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电厂锅炉排气放空噪声属于喷注噪声,其喷注噪声的声源就在排气口,所以控制其排气喷注噪声的最有效、最简便的方法是在排气管口上安装消声器。在众多排气放空消声器的设计中大多采用一维平面波理论进行设计,虽然有的采用了三维数值仿真的方法及优化设计理论,但主要是针对阻、抗型消声器,而针对小孔喷注型的却很少。其优化设计部分大多追求最大消声量而忽略其他指标的优化,无形中增大了制造成本。
本课题针对型号为AG-35/39M1的锅炉,基于排气放空噪声产生的机理和喷注噪声特点,结合所测噪声的频谱特性,设计了节流降压—小孔喷注复合式消声器。并在消声器的设计中采用结构优化设计方法,选用合适的消声器结构,并对消声器的结构尺寸进行合理设计,使其既满足降噪要求,又满足节省材料、减小体积的目的。
利用有限元方法,运用ANSYS有限元软件对设计的消声器进行有限元模态分析,计算出所设计的消声器的前N阶固有频率和振型,从而判断出消声器的工况,提出消声器的动态特性灵敏度分析与结构的动力修改方案,确定合理的结构方案。
在进行有限元动态分析的基础上,采用东方所的DASP软件对消声器试件进行实验模态分析,通过锤头激振法获取激振力信号和测点响应信号,分析消声器结构的动特性,建立结构在动态激励条件下的响应预测模型,并预测结构在实际工作状态下的工作行为及其对环境的影响。从而确定最优的结构动力方案。
最后通过对该电厂锅炉排气口加装消声器后的空气动力性噪声的测量,并与降噪标准进行比较,可知该消声器满足消声性能的要求。