广义上讲,任何人们不欢迎的声音一般都称为噪音。冷却塔的噪声主要包括风机(包括振动)和喷水引起的两部分。引风冷却塔的风机位于塔体上部的风道内,一般是主要的噪声源。风机旋转时,叶片间的空气引起压力波动和机械振动产生噪声,通过排气口和塔体传到周围环境。同时,冷却水在下落过程中以及与水对塔底盘的冲击产生水花噪声。噪音的大小与落水的高度和流速有关。这两种噪音会“污染”周围环境,影响人们的学习、工作和休息。因此,在冷却塔的设计中,应从风机和喷水两方面控制噪声,使冷却塔产生的噪声降低到尽可能低的范围。
在声学中,声强、声压、声功率均以分贝(dB)表示。它是声学中常用的单位,是两个量之比的常用对数。冷却塔的测量是声压级。由于声压变化范围很大,数量变化很大,用绝对单位表示极为不便。因此,人们采用空气中的参考声压Pref=2×10-5N/m2(简称“Pa”)作为测量声压的依据。零级标准(2×10-5Pa,这个值是正常人耳对于1000Hz的声音能够感知到的声压值,如果低于这个值,则无法感知到,所以这个值被视为零分贝)声压级)。声压级用符号L表示,定义为取待测声压有效值与参考声压之比的常用对数,然后乘以20,即: p>
人耳能承受的正常值声压级约为140dB,最高声压级可高达180dB。 10~20dB为极轻响度; 20~40dB为轻响度; 80~100dB为极大响度; 100~120dB是震耳欲聋的响度。对于安静的住宅区,要求白天<55dB,夜间<50dB。冷却塔现行噪声以距地面1.5m、1倍塔径(圆形逆流塔)测得的噪声值为准。标准塔为68-75dB;低噪音塔60-71dB;超低噪音55-68dB。可以看出,它们基本上都落在“响度”范围内。
(1)测试设备:
1)丹麦B&K公司精密声级计,或仿丹麦B&K公司国产ND2精密声级计。
2)丹麦B&K公司生产的倍频程滤波器,或仿制丹麦B&K公司的国产倍频程滤波器(与ND2型声级计配套)。
3)丹麦B&K公司生产的电容式麦克风,或仿制丹麦B&K公司的国产电容式麦克风(与ND2型声级计配套)。
4)N X6型活塞发声器校正。
5)测试仪器系统框图如图10-11所示。
麦克风加上前置放大器组成麦克风单元,麦克风单元加上测量放大器组成声级计。电容式麦克风(即电容式麦克风)是一种具有高灵敏度和高精度的声电换能器,用于检测声音信号。滤波器是噪声频谱分析的核心。滤波器配有前置放大器和后置放大器、检测器和仪表电路,构成分析仪器。
(2)测点布置:以机械通风逆流式玻璃钢冷却塔为例,测点布置如图10-12所示。可选择六个测量点。第一点布置在冷却塔风机风道出口45°方向,距离D f(即风机直径)。第二至第六点布置在距地面1.5m的高度,距离为D(塔径)、5m、10m、15m、20m。测试横流式冷却塔时,距第二点的距离D的计算公式为: ,a为1/2(塔顶长度+塔底长度),b是塔的宽度。由于方塔的四个边相等,因此可以采用D=1.13a,其中a为边长。
根据上述测点布置,噪声测试分喷水和不喷水两种情况进行。喷水时测得的总噪声即为冷却塔的总噪声;不喷水时测得的噪声即为风机(包括电机)的噪声。两种情况下的测试结果均应汇总在记录表中。
在冷却塔噪音测试过程中,我们经常会遇到较大的环境噪音(称为背景噪音或背景噪音),而背景噪音它也是由n个噪声源组成。此时,测量到的冷却塔噪声是由背景噪声和冷却塔噪声组成的混合噪声。冷却塔的实际噪声低于实测噪声值,因此需要进行修正。噪声值的校正需要用到噪声相关的计算公式和曲线,所以这里简单介绍一下。
(1)分贝的“加性”修正
如果一台机器在某一点产生的声压级是80dB(分贝),另一台机器是85dB,那么什么是此时的总声压级(以分贝为单位)?这不是简单的算术加法,而是要用到声能叠加的概念和原理。此时两个声源产生的总声压P T 应为:
由式(10-25)绘制的曲线如图10-13所示。这里假设L p1 ≥ L p2 。这样,就可以方便快捷地使用图10-13,而无需经过对数和指数运算。将两个声压级相加后求出总声压级。若已知一个声压级比另一个声压级高2.5dB,即ΔL p =L p1 -L p2 =2.5dB,则从图10-13中横坐标2.5dB处向上画一条垂直线并相交曲线中的一点处,该点的纵坐标值为2.0dB,则ΔL′=2.0dB,即总声压级比第一声压级高2.0dB。
从图10-13的曲线可以看出:两个声压级相差越大,即ΔL p越大,叠加后的总声压级相对于声压级越大。越小,即ΔL'越小。例如,ΔL p =9dB(比上述ΔL p =2.5dB大7.5dB),查看图10-13中的曲线,发现ΔL′=0.5dB(比上述ΔL′=2.0dB小1.5dB)。因此,当两个声压级相差达到10dB以上时,增加量可以忽略不计。对于两个以上声压级的叠加(即n>2),除了用式(10-21)计算外,还可以采用两个声压级叠加的方法,即两个声压级第一个声压级叠加:将叠加结果与第三个声压级叠加,以此类推,直到最后一个声压级。为了简单起见,我们通常从较大的声压级开始。这样,在叠加过程中,当叠加后的声压级比后续未叠加的声压级大10dB以上时,如果未叠加的声压级数量不多,则后续声压级这些声压级可以忽略不计。 (2)分贝的“减法”校正
冷却塔噪声测试过程中,经常会受到背景噪声的干扰。如果测得的冷却塔包括背景噪声的总声压级为L pT,则当冷却塔停止运行时,测得的背景噪声声压级为L pB。那么如何从这个测试结果得出冷却塔呢?真正的声压级就是找出L pT 中减去L pB 引起的增加多少,即分贝“减法”修正问题。
由式(10-22)可得被测冷却塔的声压级为:
若总声压级L PT 与背景噪声声压级ΔL pB =L pT -L pB,则总声压级L pT 与冷却塔声压级L pS 之差ΔL pS 由式(10-26)求得:
例如LPT=91dB,LPB=83dB,则根据公式(10-26)计算出LPS=90.3dB。按照式(10-27)计算,ΔL PB =L PT -L PB =8dB,ΔL PS =0.7dB,则L PS =L PT -ΔL PS =90.3dB。
例如:实测冷却塔综合总声压级为74dB,冷却塔停止运行时背景噪声声压级为68dB。求该冷却塔的实际声压级。
现根据公式(10-27)计算L pT =74dB,L pB =68dB:
所以:L pS =L pT -ΔL pS =74 -1.26 = 72.74 dB 检查图 10-14。由L pB =74 -68 =6dB,从图中横坐标6向上画垂直线与曲线的交点,可得ΔL pS =1.25dB。则可得:L pS =L pT -ΔL pS = 72.75dB
如果测试多频复合噪声的声压级,在测量背景噪声和冷却塔噪声时,应测试分别对各个频率进行测量,并一一测量各个频段的声压级。予以纠正。
在冷却塔噪声测试中,基本采用分贝“减法”修正方法。测量总声压级L pT 值和背景声压级L pB 值后,一般可查图10-14 曲线得到冷却塔的实际声压级值L pS 。
这里讨论的是能量叠加的概念和原理,因此分贝“加”和“减”的计算公式和曲线同样适用于声强级和声功率级,而不仅限于到声压级。
噪声测试报告包括以下内容:
(1)调试单位:写明调试单位的全称。
(2)测试对象:注明冷却塔型号、水量、配备的风机、电机(包括电机功率)。
(3)测试内容:噪音测试。
(4)工作条件:喷水或不喷水。
(5)所用仪器:测试仪器及模型。
(6)环境条件:测试当地及当前环境噪声、温湿度、风向风速等。
(7)测试地点:
< p> (8)测试人员:(9)测试时间:
(10)测试点布局:附测量点布局图
(11 )测试仪器系统图:
(12)测试记录表:即《噪声特性测量结果》。并在“倍频程评价曲线”上选取有代表性的测量点,绘制“倍频程中心频率”和“倍频程声压级”曲线。
(13)分析与建议:测量结果为与国内外同类型冷却塔进行了比较,分析了试验过程中出现或存在的问题。
早期在国内冷却塔测试中,振动并未受到重视,也没有纳入测试项目。现列为冷却塔检测项目之一。由于它关系到冷却塔的动平衡和声音的固体传递,因此引起了同行的关注。但目前冷却塔的振动与平衡测试尚无统一的规范和检验标准,因此没有判断好坏的标准,仅用于与同类冷却塔进行比较。 /p>
1.检测仪器
丹麦B&K公司生产的精密声级计,或国产B&K公司生产的N D 2精密声级计,配有一套振动测量仪器。使用这套附件可以进行振动测量。 ZDS-4闪光动平衡仪、天平秤和橡皮泥也可用于测量。
2.测点布置:
由于冷却塔的振动与平衡测试没有统一的规范和标准,因此对于测点的布置也没有统一的要求。一般来说,逆流式冷却塔的代表性测点布置如图10-16所示。正常情况下,测量的幅度值从上到下逐渐减小。振幅值以μ(微米)表示。测点④是振幅的主要部位(包括水平方向和垂直方向),表明整机运行平稳,振动状况良好。
3.测试报告
分配单位: 测试对象: 测试内容: 工艺条件: 使用仪器: 测试地点: 测试人员: 测试日期: 测点布置图: 附测点布置图。测试数据:附上按测点布置测得的数据记录表(表10-3)。如有必要,进行频率分析。
分析与建议:
将测量结果与同类塔的振动、平衡进行比较,对试验过程中出现的问题做出适当的评价,并提出建议。
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