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羅茨風(fēng)機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)介紹
一、工作原理
羅茨風(fēng)機(jī)是一種容積式鼓風(fēng)機(jī)。通過(guò)一對(duì)轉(zhuǎn)子的“嚙合”（轉(zhuǎn)子之間有間隙，又不相互接觸）使進(jìn)氣口隔開(kāi)，轉(zhuǎn)子由一對(duì)同步齒輪傳動(dòng)，做反方向運(yùn)動(dòng)，將吸入的氣體無(wú)內(nèi)壓縮的從吸氣口推至排氣口。氣體到達(dá)排氣口的瞬間，因排氣側(cè)高壓氣體的回流而被加壓，從而完成氣體輸送。
二、羅茨風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)
一臺(tái)完整的風(fēng)機(jī)是由缸體、主從動(dòng)轉(zhuǎn)子、主從動(dòng)齒輪、側(cè)墻板、軸承、密封、安全閥、止回閥、過(guò)濾器、彈性接頭等組成。
風(fēng)機(jī)的噪聲具有確定的頻率，其旋轉(zhuǎn)噪聲的頻率為：
fi=i(NZ／60) (1)
式中：N為風(fēng)機(jī)工作輪每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r／min)；z為葉片數(shù)；i為諧波序號(hào)(1，2，3，??)。 i=l為基頻，i=2，3，4，??為高次諧音。從噪聲強(qiáng)度來(lái)看，基頻最強(qiáng)，其次高頻諧音總的趨勢(shì)是逐漸減弱的。典型羅茨風(fēng)機(jī)的頻率特性見(jiàn)圖l、圖2[2]
1．3 渦流噪聲
渦流噪聲又稱(chēng)旋渦噪聲或紊流噪聲。它主要是由于氣流流經(jīng)葉片時(shí)，產(chǎn)生紊流附面層及旋渦與旋渦**脫體。而引起葉片上壓力的脈動(dòng)所造成的。其產(chǎn)生有4個(gè)方面的原因：其一是物體表面上的氣流形成紊流附面層后，附面層中氣流紊亂的壓力脈動(dòng)作用于葉片、蝸殼內(nèi)表面及局部表面等，產(chǎn)生了噪聲；其二是氣流流經(jīng)物體時(shí)，由于附面層發(fā)展到一定程度會(huì)產(chǎn)生渦流脫落，脫離渦流將造成較大的脈動(dòng)；其三是由于來(lái)流的紊流度引起葉片作用力的脈動(dòng)造成噪聲；其四是由于二次渦流形成的噪聲。
4、羅茨風(fēng)機(jī)軸與轉(zhuǎn)子垂直度公差應(yīng)不大于0.05 mm
1 羅茨風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理
1．1 羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲源
羅茨風(fēng)機(jī)含有多種噪聲源，其輻射噪聲的部位主要有：(1)進(jìn)氣口和出氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲；(2)機(jī)殼及電動(dòng)機(jī)、軸承等輻射的機(jī)械性噪聲；(3)基礎(chǔ)振動(dòng)輻射的固體聲。在這幾部分噪聲中，進(jìn)、出口部位輻射的空氣動(dòng)力性噪聲(簡(jiǎn)稱(chēng)氣動(dòng)噪聲)最強(qiáng)，其它如機(jī)械噪聲、電磁噪聲等，在風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行條件下都是次要的[1]。根據(jù)羅茨風(fēng)機(jī)產(chǎn)生噪聲的頻譜分析，其特點(diǎn)為低頻寬帶。風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲主要由兩部分組成：即旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。
1. 2 旋轉(zhuǎn)噪聲
旋轉(zhuǎn)噪聲是由于工作輪上均勻分布的葉片打擊周?chē)臍怏w介質(zhì)，引起周?chē)臍怏w壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲 另外，當(dāng)氣流流過(guò)葉片時(shí)，在葉片表面形成附面層，特別是吸力邊的附面層容易加厚，并產(chǎn)生很多渦。在葉片尾緣處，吸力邊與壓力邊的附面層匯臺(tái)形成所謂尾跡區(qū)。在尾跡區(qū)內(nèi)，氣流的壓力與速度都大大低于主氣流區(qū)的數(shù)值。因而，當(dāng)工作輪旋轉(zhuǎn)肘，葉片出口區(qū)內(nèi)氣流具有很大的不均勻性。這種不均勻性氣流周期地作用于周?chē)橘|(zhì)，產(chǎn)生壓力脈動(dòng)而形成噪聲。氣流的不均勻性愈強(qiáng)，噪聲也愈大。
流量10m3/min與30m3/min的羅茨鼓 圖2 流量120rn3/min與140rn3/min羅茨鼓
風(fēng)機(jī)進(jìn)口噪聲頻譜 風(fēng)機(jī)進(jìn)口噪聲頻譜
—— 室內(nèi)進(jìn)口軸向0.5m ——室內(nèi)進(jìn)口軸向1.Om
–––––室內(nèi)連口軸向0.5m –––––室內(nèi)進(jìn)口軸向0.6m
一般認(rèn)為，上述4種產(chǎn)生渦流噪聲的原因，由附面層紊流壓力脈動(dòng)和二次渦流輻射的噪聲功率相對(duì)小得多。此外，只要來(lái)流的紊流度不特別大，由于沖角脈動(dòng)形成的噪聲也不太明顯。于是可以認(rèn)為，風(fēng)機(jī)的渦流噪聲主要是由于第二種噪聲，即渦流和渦流脫離引起葉片升力的脈動(dòng)所造成的渦流噪聲。
