舶基础隔振中,需要根据船舶不同设备与零部件的特点与实际振动情况进行合理的隔振材料选择,从而发挥出隔振材料良好的效果,进一步降低振动问题。
2.3管道隔振
船舶空调设备系统的振动问题,在基础传动装置上建筑结构传递外,还会通过管道与管道介质的传输进行表现。因此,做好管道隔振工作,能够消除管道与船舶建筑结构间的刚性连接,实现对空调通风管路振动的控制和减小。管道隔振与基础隔振工作的区别在于管道振动一般情况下仍可以通过管道本身作为介质进行传播,因此隔振效果往往不如基础隔振。但是不能忽略和轻视管道隔振工作,一方面管道隔振工作能够减少相邻空间噪声,另一方面,管道隔振工作的良好开展还能够延长相关设备仪器的使用寿命,有着重要的作用和价值。
3结语
随着我国船舶制造业与船舶事业的发展,船舶空调通风管路噪声振动问题逐渐成为了一个备受关注的热点问题,在对船舶进行设计时,应充分考虑相关噪声振动的影响。文章对船舶空调通风管路的噪声振动问题进行研究,对减振降噪方法进行分析,希望能够帮助解决当前船舶工作中空调通风管路振动噪音问题情况。
参考文献:
[1] 李伟峰.船舶减振降噪的实施对策分析[J].军民两用技术与产品,2017,(20):81.
[2] 张鹏鹰.船舶管系舾装减振降噪研究[J].科技创新导报,2014,(32):49-50.
[3] 杜德锋,闾晨光.舰船减振降噪工作的思考与优化[J].内燃机与配件,2017,(20):96-97.
(作者单位:江南造船(集团)有限责任公司)