南京同韵声学科技有限公司是一家致力于将声学理论和技术工程化、应用化的科技型企业。目前主要开展的业务包括系统的噪声与振动控制、建筑声学设计、噪声测试分析以及咨询和培训等业务。
风力发电作为二十世纪的绿色新能源,近年来得到大力推广,然而随着目前风电建设土地面积的资源减少,风电机组开始在靠近居民的地方树立,由此引发了风电噪声扰民,风电场附近居民产生大的噪声投诉等问题。由于风电产业在国内的发展较晚,对风电噪声控制的研究起步也较晚。目前国内外,针对风力发电机组以及风场的建设有明确的噪声限值标准。部分国家的标准甚至不于噪声声级有要求,对可听性音调性都有相关的规定。这说明未来低噪声风机的开发有着必然的趋势。
风机降噪技术是一项复杂的系统工程,包括来源复杂的气动噪声、机械噪声以及电磁噪声。全面的噪声治理技术复杂性和难度非常大,不仅需要从主动控制上考虑优化设计相应的机械部件,降低噪声源的声能;同时还需要研究噪声传递途径上的处理方式,使得风电噪声得到显著衰减;另外还可以考虑在受到噪声困扰的居民住宅等敏感建筑物附近进行隔声吸音处理,降低风电噪声对外界的干扰。
噪声控制
噪声污染已成为当今世界性问题。产品的低噪声性能已成为衡量产品质量的重要指标;产品的噪声性能往往比其他性能较快较直接的体现出来,因此很多产品的噪声指标已成为该产品的重要影响因素。
针对设备系统噪声控制主要是对各种设备和产品的噪声**标问题,开展噪声源测试、降噪方案设计、声学材料选型、降噪效果预估和方案优化、降噪方案实施和评价等系统工作,一站式解决其噪声问题。
空气净化器噪声控制
1. 空气净化器噪声源与传递特性
现而今,空气净化器噪声已经成为影响空气净化器使用的主要因素。空气净化器噪声源主要还是其内部的风机所产生。其传递途径则包含三部分:进气端、端以及面板。因此对空气净化器噪声控制主要是围绕如何通过降低其内部风机通过上述三个途径的传递贡献。
2. 风机噪声基本特性
风机的噪声包括旋转噪声和涡流噪声,其中旋转噪声是由于工作轮旋转,轮上的叶片打击周围的气体介质、引起周围气体的压力脉动造成的。由压力脉动造成气流很大的不均匀性,从而向周围噪声。旋转噪声频率fi为:
fi=nzi/60 (1)
式中:n为轮机转数r/min,z为叶片数,i为谐波序号
从旋转噪声强度看,基频噪声,随着谐波次数变高,噪声强度渐渐变小。对于离心风机,叶片出口处沿着工作轮周围,由于存在尾迹,气流的速度和压力都不均匀,这种不均匀的气流作用在蜗壳上,于是在蜗壳上形成了压力随时间的脉动,气流的不均匀性越强,噪声也越大。
而涡流噪声则主要是气流流经叶片界面产生分裂时,形成附面层及漩涡分裂脱离,而引起叶片上压力的脉动,出一种非稳定的流动噪声。
fc=Kvi/t (2)
式中:K为斯特劳哈尔数,在0.14到0.2之间;v为气体与叶片相对速度;t 为物体正表面宽度在垂直于速度平面上的投影。
由于涡流噪声频率主要取决于叶片与气流的相对速度,而相对速度与工作轮的圆周速度有关,则圆周速度是随着工作轮各点到转轴轴心距离而连续变化的。由此风机涡流噪声是一种宽频带连续谱噪声。
因此整体而言,风扇噪声特性是一种宽频连续谱噪声并在某些频率点显示出峰值。下图为一个典型的风机噪声频谱曲线。
风机噪声频谱
3. 空气净化器噪声控制设计方法
制氧机内部空间较为紧凑,同时风机的频谱范围较宽,因此需要根据风机运行时的噪声频谱特性,开展复合吸声材料设计,以满足在较薄的情况下得到较宽的吸声频带。再结合空气净化器的结构,开展消声通道的设计分析。
同时,如果对制氧机降噪量较大时,还需要净化器壳体的复合隔声设计。
后,对于制氧机内部振动较为**的部件,开展阻尼减振处理。
海洋船舶噪声概况
船舶噪声属于较为严重的噪声污染问题,船上噪声不仅会影响船员的工作和生活,同时长期处在噪声环境下,也会严重影响船员的身体健康。另一方面,过大的噪声还会导致船用设备声疲劳损坏从而缩短船舶使用寿命。随着船舶大型化的发展,动力设备导致的噪声问题日益严重,再加上人们对船舶舒适性要求的不断提高,实现船舶低噪声指标逐渐成为船舶高质量高性能的标志。
为此,**海事组织(IMO)与设备会(DE)对船舶噪声提出了新的要求。经过国内外学者的不断努力和研究,《船上噪声等级规则》终于在2012年5月份被**海上安全会*90次会议批准。该规则是一个**性的通用规则,规定了具体的船型、船上不同部位的限噪声值,船体主要部位的隔声指标,以及的船上噪声测量方法。**海事组织随后批准了该准则,对新建船舶应当符合该规则的要求,减少船上噪声对船上人员的影响。
《船上噪声等级规则》规定了可接受的噪声声压级,并详细规定了船舶噪声测量的方法、测量人员的。总体来说相比以前的噪声标准要求要严格很多。新的船舶噪声等级规则,对万吨以上的船要求相对较高,在船上的居住、餐饮、部位的噪声限制值要比原标准下降5dB(A)。除此之外还增加了舱门走道处的隔声要求,对舱室和舱室之间的隔声要求提高计权指数5dB(A)。目前,CCS已于2013年4月26日发表关于实施船上噪声等级规则的通知,并于同年9月发布《船舶噪声检测指南》。新的噪声等级规则和噪声检测指南对噪声提出高标准严要求。表1.1给出了IMO、国外几个主要船级社以及CCS对船舶各个区域噪声限值的要求。
船舶声学设计
为对某海洋船舶,其1楼为甲板层,1~4楼为各类舱室,船舶主机置于负二楼,我们对其各个舱室进行了噪声测试。测试所用传声器为GRAS 1/2 英寸标准传声器,采集系统为LMS 12+ 通道振动噪声分析系统;测量方法和船舶行驶工况按照IMO的要求进行。
船舶声学设计
从实际测试结果来看,该船舶一楼噪声,特别是医务室噪声**标比较严重。这主要是由于一楼紧邻下面的船舶主机;而医务室由于进出位置需要方便,它与主机之间的距离反而近所致。该船舶舱室中,比较好满足IMO要求的是三楼和四楼的船长和大副等少数舱室。整体而言,噪声**标舱室是比较多的。
因此一旦IMO要求严格执行,就会对我国船舶企业造成重大影响。船企要想满足新标准或船东以及船舶出口的要求,就必须在船舶设计的早期阶段就考虑到声学要求,并将噪声控制理念贯穿于整个船舶的设计、建造和管理工作中,变被动降噪为主动控噪,这样不仅节省了开支,也可以获得较大降低噪声的效果。研究表明在船舶设计的早阶段就要考虑声学方面的要求,相关工作的费用仅占制船建造总费用的2.5%;而在已建造的这种级别的船上,要将空气噪声级降至规范标准以下所需的费用约为该船建造总费用的9%。
公司已建成LMS 12+ 振动噪声分析系统;B&K PULSE 振动噪声分析系统、B&K 声强探头、B&K 传声器校准系统以及Matlab计算分析软件。具备各类家用电器、机电设备、风电设备、航空航天、工程机械以及商业建筑等多个领域的系统噪声控制能力和经验。公司获得2013年度南京型科技创业计划,于2015年通过届江苏省社会信用管理贯标验收。
南京同韵声学科技有限公司成立于2013年,主要是为各类工业设备和家用电器的噪声问题开展系统和完整的噪声控务,即针对各类产品的噪声,开展噪声测试分析,降噪方案设计,声学材料设计以及降噪方案实施和评价,系统完整的解决该产品的噪声问题。 公司目前已成立了一支由声学博士为**的技术研发队伍,已发表多篇学术论文和**申报。公司于2013年度获得南京*型科技创业计划,于2015年通过首届江苏省社会信用管理贯标验收。公司现与同济大学和*科技大学等相关院系建立了良好的合作关系。公司技术特点在于: 1)具备深厚的振动噪声理论和测试经验,可开展系统的噪声与振动控制理论和测试技术等培训。 2)具备大量的工业设备和家用电器等项目噪声控制经验。 3)具备吸声材料、隔声材料和阻尼材料的设计能力以及丰富的声学材料数据库。 4)已建成LMS 12+ 振动噪声掌上采集和分析系统、B&K PULSE 振动噪声采集和输出系统、B&K 声强探头、B&K 传声器校准系统和B&K PULSE振动噪声分析软件。