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對油田注水泵房（用聲強(qiáng)法）設(shè)備聲源聲功率的測量分析

　　
評論：　更新日期：2008年05月06日
引言（1）

解決設(shè)備器噪問題，首先應(yīng)對設(shè)噪聲源進(jìn)行評估，了解設(shè)備整機(jī)噪聲水平以確定噪聲耗散量，同時了解其中每個噪聲源重要性的排隊次序，并識別其主要頻率成分，才能有幾種不同的降噪方法中確定正確的選擇。對設(shè)備進(jìn)行聲功率測量及頻率分析是對聲源評估的最有效的參數(shù)，也是一項噪聲制工程的基礎(chǔ)工作。
傳統(tǒng)的聲功率測量技術(shù)都是以聲源周圍平均聲壓均方值測量為基礎(chǔ)的。聲場（自由場或擴(kuò)散場）越理想，這些方法的精度就越高。然而對于工程現(xiàn)場，這些理想條件并不能得到滿足，只好在所謂的半混響場進(jìn)行工程簡測。因此，測量結(jié)果有一定的局限性，誤差比較可能大，缺乏頻率分析，最大的缺陷是仍無法對設(shè)備各個部分聲源的聲功率做獨立的分析、識別。與傳統(tǒng)的聲功率測量方法相比，聲強(qiáng)法確定聲功率較聲壓測定有如下優(yōu)點：①不需要專門的消聲室或混響室，可在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行；②測量結(jié)果與測量表面積有關(guān)，而聲源的距離是任意的；③它不受背景噪聲的影響，可在正常生產(chǎn)狀態(tài)下進(jìn)行；④它可決定一臺設(shè)備中每個聲源的相對貢獻(xiàn)，即有效地分離噪聲源，為噪聲控制方案提供決定性數(shù)據(jù)。
在對某油田注水泵房進(jìn)行的噪聲治理工程中，我們使用了聲強(qiáng)法聲功率分析技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行了有效的識別和評估，為工程提供了較好的理論依據(jù)。

測量依器及其使用（2）

B&k4433型聲強(qiáng)分析儀、3519型雙傳聲器聲強(qiáng)探頭，兩個傳聲器采用面對面排列，分離器間距選用6mm，其頻率為250Hz~10kHz，可以滿足衛(wèi)生學(xué)評價，測量誤差<1dB。B&k7005型磁帶記錄儀，進(jìn)行現(xiàn)場記錄，回放分析。

測理方法（3）

將待測設(shè)備分為14~18個矩形測量面，在每個測量面進(jìn)行往復(fù)習(xí)速掃描，往復(fù)掃描線間隔10cm，探頭與被測設(shè)備保持34mm，每具測理面重復(fù)掃描2遍。
將掃描所得平均聲強(qiáng)級乘以相應(yīng)的測量面積得該表面的聲功率值，然后按下式將各表面聲功率級相加得到所需的設(shè)備各部分的聲功率級。
式中Lw——聲功率級；
Wi——表面聲功率級。

被測量設(shè)備和測試結(jié)果（4）

3.1被測設(shè)備
a)水冷式注水設(shè)備：K2240-2/990三相異步電動機(jī)（功率2240Kw，轉(zhuǎn)數(shù)2980r/min）、DF300-150A×20離心式注水泵（揚(yáng)程1500m）。
b)風(fēng)冷式注水設(shè)備：YK1600-2三相異步電動機(jī)（功率1600kW，轉(zhuǎn)數(shù)2980r/min）、DG250-160離心式注水泵（揚(yáng)程1600m）。
3.2測試結(jié)果
測試結(jié)果見表1、表2。
表1 水冷式注水設(shè)備聲強(qiáng)法聲功率測量結(jié)果
 

 

聲功率級（Lw）
dB
(lin)
dB
(A)
dB (1/1倍頻程)
250Hz
500Hz
1kHz
2kHz
4kHz
8kHz
電機(jī)前面
96.4
94.7
84.2
79.8
78.0
89.9
74.9
62.2
電機(jī)右側(cè)面
101.9
100.2
89.3
86.5
85.0
94.3
85.4
77.6
電機(jī)左側(cè)面
96.8
95.3
86.1
83.1
80.2
92.2
83.7
76.4
電機(jī)頂面
98.4
87.0
83.2
84.3
78.8
85.6
71.6
57.7
電機(jī)后面
105.8
97.2
83.5
89.1
85.1
93.3
84.2
73.5
電機(jī)整機(jī)
108.8
103.5
93.0
92.6
89.5
99.0
89.3
81.0
連軸器
102.0
95.5
84.8
86.9
87.2
88.9
73.7
68.2
水泵體
106.4
100.2
97.9
93.6
96.7
97.0
92.0
86.4
設(shè)備總聲功率
111.0
105.6
99.1
96.6
97.5
101.0
93.9
87.5
表2 風(fēng)冷式注水設(shè)備聲強(qiáng)法聲功率測量結(jié)果

 

聲功率級（Lw）
dB
(lin)
dB
(A)
dB (1/1倍頻程)
250Hz
500Hz
1kHz
2kHz
4kHz
8kHz
電機(jī)進(jìn)風(fēng)口
105.7
101.8
95.5
99.8
91.8
96.0
87.3
71.5
電機(jī)出風(fēng)口
110.7
107.2
86.4
89.5
91.3
105.5
86.9
70.0
電機(jī)前面
93.7
92.9
87.6
81.8
77.0
88.6
76.1
72.1
電機(jī)右側(cè)面
105.7
104.6
87.9
83.6
84.8
102.3
86.5
73.5
電機(jī)左側(cè)面
105.4
103.7
86.2
84.7
84.9
100.8
85.5
74.4
電機(jī)后面
98.5
94.6
85.3
86.9
82.8
92.3
75.2
62.9
電機(jī)整機(jī)
113.7
110.8
97.8
100.3
95.6
108.5
91.7
79.7
連軸器
98.4
95.5
84.4
84.4
88.4
91.2
65.3
69.0
水泵體
100.8
97.2
86.8
83.6
89.2
92.2
82.5
77.8
設(shè)備總聲功率
114.1
111.1
98.3
100.5
97.1
108.7
92.2
82.1
結(jié)論（5）

a)兩種設(shè)備總聲功率級分別達(dá)105.6和111.1dB(A)，對這種強(qiáng)度的聲源必須進(jìn)行一級控制。用現(xiàn)場簡測法所測得的水冷式設(shè)備的總聲功率級較聲強(qiáng)法測試結(jié)果低了3dB，可能由于簡測條件不能完全滿足（如A/S≥1），而造成了一定的誤差。
b)根據(jù)測量結(jié)果，設(shè)備各部位聲功率的排序為電機(jī)>水泵>連軸器。并且還可得出各部分聲功率占設(shè)備總聲功率的百分比率，即水冷式電機(jī)為65.8%、水泵28.8%，連軸器8.8%；風(fēng)冷式電機(jī)整機(jī)占93.3%，其中進(jìn)排風(fēng)口占52.5%，電機(jī)殼的聲輻射占40.8%，水泵體占4.1%，連軸器占2.5%。這些數(shù)據(jù)是選擇降噪方法，研究降噪量的分配及預(yù)測各種降噪能力的直接依據(jù)。
c)設(shè)備聲功率與聲壓測試結(jié)果有明為的差異，例如風(fēng)冷式注水設(shè)備聲源各部位聲壓級的排序為水泵=連軸器>電機(jī)殼，而聲功率與聲輻射面積有關(guān)，體積很小的連軸器雖然其聲壓值較高，但聲功率卻要比電機(jī)部分小得多。聲功率真實地反映了某部分聲源對周圍空間得聲能的貢獻(xiàn)，進(jìn)行噪聲控制應(yīng)依據(jù)聲功率的測試結(jié)果合理分配降噪量，才能達(dá)到車間內(nèi)降噪的目標(biāo)。
d)聲功率頻譜分析的結(jié)果顯示電機(jī)噪聲的優(yōu)勢頻率非常突出，為2000Hz，電機(jī)進(jìn)風(fēng)口的低頻噪聲較強(qiáng)，而出風(fēng)口由于電機(jī)本身的電磁噪聲可由此輻射，2000Hz的聲強(qiáng)也非常顯著。連軸器和水泵的優(yōu)勢頻率在500~2000Hz，但比較平直。

單永樂 段驪 宋愛華
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