船舶噪声污染控制.pdfVIP

维普资讯 2003年第3期 青岛远洋船员学院学报 VOL．24 NO．3 船舶噪声污染控制 郭 心 红 刘 柱 青岛远洋船员学院机 电系 提 要 船舶噪声对人体和环境的污染和危害已经得到世界各国和相关组 织 日益广泛的关注。船舶噪声的污染源主要是 由于船舶动力装置及其它辅助装 置 自身振动及吸排气引起的。通过实验对比，提 出应采取通过声源控制来降低 船舶噪声级。 关键词 噪声污染 控制 分类研究 如今 ，噪声污染 已经成为与空气污染和水污染并列的世界三大主要污染之一 ，它 日益成为人们普遍关心 的问题 。船舶环境 ，尤其机舱环境就存在较为严重 的噪声污 染 问题 ，对船员 的健康 、生活 、休息和工作都存在很大的影 响，甚至会产生心理和生 理上的疾病 ；过强 的噪声还会使船上的一些精密仪器设备工作不正常 、精度 降低 、使 用寿命缩短 。 1970年国际劳工组织 ILO 在 日内瓦召开的海事特别会议上通过了 “关于船员、设备 和工作区有害噪声规定的建议 ”，建议各国政府制定限制船舶噪声 的规则。 目前一些造 船和航运国家都制定 了船舶噪声标准 ，作为船舶特殊环境下的健康保护标准。 1 船舶噪声源 船上各种运转着的机器设备和装置系统内流动着的流体工质，都可以因振动、撞击和 气流扰动等成为船舶噪声源。噪声按声源性质不 同，基本上可分为空气动力噪声、机械噪 声和电磁噪声三类。船舶噪声按发生场所分为动力装置噪声、结构激振噪声、辅助机械噪 声、螺旋桨噪声和船体振动噪声等。 、 1．1 动力装置的噪声 动力装置的噪声主要包括主机 、柴油发电机组、齿轮箱及 主辅机的排气管产生的噪 声。它是船上最强的噪声源 ，该噪声的强弱决定了柴油机船 的噪声级。它既有进排气系 统空气动力噪声 ，又有运动部件的撞击和主机本身不平衡而产生振动所造成的机械噪声 。 1．1．1 空气动力噪声 1．1．1．1 由主机进气流动产生的噪声 例如功率为5000Kw、燃油消耗率为200g／ Kw ·h 的柴油机，当其过量空气系数为2 时，每秒所需空气量约为8Kg，在标准状况下为6．2m。／S，如果进气管直径为0．35m，则其 平均流速可达 64m／s，再考虑到各缸的进气必然存在间断性和不均匀性，于是在进气管中 就会出现空气动力噪声并向四周传播 ，形成空气动力噪声场。 ’ · 35 · 维普资讯 2003年第3期 青岛远洋船员学院学报 VOL．24 NO．3 1．1．1．2 排气噪声 排气噪声主要有排气压力脉动噪声 、气流通过气阀等处发生的涡流声 、由于边界层气 流扰动发生的噪声和排气出口喷流噪声 。在多缸柴油机排气噪声的频谱分析中，低频处 有一明显的噪声峰值 ，即低频噪声 。这是由于柴油机每一缸气阀开启时，缸内燃气突然高 速喷出，气流冲击到排气阀后面的气体上 ，使其产生压力巨变而形成压力波 ，从而激发噪 声。由于各缸排气阀是在指定的相位上周期性进行 ，因而这是一种周期性 的噪声。柴油 机的排气管中还存在气柱的共振噪声 ，气流喷射噪声 、气流与气道壁形成涡流噪声也包含 多种频率成分 ，一旦与共振频率吻合便会激发噪声。 另外排气系统中气体的共振在主机与烟囱之间的排气管 中形成强烈 的压力脉动 驻 波 ，：除了引起涡轮鼓风机和排气管系统 的振动外 ，还可在船舶烟 囱附近产生振动 ，在这 种情况下，人们会感到噪声如一种遍布全身的 “压挹力∞”。∞在桥楼产∞ 生5；高噪∞声级的∞噪声∞源∞， 最常见的就是这种排气噪声 。 图 1曲线 1表明了6L80MCMK5型柴油机在最大额定持续功率工况不安装锅炉 ，不 安装消声音器时 的倍频程分析 曲线 ，测量点是在驾驶 台桥楼两 ＼ ＼＼、 ＼ 一避 ＼ 翼 ，距烟囱顶部 15米；图2中曲 ＼＼＼、＼＼ 越 ■ 线 1是 6S26MCMK6型机器在 ■大值 。＼ ＼ ＼ ’、～ 、地 2B 正 平均 额定 MCR工况下用相同的方法 平均值 计算出的倍频程分析曲线 ，测点 t ＼＼＼＼、＼ 一． l＼＼＼’、。～≮～ 1 距烟囱顶部 7米。 ‘ ＼ 、 。＼ 、、 、 ． 1．1．1．3 来 自增压器气流 ● ● ● ． ＼ 的噪声 l＼ 、＼＼、＼●＼●●—_●●＼、迎 对废气涡轮增压器来讲 ，空 、。＼＼＼、 ’、●-掣 ‘ 1 ● ● 气与压气机 叶片之 间的相对速 ＼ 、＼越o、、 ． ∞ ＼ 40 度很大，在叶片附近必然会 出现 31．5 53 125 250 5OO 1K 2K 4K 8K 大量涡流 ，在形成强烈而尖厉的 八倍频程 中心频率 Hz 空气动力噪声 的同时，激励 叶片 图16LSOMCMK5型机器噪声倍频程分析曲线 振动而发