空調(diào)室內(nèi)機(jī)噪聲源的識(shí)別與分析

1、空調(diào)室內(nèi)內(nèi)機(jī)噪聲聲源的識(shí)識(shí)別與分分析摘要：介介紹了某某名牌空空調(diào)室內(nèi)內(nèi)機(jī)的聲聲場(chǎng)測(cè)量量方法，并通過(guò)過(guò)對(duì)其噪噪聲源進(jìn)進(jìn)行的分分析，識(shí)識(shí)別出風(fēng)風(fēng)舌噪聲聲、結(jié)構(gòu)構(gòu)振動(dòng)噪噪聲和寬寬帶噪聲聲，并對(duì)對(duì)其分別別進(jìn)行了了說(shuō)明。關(guān)鍵詞詞：空調(diào)調(diào)機(jī) 室室內(nèi)機(jī) 噪聲源源 識(shí)別別Absstraact: Aiiminng aat aa weell knoown airr coondiitioonerr a meaasurre mmethhod of thee sooundd fiieldd iss giivenn annd aanallyzeed tthe noiise souurcee. TThe vollutee

2、toonguue nnoisse sstruuctuure vibbrattionn nooisee annd bbroaadbaand noiise ideentiifieed aand expplaiinedd.Keey wwordds: Inddoorr unnit of airr coondiitioonerr Nooisee soourcce IIdenntifficaatioon AAnallysiis 11 引言言 噪噪聲正日日益成為為備受關(guān)關(guān)注的環(huán)環(huán)境污染染問(wèn)題之之一，民民用空調(diào)調(diào)室內(nèi)機(jī)機(jī)的噪聲聲直接影影響著人人們的身身心健康康， 是是消費(fèi)者者關(guān)心的的問(wèn)題，降低空空調(diào)機(jī)噪噪聲已

3、成成為廠家家新產(chǎn)品品開(kāi)發(fā)時(shí)時(shí)攻關(guān)的的技術(shù)熱熱點(diǎn)。首首先必須須得對(duì)現(xiàn)現(xiàn)有的空空調(diào)室內(nèi)內(nèi)機(jī)的噪噪聲源進(jìn)進(jìn)行識(shí)別別，即對(duì)對(duì)整機(jī)進(jìn)進(jìn)行聲場(chǎng)場(chǎng)測(cè)量和和噪聲分分析，識(shí)識(shí)別出主主要聲源源的位置置、性質(zhì)質(zhì)和頻率率特征，并分析析其發(fā)聲聲機(jī)制，從而有有針對(duì)性性的進(jìn)行行改進(jìn)噪噪聲設(shè)計(jì)計(jì)，并提提出相應(yīng)應(yīng)的降噪噪措施1。 空調(diào)調(diào)室內(nèi)機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜，在在不大的的空間內(nèi)內(nèi)有電機(jī)機(jī)，風(fēng)機(jī)機(jī) 葉輪輪 ， 制冷系系統(tǒng)（冷冷卻管和和換熱器器） ，機(jī)殼以以及各種種輔助部部件，如如支架、擋板等等，因而而空調(diào)室室內(nèi)機(jī)噪噪聲源多多、又很很相近，且噪聲聲源性質(zhì)質(zhì)復(fù)雜2 ， 可可分為氣氣動(dòng)力噪噪聲，機(jī)機(jī)械振動(dòng)動(dòng)噪聲和和電磁噪噪聲等，其中氣氣動(dòng)

4、力噪噪聲主要要來(lái)源于于風(fēng)機(jī)和和換熱器器，又可可分為由由風(fēng)機(jī)葉葉片和機(jī)機(jī)殼相互互作用的的風(fēng)舌離離散噪聲聲和湍流流及渦流流引起的的寬帶噪噪聲等，這些噪噪聲源又又很相近近，所以以噪聲源源識(shí)別有有相當(dāng)難難度。 2 試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)備和和測(cè)試方方法 以某某名牌空空調(diào)室內(nèi)內(nèi)機(jī)為對(duì)對(duì)象進(jìn)行行了聲學(xué)學(xué)測(cè)量。試驗(yàn)在在半消聲聲室進(jìn)行行，半消消聲室凈凈空尺寸寸 7.666.9 4.9m33（LWHH），截截止頻率率為 770Hzz。該室室內(nèi)機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)工況況，分高高、低兩兩種轉(zhuǎn)速速，為此此，實(shí)測(cè)測(cè)也分別別在兩種種轉(zhuǎn)速下下進(jìn)行，實(shí)際轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速隨電電壓變化化略有波波動(dòng)，高高速為6680rr/miin 左左右，低低速為 5600r/mm

5、in 左右。采用 B&KK 35560 多通道道分析儀儀進(jìn)行聲聲壓級(jí)測(cè)測(cè)量，聲聲壓級(jí)頻頻譜測(cè)量量用帶寬寬很細(xì)的的 1/24 倍頻程程，因而而可測(cè)定定離散噪噪聲。每每個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)信號(hào)的的采集時(shí)時(shí)間為 30ss ，可可得到穩(wěn)穩(wěn)定的平平均聲壓壓級(jí)?？伎紤]到該該機(jī)說(shuō)明明書(shū)上的的標(biāo)準(zhǔn)安安裝方法法為螺栓栓連接，先采用用了螺栓栓固定于于橫截面面為1mm1mm，高 3m 的鋼架架上（以以下簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng)剛性連連接），如圖11a 所所示。聲聲場(chǎng)測(cè)量量時(shí)東、南、西西、北 4 個(gè)個(gè)方向均均有相同同形式的的 4 個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)，布置置時(shí)沿與與該機(jī)軸軸心線夾夾角分別別為300和445距距離分別別為1mm和2mm，見(jiàn)圖圖1b）。 33 實(shí)

6、測(cè)測(cè)結(jié)果與與噪聲源源分析 對(duì)空空調(diào)室內(nèi)內(nèi)機(jī)東南南西北 4 個(gè)個(gè)方向、2 種種轉(zhuǎn)速的的聲場(chǎng)測(cè)測(cè)量表明明，對(duì)高高低 22 種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，44個(gè)方向向的4 個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)聲壓級(jí)級(jí)的頻譜譜曲線除除了少數(shù)數(shù)頻譜外外，極大大多數(shù)頻頻譜曲線線基本重重合，如如圖 22 所示示。這說(shuō)明明該室內(nèi)內(nèi)機(jī)四周周的聲場(chǎng)場(chǎng)對(duì)軸心心線具有有較好的的對(duì)稱(chēng)性性，因此此可以認(rèn)認(rèn)為該室室內(nèi)機(jī)聲聲場(chǎng)是對(duì)對(duì)稱(chēng)的。為簡(jiǎn)單單又不失失一般性性起見(jiàn)，以下分分析均以以室內(nèi)機(jī)機(jī)北向測(cè)測(cè)點(diǎn)的頻頻譜數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行分分析，圖圖 3 即為北北向距中中軸線445和和1m 處的聲聲壓級(jí)頻頻譜，圖圖中說(shuō)明明，R為為剛性連連接，HH、L分分別表示示為高、低轉(zhuǎn)速速，N 為北向向，

7、 445和和 1mm表示為為測(cè)點(diǎn)在在 455線和和 1mm 距離離處。結(jié)結(jié)合圖33 噪聲聲頻譜主主要特征征并進(jìn)一一步對(duì)噪噪聲源識(shí)識(shí)別和分分析，可可得如下下結(jié)論。 3.1 風(fēng)舌噪噪聲 無(wú)論論是低速速或是高高速頻譜譜曲線上上均有 2 個(gè)個(gè)最突出出的峰值值。其中中一個(gè)峰峰值頻率率在轉(zhuǎn)速速為6993 rr/miin時(shí)為為 800.6 Hz，在低轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 5569 r/mmin 時(shí)為665.99Hz。風(fēng)舌噪噪聲又稱(chēng)稱(chēng)葉片通通過(guò)頻率率噪聲，其頻率率用 BBPF表表示，其其計(jì)算公公式如下下： 其中 nn 為風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速速（r/minn）,ZZ 為葉葉片數(shù),k =11,2,3 表示 k 階葉葉片通過(guò)過(guò)頻率，通常

8、1 階階葉片通通過(guò)頻率率噪聲值值最高，隨著階階次增高高很快下下降 。本機(jī)葉葉輪的葉葉片數(shù)為為7，據(jù)據(jù)此算出出高、低低速時(shí)11階葉片片的通過(guò)過(guò)頻率為為80.9和666.44Hz，而上述述峰值頻頻率的測(cè)測(cè)試值則則分別相相差 00.3ddB和 0.55dB,屬于測(cè)測(cè)量誤差差，而且且其峰值值隨轉(zhuǎn)速速的下降降而急劇劇下降，所以可可以肯定定，這就就是風(fēng)舌舌噪聲。3.2 結(jié)構(gòu)振振動(dòng)噪聲聲 在圖圖 3 中，無(wú)無(wú)論是高高速或是是低速均均明顯有有另一個(gè)個(gè)更強(qiáng)的的，峰值值頻率為為 1001Hzz 的噪噪聲，該該離散噪噪聲的聲聲壓級(jí)高高到幾乎乎能接近近整機(jī)的的線性聲聲壓級(jí)。首先，由于其其頻率和和轉(zhuǎn)速無(wú)無(wú)關(guān)，和和其聲壓

9、壓級(jí)值隨隨轉(zhuǎn)速下下降而下下降得很很少，可可以確定定它不是是氣動(dòng)噪噪聲，很很可能是是結(jié)構(gòu)振振動(dòng)噪聲聲，因此此將螺栓栓連接變變?yōu)槿嵝孕缘睦K索索固定連連接方式式（以下下簡(jiǎn)稱(chēng)柔柔性連接接），并并在改變變連接方方式后，在同樣樣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下，對(duì)同一一測(cè)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行聲壓壓對(duì)比試試驗(yàn)。圖圖 4 所示為為剛性和和柔性連連接時(shí) ，轉(zhuǎn)速速為 6693 r/mmin 測(cè)點(diǎn)為為 300 11m 處處的 聲聲壓級(jí)頻頻譜，明明顯看出出，柔性性連接時(shí)時(shí)的 1101HHz 峰峰值頻率率仍然存存在，但但其聲壓壓級(jí)由剛剛性連接接時(shí)的 52ddB 降降到 445dBB ，說(shuō)說(shuō)明它的的強(qiáng)度與與結(jié)構(gòu)剛剛度有關(guān)關(guān)，確實(shí)實(shí)是結(jié)構(gòu)構(gòu)振動(dòng)噪噪聲。值

10、值得指出出的是，同一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速而連連接方式式不同時(shí)時(shí)， 880Hzz 左右右的噪聲聲依然存存在，且且其強(qiáng)度度變化很很小，再再次說(shuō)明明了是風(fēng)風(fēng)舌噪聲聲。為了了確定其其機(jī)械結(jié)結(jié)構(gòu)振動(dòng)動(dòng)噪聲的的來(lái)源，對(duì)室內(nèi)內(nèi)機(jī)測(cè)試試了一階階共振頻頻率，其其值為 70HHz，離離 1001Hzz 很遠(yuǎn)遠(yuǎn)，排除除了共振振的可能能。由于于測(cè)試時(shí)時(shí)的交流流電源頻頻率為 50HHz，而而 1001Hzz 恰好好是它的的倍頻，估計(jì)有有電磁激激勵(lì)的可可能， 為此，通過(guò)變變頻器將將電源頻頻率改變變?yōu)?555Hzz、600Hz，然后再再進(jìn)行同同樣的聲聲壓級(jí)頻頻譜測(cè)量量以便比比較。圖圖 4給給出了550Hzz，555Hz 和 660Hzz

11、 電源源頻率下下，柔性性連接時(shí)時(shí)北面距距中軸線線 455 和和1m 處的聲聲壓級(jí)頻頻譜。顯顯然，隨隨交流電電頻率的的改變，電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也相相應(yīng)變化化，風(fēng)舌舌噪聲頻頻率也隨隨之變化化，但其其峰值仍仍然存在在，如電電源頻率率為 555Hzz 時(shí)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為 7155 r/minn ，其其葉片通通過(guò)頻率率為 883.44Hz，實(shí)測(cè)風(fēng)風(fēng)舌噪聲聲頻率為為 833Hz ，然而而發(fā)現(xiàn)：原來(lái)對(duì)對(duì)應(yīng)于 50HHz 電電源頻率率的 1101HHz 的的峰值噪噪聲移到到1100Hz；而電源源頻率改改為 660Hzz 時(shí)，這一峰峰值出現(xiàn)現(xiàn)在 1120HHz 處處，其峰峰值頻率率均恰好好為電源源頻率的的倍頻，而這噪噪聲

12、峰值值對(duì)應(yīng)于于不同的的電源頻頻率又有有很大變變化。由由此確認(rèn)認(rèn)：該離離散噪聲聲不是電電機(jī)本身身的電磁磁噪聲，而是 由交電電磁場(chǎng)激激勵(lì)的結(jié)結(jié)構(gòu)振動(dòng)動(dòng)噪聲4 。 3.3 中低頻頻寬帶噪噪聲 由圖圖 3 可知，該室內(nèi)內(nèi)機(jī)的噪噪聲除有有 2 個(gè)很強(qiáng)強(qiáng)的離散散噪聲外外，還有有 1000 6000Hzz 的中中低頻寬寬帶噪聲聲，這是是由氣流流湍流和和漩渦流流動(dòng)引起起的，廠廠方原來(lái)來(lái)強(qiáng)調(diào)，這可能能來(lái)源于于換熱器器。為此此在整機(jī)機(jī)拆除了了換熱器器后又進(jìn)進(jìn)行了同同樣的測(cè)測(cè)試，結(jié)結(jié)果如圖圖 6 所示。 拆除除換熱器器后風(fēng)舌舌噪聲峰峰值明顯顯降低，顯然這這是因?yàn)闉槿~輪與與機(jī)殼的的距離增增大，即即風(fēng)舌間間隙變大大的結(jié)果果。同時(shí)時(shí)還發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，拆除除后寬頻頻噪聲頻頻譜形狀狀與未拆拆前極為為相似，只是其其聲壓級(jí)級(jí)值平均均提高了了約 55dB 。說(shuō)明明這個(gè)寬寬帶噪聲聲是由風(fēng)風(fēng)機(jī)引起起的，而而不是換換熱器。否則拆拆除換熱熱器后不不僅頻譜譜形狀應(yīng)應(yīng)變化，而且總總體聲壓壓級(jí)也應(yīng)應(yīng)下降。拆除后后總體聲聲壓級(jí)增增加的理理由是：拆除后后整機(jī)阻阻力減少少，流量量增大，低速時(shí)時(shí)增加 22.5 ，高速速時(shí)增加加 311.5 ，大大大偏離離了風(fēng)機(jī)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)工況，這不僅僅使葉輪輪內(nèi)的流流動(dòng)情況況變壞，而且葉葉輪出口口流道也