淺談風機噪音
（技術聯系人：宋波13853987066）
風機作為一種輸送空氣的葉輪機械，被廣泛的應用于航空、煤炭、電力、冶金、電子、汽車、空調等工業生產和日常生活領域。各類風機在運轉過程中都會發出噪聲，從而影響周圍的環境。噪聲污染與空氣污染、水污染不同，它造成人的煩惱不安是暫時的，就是特別強的噪聲（90dB以上）也是需要連續長期暴露才會使聽力受損，所以在以往并不被重視。隨著生活質量的逐步提高，現在人們開始越來越多的關注這個問題，特別是在空調、汽車、家用電子產品方面，對于風機的噪聲輻射指標要求越來越趨嚴格。另外，在某些場合下，風機噪聲所帶來的問題是非常嚴重的，比如礦井通風用的對旋風機，很多時候發出的噪聲之強甚至掩蓋了井下警報器發出的聲音，從而帶來嚴重的生產安全隱患；再比如電子產品的集成度在過去的十年內增加了好幾個數量級，伴隨而來的是強大的發熱量和對散熱風扇的急需，為了充分散熱，現在一臺PC電腦的主機箱里面通常會有4至5臺小型的軸流散熱風扇在同時運轉，一個中等并行機機群在工作時由冷卻風扇所發出的噪聲已經到了讓人難以忍受的地步。降低風機運行時的各類噪聲，是改善人居環境，減少噪聲污染的迫切要求。
風機噪聲的產生有兩方面的原因，一是機械振動噪聲，二是氣流噪聲。隨著機械加工和裝配精度的提高，目前的風機產品機械振動噪聲很小，氣流噪聲成為了主要的噪聲源。盡管聲學的研究起步很早，在19世紀末已經發展成熟，Rayleigh發表的《The Theory of Sound》二卷集巨著被聲學界視為經典。但是對于氣流致聲的研究卻是上個世紀50年代由Lighthill首先開創的。自那時起，一門新的學科——氣動聲學（Theory of Aero-acoustics）被建立，包括Curle，Powell，Ffowcs，Howe等在內的一批大師，在這一領域做出了卓越的貢獻，向人們揭示了流動與聲之間的物理聯系。根據這些理論，氣動噪聲可分為三種類型：單極子噪聲、偶極子噪聲和四極子噪聲。對于風機來說，單極子噪聲也稱為葉片厚度噪聲，它是由于旋轉的葉片具有一定厚度，空氣被周期性的排開和吸入，產生聲輻射；偶極子噪聲也稱為葉片力噪聲，它是由于葉片固壁表面的壓力脈動所產生的；四極子噪聲也稱為湍流噪聲，它是由于湍流邊界層，尾跡區的湍流脈動，分離流動等等流體內部的壓力脈動產生的。如果按照噪聲的頻譜分類，則又可分為離散噪聲（Tonal Noise）和寬帶噪聲（Broadband Noise），前者通常由于葉輪周期性旋轉，轉子和定子存在周期性的動靜干涉作用，從而向外輻射噪聲，這類噪聲頻譜存在明顯的離散譜線，一般與葉片通過頻率（BPF）有很大關系；而寬帶噪聲則是由于湍流脈動引起，頻譜很寬，可以一直到104Hz量級，不存在明顯的離散譜線。
