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对油田注水泵房(用声强法)设备声源声功率的丈量分析

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引言(1)

解决设备器噪题目,首先应对设噪声源进行评估,了解设备整机噪声水平以确定噪声耗散量,同时了解其中每个噪声源重要性的排队次序,并识别其主要频率成分,才能有几种不同的降噪方法中确定正确的选择。对设备进行声功率丈量及频率分析是对声源评估的最有效的参数,也是一项噪声制工程的基础工作。
传统的声功率丈量技术都是以声源四周均匀声压均方值丈量为基础的。声场(自由场或扩散场)越理想,这些方法的精度就越高。然而对于工程现场,这些理想条件并不能得到满足,只好在所谓的半混响场进行工程简测。因此,丈量结果有一定的局限性,误差比较可能大,缺乏频率分析,最大的缺陷是仍无法对设备各个部分声源的声功率做独立的分析、识别。与传统的声功率丈量方法相比,声强法确定声功率较声压测定有如下优点:①不需要专门的消声室或混响室,可在生产现场进行;②丈量结果与丈量表面积有关,而声源的间隔是任意的;③它不受背景噪声的影响,可在正常生产状态下进行;④它可决定一台设备中每个声源的相对贡献,即有效地分离噪声源,为噪声控制方案提供决定性数据。
在对某油田注水泵房进行的噪声治理工程中,我们使用了声强法声功率分析技术对设备进行了有效的识别和评估,为工程提供了较好的理论依据。

丈量依器及其使用(2)

B&k4433型声强分析仪、3519型双传声器声强探头,两个传声器采用面对面排列,分离器间距选用6mm,其频率为250Hz~10kHz,可以满足卫生学评价,丈量误差<1dB。B&k7005型磁带记录仪,进行现场记录,回放分析。

测理方法(3)

将待测设备分为14~18个矩形丈量面,在每个丈量面进行往温习速扫描,往复扫描线间隔10cm,探头与被测设备保持34mm,每具测理面重复扫描2遍。
将扫描所得均匀声强级乘以相应的丈量面积得该表面的声功率值,然后按下式将各表面声功率级相加得到所需的设备各部分的声功率级。
式中Lw——声功率级;
Wi——表面声功率级。

被丈量设备和测试结果(4)

3.1被测设备
a)水冷式注水设备:K2240-2/990三相异步电动机(功率2240Kw,转数2980r/min)、DF300-150A×20离心式注水泵(扬程1500m)。
b)风冷式注水设备:YK1600-2三相异步电动机(功率1600kW,转数2980r/min)、DG250-160离心式注水泵(扬程1600m)。
3.2测试结果
测试结果见表1、表2。
表1 水冷式注水设备声强法声功率丈量结果
 

 

声功率级(Lw
dB
(lin)
dB
(A)
dB (1/1倍频程)
250Hz
500Hz
1kHz
2kHz
4kHz
8kHz
电机前面
96.4
94.7
84.2
79.8
78.0
89.9
74.9
62.2
电机右侧面
101.9
100.2
89.3
86.5
85.0
94.3
85.4
77.6
电机左侧面
96.8
95.3
86.1
83.1
80.2
92.2
83.7
76.4
电机顶面
98.4
87.0
83.2
84.3
78.8
85.6
71.6
57.7
电机后面
105.8
97.2
83.5
89.1
85.1
93.3
84.2
73.5
电机整机
108.8
103.5
93.0
92.6
89.5
99.0
89.3
81.0
连轴器
102.0
95.5
84.8
86.9
87.2
88.9
73.7
68.2
水泵体
106.4
100.2
97.9
93.6
96.7
97.0
92.0
86.4
设备总声功率
111.0
105.6
99.1
96.6
97.5
101.0
93.9
87.5
表2 风冷式注水设备声强法声功率丈量结果

 

声功率级(Lw
dB
(lin)
dB
(A)
dB (1/1倍频程)
250Hz
500Hz
1kHz
2kHz
4kHz
8kHz
电机进风口
105.7
101.8
95.5
99.8
91.8
96.0
87.3
71.5
电机出风口
110.7
107.2
86.4
89.5
91.3
105.5
86.9
70.0
电机前面
93.7
92.9
87.6
81.8
77.0
88.6
76.1
72.1
电机右侧面
105.7
104.6
87.9
83.6
84.8
102.3
86.5
73.5
电机左侧面
105.4
103.7
86.2
84.7
84.9
100.8
85.5
74.4
电机后面
98.5
94.6
85.3
86.9
82.8
92.3
75.2
62.9
电机整机
113.7
110.8
97.8
100.3
95.6
108.5
91.7
79.7
连轴器
98.4
95.5
84.4
84.4
88.4
91.2
65.3
69.0
水泵体
100.8
97.2
86.8
83.6
89.2
92.2
82.5
77.8
设备总声功率
114.1
111.1
98.3
100.5
97.1
108.7
92.2
82.1
结论(5)

a)两种设备总声功率级分别达105.6和111.1dB(A),对这种强度的声源必须进行一级控制。用现场简测法所测得的水冷式设备的总声功率级较声强法测试结果低了3dB,可能由于简测条件不能完全满足(如A/S≥1),而造成了一定的误差。
b)根据丈量结果,设备各部位声功率的排序为电机>水泵>连轴器。并且还可得出各部分声功率占设备总声功率的百分比率,即水冷式电机为65.8%、水泵28.8%,连轴器8.8%;风冷式电机整机占93.3%,其中进排风口占52.5%,电机壳的声辐射占40.8%,水泵体占4.1%,连轴器占2.5%。这些数据是选择降噪方法,研究降噪量的分配及猜测各种降噪能力的直接依据。
c)设备声功率与声压测试结果有明为的差异,例如风冷式注水设备声源各部位声压级的排序为水泵=连轴器>电机壳,而声功率与声辐射面积有关,体积很小的连轴器固然其声压值较高,但声功率却要比电机部分小得多。声功率真实地反映了某部分声源对四周空间得声能的贡献,进行噪声控制应依据声功率的测试结果公道分配降噪量,才能达到车间内降噪的目标。
d)声功率频谱分析的结果显示电机噪声的上风频率非常突出,为2000Hz,电机进风口的低频噪声较强,而出风口由于电机本身的电磁噪声可由此辐射,2000Hz的声强也非常明显。连轴器和水泵的上风频率在500~2000Hz,但比较平直。

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