離心式通風機

離心風機屬於葉輪機械的一種，廣泛應用於能源、環境、航空等各個領域，是工農業生產中主要耗能設備之一。離心式通風機是除塵通風系統中四大件之一， 是一種比較精密的運轉機械，依靠葉輪的轉動在風機內部形成負壓，將外界氣體吸入並經葉輪流道和蝸殼排出風機。 ^[1] 

離心式通風機主要由機殼、 葉輪、 機軸、 集流器、 排氣口、 軸承箱體、聯軸器、 皮帶輪及底座等部件組成。

風機運轉產生的噪聲主要包括空氣動力噪聲、機械噪聲及氣體和固體彈性系統相互作用產生的氣固耦合噪聲。其中，空氣動力噪聲約佔45%，機械噪聲約佔30%，氣固耦合噪聲約佔25%。 三種噪聲產生的機理各不相同。

空氣動力噪聲主要包括旋轉噪聲和旋渦噪聲，通風機的空氣動力性噪聲就是兩者相互疊加的結果。

1、旋轉噪聲產生的機理：

旋轉噪聲又稱離散頻率噪聲或通過頻率噪聲。當風機旋轉時。旋轉葉輪上的葉片通道出口處，沿周向的氣流壓力與氣流速 度都有很大的變化。當蝸舌與葉片出口邊緣間的間隙較小時，旋轉的葉片通道掠過蝸舌處就會出現週期性的壓力和速度脈動。脈動所產生的噪聲被稱為旋轉噪聲。

2、旋渦噪聲產生的機理：

旋渦噪聲又稱為紊流噪聲或渦流噪聲，它是葉輪在旋轉過程中，葉輪葉片與氣體相互作用、耦合所輻射的寬頻帶噪聲，包括來流紊流噪聲、紊流附面層噪聲、尾緣渦流脱落噪聲和葉尖渦流噪聲。其產生的主要原因是由於靠近葉片出口處的邊界層脱體、氣流在蝸殼中擴壓流動時的脱體、葉片進口處流動分離和偏離最佳工況時流動的惡化等造成的。

機械噪聲主要來自風機在製造或安裝過程中的工藝等方面的缺陷，如：迴轉體的不平衡和排氣管、調壓閥等振動。軸承磨損、 葉片剛性不足造成的葉片振動，齒輪或皮帶傳動所產生的噪聲等也屬於機械噪聲。

氣固耦合噪聲是一種比上面兩種噪聲更為複雜的噪聲。葉輪旋轉時，葉片的出口處沿着周向氣流的速度和壓力分佈不均，作用在渦殼上形成壓力隨時間的脈動而產生噪聲。旋轉的葉片經過時，蝸舌便產生干擾，使氣流作用在葉片上的力也隨時間脈動而 產生噪聲。

氣固耦合噪聲產生的原因很多，但噪聲發作的機理始終與氣體的繞流、流動分離和渦流引起的壓力脈動密切相關。 ^[2] 

1、增加葉柵的氣動力載荷：

在得到同樣的風龜和風壓的情況下，增大離心通風機葉柵的氣動力載荷，可降低風機葉片的圓周速度，從而達到降低噪聲的目的。

2、增加蝸舌前端半徑：

適當選取蝸舌前端半徑可以有效地降低離心風機的旋轉噪 聲。當蝸舌半徑比由r/R=0.01增加到0.2時，最大噪聲下降值為6dB。與蝸舌間隙相比，蝸舌前端半徑對於葉片通過頻率的影響要小得多。

3、增加葉輪外緣與蝸舌的間隙：

降噪原理如下：（1）由於葉片尾跡的存在，在非常接近於葉輪出口處的周向速度分佈，會有最大最小值的形成。在這一區域放置蝸舌將產生強的壓力脈動，因而形成了葉片通過頻率和其諧波的有效聲輻射。當加大葉緣與蝸舌間的距離時，軸向速度分佈變得較為平滑， 在蝸舌處的壓力脈動的幅值也會減少。（2）蝸舌接近葉輪將週期性地阻塞兩葉片間的流動。不穩定的流動建立起不穩定的葉片力，這種力是葉輪產生離散噪音的一個原因。

4、雙進口或雙列葉片葉輪的葉片錯開佈置：

雙進口風機常常由兩半組成，兩者分開製造，一起安裝。如果風機—側半邊葉片的位置在另一側半邊兩葉片之間，沿着蝸舌所產生的壓力是異相位的，因此可以降低葉片產生的噪聲。錯開佈置的雙列葉片葉輪的葉片減噪是基於蝸舌處壓力局部抵消的原理，與傾斜蝸舌降噪原理相同。錯開佈置葉片適用於小型風機，對於大型焊接式風機，這種設計方案由於焊接時葉輪後盤上易產生熱應力和熱變形而不推薦採用。

5、傾斜蝸舌：

通風機蝸舌的邊緣，一般都平行於軸。這樣，從葉輪流出的周向不均勻氣流，就會同時作用在蝸舌上，使蝸舌受到很大的脈衝力。如果使葉片出氣邊或蝸舌邊緣線與軸線傾斜，就會使作用在蝸舌上的脈衝氣流相位錯開減小蝸舌上的脈衝力，使風機的旋轉噪聲大為下降。蝸舌的傾斜角度最好是兩個葉片出來的氣流同時作用在蝸舌上，這樣，減噪效果比較好。蝸舌傾斜的方向應是向後蓋板側升高。

6、在風機出氣口管道上安裝消聲器：

在風機噪聲中，進、出氣口輻射的空氣動力性噪聲強度最大， 所以，在風機進、出口安裝消聲器是抑制通風機噪聲的最有效的措施。目前應用的消聲器種類較多，且各類消聲器在消聲降噪上的特性和對通風機氣功特性的影響程度各不相同。

7、在蝸殼內設置擋流圈：

為了減小渦流區，增加風機進口集流器與葉輪人口邊間的密封效果，可在蝸殼中設置擋流圈。這是因為，中、低壓離心風機的蝸殼寬度與葉輪出口寬度一般較大，氣流自葉輪進入蝸殼的擴壓度變大。在葉輪前盤外側與蝸殼間產生大尺度旋渦，使渦流噪聲變大，效率變低。但蝸殼寬度又不宜過小，否則將增大蝸殼的張開度，使蝸殼出口端面長度比過大，給後面的管路連接帶來困難。 ^[2] 

通風機減震的方法是把通風機安裝在減振台座上， 在台座與樓板或基礎之間安裝減振器或減振襯， 從而起到減振的作用。

（1） 常見的減振台座的形式：

①鋼筋混凝土台座。 它是用型鋼作框架， 並在框架內佈置鋼筋， 再澆混凝土製成。 這種台座的重量大， 台座振動小， 運行比較平穩， 但製作不太方便。

②型鋼台座。 多數是用槽鋼焊接或螺栓連接製成。 型鋼台座的重量較輕， 製作安裝方便應用較普遍。 但台座的振動較大。

（2） 常見的減振器及其安裝：

常見的減振器有橡膠減震器和彈簧減震器。前者可製成圓形或方形， 後者減震效果好， 堅固耐用， 但加工太複雜， 費用昂貴。 安裝時除了要求地面平整外， 應按設計要求選擇和佈置減震器。 注意各組減振器承受載荷後的壓縮量或受力應均勻， 不得偏心。 否則， 應根據實際情況進行移動和調整。 ^[3] 

離心式通風機安裝後， 只有在它的設備完全正常的情況下方可啓動運轉。 為了確保風機的正常運轉性能滿足要求， 預防事故發生， 延長設備使用壽命。 此外還需注意以下問題：

（1） 風機的旋轉方向應與風機銘牌上所注旋向保持一致。

（2） 在風機的進風口管道上加裝調節閥。 在開車前， 將其關閉， 待風機運轉起來後， 再將其慢慢打開， 直致達到規定工況， 並檢測電機電流。

（3） 隨時檢查風機的運轉情況， 如發現不正常的現象， 應及時查明原因， 進行停機檢修。

（4） 根據使用的具體情況定期清除風機及管道內部的粉塵、 污垢等雜質， 並防止鏽蝕。

（5） 隨時觀測軸承的温升及潤滑情況， 保持油窗乾淨透亮。

（6） 風機所用的潤滑油應該定期更換， 特別是每次拆修後。

（7） 建立必要的管理制度， 制訂出安全操作規程， 制定設備保養細則。 通風機的日常檢修應有專人負責， 並做好日常維護保養記錄。 ^[3]