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壓縮機噪聲源分析
福州樂信環(huán)保科技有限公司
壓縮機噪聲的特性
壓縮機工作過程中,它的噪聲來源比較復雜,歸納起來,主要來自三大類[2]:機械噪聲、氣動噪聲噪聲和電磁噪聲。
(1)機械噪聲
往復慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力是引起壓縮機振動和噪聲的主要原因。一階慣性力
可以通過設計平衡塊平衡,但是二階慣性力是不能通過設計平衡塊平衡。因此,
這種周期性的不平衡力可以激發(fā)較高頻率的振動,當受振零部件的固有頻率等于
周期性不平衡力頻率的整數(shù)倍時,則會使零部件產(chǎn)生強烈的共振,從而產(chǎn)生強噪
聲。此外,活塞撞擊氣缸和閥板、閥片撞擊閥片限位器都會產(chǎn)生撞擊噪聲[3]。壓
縮機的機械性噪聲,一般包括構件的撞擊、摩擦、活塞的振動、氣閥的沖擊噪聲
等,這些噪聲帶有隨機性,呈寬頻帶特性。
(2)氣動噪聲
氣動噪聲是氣體的流動或物體在氣體中運動引起空氣的振動產(chǎn)生的。在冰箱壓縮機中,由于間歇地吸氣、排氣,產(chǎn)生壓力波動,激起閥片和管路振動,從而產(chǎn)生噪聲。壓縮機的進氣噪聲是由于氣流在進氣管內(nèi)的壓力脈動而產(chǎn)生的。進氣噪聲的基頻與進氣管里的氣體脈動頻率相同,與壓縮機的轉(zhuǎn)速有關。壓縮機的排氣噪聲是由于氣流在排氣管內(nèi)產(chǎn)生壓力脈動所致。排氣噪聲比進氣噪聲弱,所以,壓縮機的氣動噪聲一般以進氣噪聲為主。此外,壓縮機機體的振動激起殼體中的制冷劑氣體共振,也會產(chǎn)生噪聲。
(3)電磁噪聲
電機的電磁力作用在定、轉(zhuǎn)子的氣隙中會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力波和脈動力波,使定子產(chǎn)生振動而輻射噪聲,這類噪聲為電磁噪聲[5]。它與電機氣隙內(nèi)的諧波磁場及由此產(chǎn)生的電磁力波的幅值、頻率,極數(shù)以及定子本身的振動特性(如固有頻率、阻尼、機械阻抗)均有密切的關系,還與電機的聲學特性有關。壓縮機噪聲源中氣動噪聲,其次為機械性噪聲和電磁噪聲。
1.2.2壓縮機噪聲的傳遞路徑
噪聲在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)媒質(zhì)中均能傳播,并根據(jù)其傳播媒質(zhì)相應地被分別稱為固體聲、液體聲和空氣聲。在冰箱壓縮機中,噪聲主要是以固體聲和氣體聲進行傳播。
(1)固體聲傳播路徑
聲波的傳遞大小與媒質(zhì)的特性阻抗(密度與聲速的乘積)有關。在壓縮機噪聲傳遞過程中,固體通道是最重要的傳輸通道。利用計算機仿真技術來研究通過彈簧傳遞的振動,發(fā)現(xiàn)若將活塞和連桿的質(zhì)量減少30%,可減少40%的傳遞力。
(2)氣體聲傳播路徑
全封閉壓縮機腔內(nèi)充滿了制冷氣體,當機體振動時,制冷劑被激勵,一方面將振動傳輸出去,另一方面有可能產(chǎn)生共振,將振動放大,從而使外殼產(chǎn)生更大噪聲。如果其吸排氣頻率及其諧波與腔內(nèi)某階固有頻率相重合的話,極易發(fā)生氣體共振。