安(an)陽鋼鐵公司富氧(yang)站(zhan)有十幾排縱橫交錯的(de)輸氧(yang)氣管道和(he)閥門，因閥門、彎頭(tou)、變徑(jing)頭(tou)等(deng)多處形(xing)成(cheng)的(de)渦流(liu)渦阻，造成(cheng)車(che)間內噪(zao)聲特別(bie)強烈，高達102～105dB。操作(zuo)工人進入車(che)間10秒，就(jiu)會發生耳鳴、目眩、頭(tou)脹等(deng)反應，對工人身(shen)體健(jian)康危害較(jiao)大，因此該處的(de)噪(zao)聲治理工作(zuo)被列為安(an)鋼環(huan)保計劃。

工程設(she)計中，消聲(sheng)多用平板式吸(xi)(xi)聲(sheng)體。但平板吸(xi)(xi)聲(sheng)體對(dui)低頻噪聲(sheng)沒有明顯效果。而且在安鋼富(fu)氧站的噪聲(sheng)治理(li)中，由于現場不可(ke)能(neng)采(cai)用包扎、隔聲(sheng)等措施，只能(neng)采(cai)取吸(xi)(xi)聲(sheng)處理(li)。經(jing)過方案(an)論證，最終采(cai)用了“吸(xi)(xi)聲(sheng)尖劈”結構。

1 結構

  吸聲尖劈由尖劈和連接固定尖劈的底座兩部分組成(見圖1)。
 

 尖(jian)劈(pi)(pi)(pi)長度(du)無固定(ding)值(zhi)，越長越好，尖(jian)劈(pi)(pi)(pi)低頻(pin)(pin)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)性能好，其(qi)截止頻(pin)(pin)率約68.8～86Hz。寬度(du)一般(ban)取0.3～0.4m，底(di)座厚度(du)為(wei)0.1m。一般(ban)3個尖(jian)劈(pi)(pi)(pi)與(yu)底(di)座組成(cheng)(cheng)一個單元(yuan)，根據現場(chang)設計要求，可采用多個單元(yuan)。吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)尖(jian)劈(pi)(pi)(pi)一般(ban)吊掛在(zai)屋頂或四壁，其(qi)背(bei)(bei)后與(yu)墻壁應(ying)留有一定(ding)空間，約為(wei)0.05～0.1m。這是為(wei)了形(xing)成(cheng)(cheng)一段空氣層，提高吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)性能。當空氣層厚度(du)為(wei)1/4波(bo)長時(shi)，吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)系(xi)數最大。同(tong)時(shi)，入射(she)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)可穿透吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)尖(jian)劈(pi)(pi)(pi)或通(tong)過四周繞射(she)到尖(jian)劈(pi)(pi)(pi)背(bei)(bei)后，通(tong)過與(yu)屋頂的折射(she)和反(fan)射(she)使尖(jian)劈(pi)(pi)(pi)多次(ci)吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。圖2給出了背(bei)(bei)后空氣層大小對多孔材料吸(xi)(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)特性影響的聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)學室(shi)測試數據。

尖劈頂部(bu)采取平頂尖為(wei)宜，可(ke)減少占用空間并可(ke)增加吸聲(sheng)面積。

 尖(jian)劈內部(bu)框架可用φ5元鋼或δ1薄板(ban)折(zhe)彎(wan)成(cheng)30×30(mm)角鐵(tie)組(zu)焊(han)而成(cheng)，內芯則用超(chao)細玻璃(li)棉(mian)填充(chong)，以玻璃(li)布(bu)包扎。因(yin)為做為吸(xi)聲(sheng)材料(liao)(liao)，巖棉(mian)、礦渣棉(mian)因(yin)性(xing)脆、抗(kang)折(zhe)強度很差，在運輸(shu)或振動及時間長等條件下，上部(bu)很容易(yi)沉(chen)入下部(bu)而使上部(bu)形成(cheng)空腔失去吸(xi)聲(sheng)性(xing)能。而超(chao)細玻璃(li)棉(mian)的密度、孔(kong)隙率(lv)、結(jie)構因(yin)子和流(liu)阻均優于其(qi)它種吸(xi)聲(sheng)材料(liao)(liao)，其(qi)平均吸(xi)聲(sheng)系(xi)數可達0.87～1.0。尖(jian)劈外面(mian)護面(mian)層采用金屬薄穿孔(kong)板(ban)(其(qi)結(jie)構剖面(mian)見圖(tu)3)，防腐噴漆(qi)后不僅壽命長、不易(yi)燃，還可加寬吸(xi)聲(sheng)頻率(lv)，對低頻率(lv)有(you)較好的吸(xi)聲(sheng)效果(guo)，從而彌補了(le)超(chao)細玻璃(li)棉(mian)高頻吸(xi)聲(sheng)效果(guo)好，而低頻吸(xi)聲(sheng)略差的不足。

底座的(de)內部結(jie)構與(yu)尖劈(pi)部分相同。

2 原理

由于尖(jian)劈(pi)(pi)的(de)端部(bu)面積小，當聲(sheng)波(bo)入射(she)到(dao)吸聲(sheng)層(ceng)，尖(jian)劈(pi)(pi)端面的(de)聲(sheng)阻(zu)抗(kang)就會從(cong)接近空(kong)氣(qi)特性阻(zu)抗(kang)逐步增(zeng)大到(dao)接近多(duo)孔材料(liao)(liao)阻(zu)抗(kang)從(cong)而被吸收(shou)。例(li)如一個(ge)尖(jian)劈(pi)(pi)長800mm，空(kong)腔為(wei)120mm，劈(pi)(pi)部(bu)長680mm，底部(bu)長400mm、寬400mm，尖(jian)劈(pi)(pi)個(ge)數(shu)為(wei)3的(de)吸聲(sheng)尖(jian)劈(pi)(pi)，采用超細玻璃棉做吸聲(sheng)材料(liao)(liao)，它的(de)低、中、高頻率吸聲(sheng)系數(shu)均在99%以上，詳見下表(biao)。

3 治理方案

安(an)陽鋼鐵(tie)公司富氧站車間(jian)長(chang)15m，寬(kuan)9m，高6m，輸(shu)氧管(guan)道(dao)布(bu)于房間(jian)地(di)面(mian)高約(yue)1m處，φ150管(guan)道(dao)每隔0.5m一排(pai)，共10排(pai)，φ250管(guan)道(dao)兩列(lie)，閥(fa)門30個，三通(tong)30個，彎頭(tou)30個，變(bian)徑頭(tou)30個，這(zhe)些突變(bian)拐彎渦(wo)阻渦(wo)流形(xing)成的噪聲頻(pin)譜屬于中低頻(pin)范圍(wei)。

 (1)設計安裝(zhuang)60組吸聲尖劈，每組6個，共(gong)10排，吊掛(gua)在(zai)聲源(yuan)上(shang)方。

(2)采用隔(ge)(ge)聲屏以防聲音外傳，為方(fang)便檢修，采用帶走(zou)輪移(yi)動式，同時(shi)在隔(ge)(ge)聲屏上(shang)設計了(le)進(jin)出小門和(he)觀察窗，見(jian)圖4。

(3)由(you)于該車(che)間為了(le)保證(zheng)空氣(qi)流(liu)通，防止漏氣(qi)造成(cheng)危害，禁止封閉(bi)，因(yin)此4個采光窗安裝了(le)消聲通風窗，見圖(tu)5。

4 方案論證

 (1)吸(xi)聲(sheng)尖劈是利用特(te)殊阻抗(kang)(kang)的(de)(de)逐漸變化，由尖劈端面特(te)性阻抗(kang)(kang)接(jie)(jie)近(jin)空氣的(de)(de)特(te)性阻抗(kang)(kang)，逐步過渡到接(jie)(jie)近(jin)吸(xi)聲(sheng)材料的(de)(de)特(te)性阻抗(kang)(kang)，從而達到最高的(de)(de)聲(sheng)吸(xi)收(shou)效果，其平均吸(xi)聲(sheng)系數可(ke)達到1.0。此設計確保了(le)最大程(cheng)度地(di)降低了(le)車間內的(de)(de)混響(xiang)聲(sheng)。

 (2) 設(she)計(ji)隔聲(sheng)屏的(de)目的(de)是為了把(ba)聲(sheng)音阻擋在一個(ge)小空(kong)間內(nei)不(bu)外漏(lou)，可保證吸(xi)聲(sheng)尖(jian)劈的(de)吸(xi)聲(sheng)效(xiao)果(guo)。

(3)消聲(sheng)通(tong)風(feng)窗的設(she)計(ji)既保(bao)(bao)證了(le)(le)車間內的通(tong)風(feng)又(you)保(bao)(bao)證了(le)(le)不漏聲(sheng)，而(er)且還盡(jin)可(ke)能地降低了(le)(le)車間外(wai)的環境噪(zao)聲(sheng)影響(xiang)。

5 結論

經測(ce)試，治理后車(che)間(jian)內平均噪(zao)聲(sheng)降低到92～86dB，隔聲(sheng)屏外為73～67dB，車(che)間(jian)外為77～71dB。由此可見，吸聲(sheng)尖劈(pi)治理噪(zao)聲(sheng)效果良(liang)好(hao)。

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