Làm thế nào để giảm tiếng ồn của quạt ly tâm？

Hiểu tiếng ồn của quạt ly tâm đến từ đâu

Trước khi áp dụng các bản sửa lỗi, việc biết bạn thực sự đang giải quyết vấn đề gì sẽ giúp ích. Tiếng ồn của quạt ly tâm có hai nguồn gốc riêng biệt: tiếng ồn khí động học và tiếng ồn cơ học. Nguồn khí động học chủ yếu là Tần số đi qua lưỡi dao (BPF) - xung áp suất tuần hoàn được tạo ra mỗi lần cánh quạt quét qua lưỡi xoắn. Tiếng ồn cơ học đến từ vòng bi động cơ, bộ truyền động dây đai và rung động kết cấu truyền vào sàn và hệ thống ống dẫn.

Tối ưu hóa thiết kế cánh quạt và ống xoắn

Khoảng cách giữa đầu cánh quạt và lưỡi xoắn ốc - được gọi là giải phóng mặt bằng cắt — là đòn bẩy thiết kế lớn nhất cho tiếng ồn âm sắc. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tăng độ hở này trực tiếp làm giảm sóng hài cao hơn của tần số đi qua cánh quạt. Các phương pháp bổ sung bao gồm:

• Tăng độ hở cắt - khoảng cách lớn hơn giữa đầu cánh quạt và lưỡi xoắn ốc làm giảm tiếng ồn âm thanh BPF tại nguồn.
• Sử dụng ống xoắn ốc được tối ưu hóa về âm thanh (mềm) - việc thay thế vỏ có thành cứng bằng một ống xoắn ốc được xử lý cách âm đã được chứng minh là làm giảm đáng kể tiếng ồn tổng thể trong mọi điều kiện vận hành trong khi chỉ giảm luồng không khí từ 1–2%.
• Khoảng cách lưỡi dao không đều - các lưỡi phân phối không đồng đều sẽ phân tán năng lượng âm sắc trên nhiều tần số hơn, làm giảm sự nổi bật của bất kỳ âm sắc đơn lẻ nào.
• Hồ sơ lưỡi xoắn Bionic — các cấu trúc mép dẫn sóng lấy cảm hứng từ vây cá voi lưng gù có thể ngăn chặn sự thoát ra của dòng xoáy ở mép trước. Các nghiên cứu báo cáo mức giảm tiếng ồn khoảng 0,6 dB cùng với mức phục hồi áp suất tĩnh tăng 5%.
• Cánh quạt cong về phía sau - thường êm hơn và hiệu quả hơn so với các cánh hướng tâm hoặc cong về phía trước ở các điểm làm việc tương đương.

Lắp đặt bộ giảm thanh đầu vào và đầu ra

Một phần đáng kể tiếng ồn của quạt ly tâm thoát ra qua các lỗ nạp và xả. Lắp bộ giảm thanh ống tiêu tán hoặc hấp thụ ở cả hai điểm là một trong những biện pháp trang bị thêm hiệu quả nhất về mặt chi phí hiện có.

Các quy tắc cài đặt chính cần tuân theo:

• làm không đặt một bộ giảm thanh hình chữ nhật cứng lên phía quạt xả - đặt một miếng đệm giữa chúng và xoay bộ chia 90° để tránh khuếch đại tiếng ồn nhiễu loạn.
• Lớp lót ống hấp thụ phải được ít nhất 3 lần đường kính ống dài để đạt được mức suy giảm có ý nghĩa trên dải tần số liên quan.
• Chọn loại bộ giảm thanh (hình trụ, hình chữ nhật, khuỷu tay) dựa trên không gian có sẵn và phổ tiếng ồn cụ thể được đo tại quạt.
• Bộ giảm thanh hộp đầu vào ở dạng thẳng hoặc dạng khuỷu có sẵn để khớp chặt trực tiếp với đầu vào của quạt, giảm thiểu tổn thất áp suất.

Gắn trên Bộ cách ly rung và sử dụng đầu nối linh hoạt

Rung động cơ học từ cụm quay truyền qua hệ thống ống dẫn cứng và sàn bê tông, tái phát xạ dưới dạng tiếng ồn tần số thấp khắp tòa nhà. Sự cách ly vật lý sẽ phá vỡ đường truyền này.

• Bộ cách ly lò xo hoặc giá đỡ cắt bằng cao su bên dưới đế quạt hấp thụ năng lượng động trước khi nó chạm tới cấu trúc. Giá treo lò xo phải có kích thước chính xác cho trọng lượng tổng hợp của quạt, động cơ và bất kỳ ống dẫn đi kèm nào - giá treo lò xo quá tải là một lỗi lắp đặt phổ biến.
• Khe co giãn bằng vải hoặc cao su linh hoạt giữa mặt bích quạt và ống dẫn cứng ngăn ngừa rung động cấu trúc vang vọng qua toàn bộ mạng lưới thông gió.
• Móc treo chống rung cho hệ thống ống treo nên sử dụng lò xo bọc cao su tổng hợp hoặc mạ kẽm để chống ăn mòn trong môi trường ẩm ướt.

Kiểm soát tốc độ quạt bằng biến tần (VFD)

Tiếng ồn của quạt tăng dần theo tốc độ quay. Việc điều khiển quạt bằng Biến tần thường mang lại hiệu quả Giảm tiếng ồn 5 dBA cho mỗi lần giảm 20% tốc độ quạt . Do nhiều hệ thống có kích thước quá lớn so với nhiệm vụ thực tế nên VFD có thể chạy quạt gần hơn với điểm hiệu suất tối ưu — đồng thời giảm tiếng ồn, mức tiêu thụ năng lượng và độ hao mòn.

Luôn chọn quạt ly tâm có điểm làm việc danh nghĩa nằm ở hoặc gần đỉnh của đường cong hiệu suất. Chạy một chiếc quạt quá khổ ở chế độ tải một phần sẽ tạo ra nhiễu loạn quá mức và tạo thêm tiếng ồn không cần thiết.

Tối ưu hóa hình học ống dẫn để giảm nhiễu loạn

Tiếng ồn khí động học do luồng không khí hỗn loạn gây ra là tác nhân chính gây ra tiếng ồn tổng thể của hệ thống. Hình dạng ống dẫn kém — những khúc cua gấp gần quạt, cất cánh đột ngột hoặc vật cản ở đầu vào — buộc quạt phải hoạt động chống lại dòng chảy không đều, tạo ra tiếng ầm ầm lớn ở tần số thấp.

• Thay thế các đường cong 90° sắc nét bằng bán kính quét uốn cong để không khí đi vào và thoát ra khỏi quạt một cách êm ái.
• Cho phép ống dẫn thẳng vừa đủ chạy trước và sau quạt - lý tưởng nhất là đường kính ống dẫn có tiết diện thẳng là 3–5 ở cả hai bên.
• Tránh đặt các ống uốn cong ngay phía hạ lưu của đường xả; nhiễu loạn được tạo ra ở đó sẽ quay trở lại vỏ quạt.
• Kích thước ống dẫn để giữ vận tốc không khí trong phạm vi khuyến nghị — thường là 5–10 m/s ở các nhánh chính — để giảm thiểu tiếng ồn liên quan đến vận tốc.

Áp dụng phương pháp xử lý âm học cho vỏ quạt

Âm thanh phát ra trực tiếp từ vỏ quạt rung góp phần tạo ra tổng tiếng ồn xung quanh thiết bị. Hai cách tiếp cận bổ sung có hiệu quả:

• Lớp phủ giảm chấn chống ồn áp dụng cho bề mặt bên ngoài của vỏ hấp thụ năng lượng rung động và giảm bức xạ tiếng ồn. Việc tăng độ dày thành vỏ có tác dụng giảm chấn tương tự.
• Thùng cách âm được xây dựng xung quanh cụm quạt hoàn chỉnh để chứa và hấp thụ tiếng ồn băng thông rộng trước khi nó truyền vào không gian xung quanh. Vỏ bọc phải bao gồm các biện pháp thông gió để ngăn ngừa sự tích tụ nhiệt.
• Bịt kín mọi khoảng trống xung quanh các lỗ xuyên qua trục — các khe hở xung quanh các trục quay là lối thoát phổ biến cho tiếng ồn tần số cao gây khó chịu không tương xứng.

Sử dụng bộ cộng hưởng ở mức cắt Volute

Đối với các hệ thống lắp đặt mà tiếng ồn BPF là nguyên nhân chính gây ra, các bộ cộng hưởng được điều chỉnh gắn ở phần cắt của quạt ly tâm mang lại một giải pháp đơn giản và hiệu quả cao. Chiều dài khoang cộng hưởng được tính từ công thức một phần tư sóng L = c / 4f , ở đâu c là tốc độ âm thanh và f là tần số lưỡi dao đi qua. Các vách ngăn cách âm được thử nghiệm trong các ứng dụng làm lạnh thương mại đã đạt được mức giảm âm thanh khi truyền qua lưỡi dao 17–19 dB ở tần số mục tiêu - một cải tiến đáng kể từ một thiết bị thụ động không có bộ phận chuyển động.

Thực hành bảo trì giúp giữ tiếng ồn ở mức thấp

Ngay cả một chiếc quạt được thiết kế tốt, lắp đặt đúng cách cũng trở nên ồn ào nếu không bảo trì. Các bước kiểm tra sau đây phải là một phần của bất kỳ lịch trình dịch vụ định kỳ nào:

• Kiểm tra và cân bằng lại bánh công tác nếu mức độ rung tăng lên - hiện tượng xói mòn lưỡi và cặn tạo ra sự mất cân bằng làm tăng cả độ rung và tiếng ồn.
• Bôi trơn hoặc thay thế vòng bi đúng tiến độ; vòng bi bị mòn là nguyên nhân hàng đầu gây ra tiếng kêu tần số cao và cuối cùng là hỏng hóc cấu trúc.
• Kiểm tra độ căng và căn chỉnh của bộ truyền động đai - đai bị lệch hoặc lỏng sẽ tạo ra tiếng ồn cơ học đáng kể và rút ngắn tuổi thọ của đai.
• Kiểm tra các đầu nối linh hoạt xem có vết nứt hoặc cứng không; một đầu nối linh hoạt cứng nhắc đánh bại toàn bộ hệ thống cách ly.
• Thường xuyên làm sạch các màn chắn đầu vào và bộ lọc — tắc nghẽn buộc quạt phải hoạt động ngoài đường cong thiết kế, làm tăng cả tiếng ồn và mức tiêu thụ năng lượng.

Sơ lược về các phương pháp giảm tiếng ồn