船舶空调通风管路减振降噪分析论文_杨东凯1,洪亮2

1.哈尔滨工程大学船舶装备科技有限公司 黑龙江省 哈尔滨市 150001

2.青岛哈工程船舶科技有限公司 黑龙江省 哈尔滨市 150001

摘要:随着我国综合实力的不断提升,国民的生活条件得以改善,人们开始追求物质生活的更好享受。近年来,我国的船运事业蓬勃发展,船舶的各项设施也得到具体的优化,在载客方面具备了极大的优势,尤其是在船运发达的地区,人们在出行方式上也更加偏向于选择乘坐船舶。但当前客运船舶在振动及噪音的控制方面还不够完善,其运行环境还存在设施上的漏洞,改进优化其空调系统,提高载客环境的舒适度就成为船运发展的当务之急。本文从出船运现存的问题着手,提出改进和更新管路系统的相关方法,并着重分析了通风管路的减振降噪措施。

关键词:船舶空调;通风管路;减振降噪;方法分析

引言:

安全舒适一直以来都是人们出行最为关注的问题,对近年来载客量快速增加的载客船舶来说,船舶的安全性就更成为其致力发展完善的问题,舒适的乘坐体验也就成为其最为关键的追求。船运在运行动力上本就存在着振动和噪声,在安装空调及通风系统后该问题就更为突出,如何解决载客船舶的振动及噪音干扰、保证乘客的舒适性体验,已经逐渐成为当前船运亟待解决的问题。

一、船舶空调管路系统出现的问题

船舶在载客方面有着极大的优势,其乘客的荷载量较大,运行的速度快,在途经的环境上也优于其他的交通方式,不仅能满足乘客出行的时间要求,还能提供优美的环境享受,这是近年来其载客量激增的根本原因。但船运在运行环境上仍存在问题,即噪音过大给乘客带来的影响。

船舶的振动及噪音基本上是受两方面因素的影响。其一是船舶动力系统,当前大部分船运都是依靠燃油的方式来获得动力支持的,而其动力系统往往都会产生较大的噪音,这是船运不可避免的问题;目前船运对噪音的处理集中在改进动力系统以及更换动力源上,在近年来科技力量的发展带动下,船舶致力于改进动力源,优化动力系统消音技术,电力能源及相关绿色能源已经展开了试运行,并取得较好的效果。其二是船舶的管路系统(以空调的通风管路为例),船运装设的空调一般都属于组合类的,其产生的噪音大部分来自通风机,在空气的流动速度变大时,就会产生更大的噪音;目前针对该问题导致的振动及噪音,一般采用加装消音器的方式。

二、空调管路系统的减振分析

船舱装设空调的主要目的是提高乘客的舒适度,优化船运的载客环境,但空调工作产生的振动却让其舒适效果大打折扣,船舱的空调振动问题不容忽视,目前船舱的减振措施主要有三个方面,常用的减振方法还是从空调入手,在其通风管路的外壁上敷设阻尼材料。

(一)振动控制技术

对空调通风系统产生的较大振动,最为关键的还是要从源头问题上进行解决。首先是对产生振动的机器及相关电器进行控制,换用振动较小的设备,从源头减少船舱的振动因素;然后,利用消声器或相关消声的材料对振动源进行控制,降低其传播的效率,达到振动控制的目的。

(二)隔振消振技术

隔振消振技术,就是要强化基础设施的隔振消振功能,包括振动源的隔振、传播途径的隔振、舱体的材料及窗户玻璃隔振等。在振动源附近,利用隔振性能较好的材料设置屏障,缩小振动的传播范围;在传播路径方面,同样利用相关材料设置阻拦的多层屏障,弱化振动的传播强度,不断缩小其振动范围,达到良好的隔振消振效果。

舱体的隔振由舱壁材料、窗户用材和隔振技术综合形成,这些材料最好具有反射、吸收的作用,能达到较好的隔振效果;且最重要的就是相关材料的成本支出情况,船舶的造价本就昂贵,如果选用的隔振材料成本过高,其经济效益就成为问题。另外,要达到较好的隔振消振效果,选用隔振器也是非常有效的,各船运企业可以根据船舱的特点选取不同材质的隔振器,给乘客提供较好的舒适体验。

(三)管道隔振技术

空调装置的振动除了可以用上述方法处理外,还可以通过管道隔振进行。管道就是给设备的振动提供传播的途径,一般发挥的是引导振动传播路径的作用;虽然管道在应用效果方面并不突出,但其仍然有建设的需要,管道隔振可以把空调设备的振动传播范围缩小,并使之变得较为规律,能方便其他方法对振动进行集中有效的处理。管道隔振一般还会在管壁表层敷设隔振的阻尼材料,以保证其较好的效果,主要敷设方法是在管路的四周进行包裹,具体如图1。

三、船舶管路系统的降噪处理和分析

当前的船运过程中,空调通风管路会产生较强的噪音,再混合船舶其他机器设备的噪音,乘客的舒适度就会受到极大的影响,过大的噪声甚至还会损伤乘客的听力,针对当前空调管路产生过大噪音的现状,对其采取降噪措施就颇为重要。空调的噪声关键原因还在其本身的振动上,再加上其他设备的运行,整个船舱的噪声基本超过90dB,所以就必须进行降噪处理。

图1管道隔振的材料处理

(一)设备的降噪

选用运行噪声较小的空调设备,在相关设备型号的选择方面,可以适当的调整船舶空调的功率标准,以降噪为选用目标,从噪音源控制其通风管路的噪声。

(二)选用隔声吸声装置

船舶由于其自身的特性原因,产生噪声是不可避免的,所以除了更换空调型号外,更关键的就是装设隔声吸声装置,降低空调的噪声。最重要的还是材料的使用,增强其反射吸收效果;还有隔声屏障的设计,使用隔声罩或建设隔声墙。另外,还需要重视船运组合式空调的构件材质,尽量选用弹性材质或有隔声效果的材质,还应关注通风管路等各个方面的优化配置。

(三)安装管路消声器

主要方法是在空调的通风管路出入口处加装消声器,安装方法如图2。

空调的噪声还包括通风管路中产生的噪音,所以直接在其出入口加装消音器也是非常有效的手段。目前的消声器主要有抗式结构和阻式结构两种,抗式的原理就是噪声反射,阻式的原理是噪音吸收,这两种消声器都有较好的消音效果[4]。

图2

(四)管路隔声设计

空调通风系统的隔声,主要采用的是给管路装设阻尼带的方法,阻尼材料是目前应用较为成熟的隔声材料,该材料对噪声不仅有着较好的反射效果,还能吸收一定的噪音,在管路减振方面也有着非常广泛的应用。管路隔声的主要方法是在通风管路表面敷设一定厚度的阻尼材料,以达到良好的隔声消声目的;当前空调管路通常采用4.5mm厚度的敷设,既能保持较好的隔声效果,同时又能兼顾管路的承重能力,避免材料层过厚给管路带来压力。

四、结束语

船舶载客量在近年来快速激增,这不仅是人们的出行需求,也是其运行环境得到极大改善的结果,但船运的发展仍遭受着噪声传播的限制,特别是受到空调管路振动和噪音等突出问题的制约。本文针对当前船舶载客存在的问题,从减振和降噪两个方面入手,分别对其技术优化和材料辅助得方法进行详细的分析。在减振方面深入了解振动控制技术、隔振消振技术和管道隔振技术的具体应用方法;并提出从设备、隔声吸声装置、消声器安装和管路隔声设计等方面进行降噪处理的方法。

参考文献:

[1]李艳华,张成,田华安,等.船舶空调通风管路减振降噪分析[J].船海工程,2015

[2]贺亮,温原博,赵晨,等.船舶通风系统减震降噪方案[J].科学与财富,2015

论文作者:杨东凯1,洪亮2

论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期

论文发表时间:2017/11/24

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