壁挂炉燃烧系统噪音分析

2011-03-29 15:15:54 来源：燃气具资讯网-创尔特技术部浏览：次

内容提要：随着市场的飞速发展，壁挂炉产品日趋成熟，品牌之间的竞争也越来越激烈，很多厂家把高效、超静音等作为产品的买点大肆宣传，这也是广大消费者选择壁挂炉产品的依据。今天，我们就来谈一谈燃烧系统的噪音问题。

壁挂炉燃烧系统噪音分析

随着市场的飞速发展，壁挂炉产品日趋成熟，品牌之间的竞争也越来越激烈，很多厂家把高效、超静音等作为产品的买点大肆宣传，这也是广大消费者选择壁挂炉产品的依据。其实，噪音问题一直是众多厂家攻克的重点和难点。壁挂炉产品的声音主要来自于两个方面——燃烧系统和水路系统，今天，我们就来谈一谈燃烧系统的噪音问题。

一、噪音的来源

在燃烧系统中，噪音主要来源于风机、气流和火焰三部分

1、风机噪音

风机在一定工况下运转时，产生强烈的噪音，其中包括空气动力性噪音和机械性噪音。

空气动力学噪音是由周期性的排气噪音（即气流旋转噪音）和涡流噪音两部分组成。当风机叶轮在一定压力条件下运转时，周期性地挤压气体并撞击集体分子，导致叶轮周围气体产生速度和压力脉动，并以声波的形式向叶轮辐射，产生排气噪音。在叶轮高速旋转时表面会形成大量的气体涡流，气体涡流在叶轮截面上分离时产生涡流噪音。

旋转噪音的强度主要与风机叶轮的转速、排气的静压力、风机的流量等因素有关；涡流噪音取决于风机叶轮的形状及气体对于机壳的流速和流态等。

机械性噪音主要是风机装配精度不高、机组运转时不平衡所产生的冲击噪音和摩擦噪音。

2、气流噪音

当燃烧系统中的气流形成紊流时，出现了速度和压力的脉动，产生噪音。这种波动具有随机性，因此气流噪音是宽频带噪音。喷嘴有毛刺或孔口粗糙不圆时，气流经喷嘴收缩边产生了偏位噪音；喷嘴到喉管的距离不合适、一次空气口的形状和尺寸不合适，也会产生噪音。实验经验：一次空气大比小孔的噪音小。

3、火焰噪音

火焰噪音来源于气流的紊动和局部组分不均匀。火焰噪音的大小和燃烧器的热强度及一次空气系数有关。火孔热强度越大，混合物离开火孔的速度越大，噪音也就越大。增大一次空气系数，火焰变硬，产生的噪音也越大，反之越小。

在燃烧点火时，点火器失灵或位置不合适，或者传火性能不好，阀门开启后不能立刻点燃，便会在火孔的周围积聚大量燃气—空气混合物，着火时，气体体积膨胀便引起一种震荡，产生噪音。

燃烧过程中产生回火时，先出现一个回火噪音，然后在喷嘴附近管路中的燃烧又不断产生噪音。

4、燃烧振荡

燃烧振荡分为气柱振荡和体积振荡。

气柱振荡主要是对具有较大燃烧室容积与较细的烟管组成的燃烧系统上，其简化的物理模型可这样描述：气体在燃烧室内是可压缩的，而在烟管内是不可压缩的。烟管内不可压缩的气柱像活塞一样振荡，燃烧室内可压缩气体相当于弹簧，呈现与烟管内气柱振荡相同的压力波。气柱燃烧振荡是由于流动系统的音响固有振动与燃烧放热的变化相耦合而引起的振荡。

体积振荡中，压力、流速的变化在燃烧室内各点是相同的，其振荡服从瑞利准则。通常，燃烧室内压力变化会使燃气与空气出口处的压力也发生变化，引起燃气与空气量也发生变化。若燃烧放热速度的变化与气流压力波之间满足瑞利准则给出的振荡条件，则振荡加强。

二、噪音的消除与控制

1、控制声源

⑴ 提高风机装配的精确度，消除不平衡性。选用低噪音的传动装置，避免电机直联而又无声学处理，采用合适的叶轮形状和降低叶轮的转速，并对叶轮做动平衡处理。

⑵ 改变喷嘴的形状减小噪音的产生，此外降低燃气的压力和喷嘴出口的流速，不仅可以减小射流噪音，而且还可降低燃烧噪音。

⑶ 减小燃烧器的热负荷，可以减小噪音。当一个燃烧器的热负荷为Q时，其声功率W为 W=kQ²

若将燃烧器数目增加为n个，每个燃烧器的热负荷为： Q/n，则整个声功率为：

W′=nk(Q/n)²= (1/n)W

可见，增加燃烧器的数目，可以降低噪音功率。此外，合理选择燃烧器设计参数和注意运行工况的调整，使燃烧器稳定工作，也是减小噪音的有力措施。

⑷ 燃烧振荡引起的机器噪音情况较为复杂，实际中采用改变燃烧器的一次空气系数α，可以有效消除振荡引起的噪音，这也是运用瑞利准则解决实际工程问题上的典型实例。

以上介绍了壁挂炉产品燃烧系统噪音的来源与消除方法，希望对大家有所帮助，也希望能与各位讨论及相互学习。

创尔特热能科技（中山）有限公司技术部