[發明專利]窗載風機用90°矩形消音降噪彎頭及彎頭的消聲處理方法

有效

• 申請號: 201511018431.1
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105650392B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 王曉理;剛家斌;肖力
• 申請（專利權）人: 西安建科門窗有限責任公司
• 主分類號: F16L43/00
• 分類號: F16L43/00;F16L9/21
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 王芳

技術領域

本發明屬于通風空調領域，具體涉及一種矩形彎頭及彎頭處理方法，特別是一種窗載風機用90°矩形消音降噪彎頭及彎頭的消聲處理方法。

背景技術

噪聲是室內環境品質的影響因素之一，噪聲會對人員工作效率產生影響，尤其對精密加工工人或者腦力勞動者的影響更為明顯：它會分散人的注意力甚至損害人體健康。在通風空調系統中，氣流在風管彎頭內流動時會產生再生噪聲，風速越大再生噪聲越大。噪聲通過風管傳播，在風管彎頭處產生的噪聲位于通風空調系統的消聲器后面，消聲器無能為力。因此，通風空調系統中彎管噪聲控制成為建筑內噪聲控制的一個十分關鍵的問題。

目前，控制彎管噪聲主要有兩種方式：一種方法是在通風空調設計中將主風管的流速控制在8m/s內，以減輕氣流與管道之間的摩擦以及氣流激發的管壁振動產生的噪聲。但是，在流體輸送管路中，90°矩形彎頭是非常常見的改變流體流向的管件。由于流體的轉彎，出現了從曲率中心向彎管外弧面的離心力，這就使得流體從管道的直管道過渡到彎曲管段時，外弧面壓力增大而內弧面的壓力降低。所以，在外弧面處流體的流速減小，而內弧面處流體的流速相應地增大，很容易在某些部位產生大于8m/s的流速，在室內產生難以消除的噪聲，從而影響室內人員的身心健康。另一種方法是在管道內部全部應用消聲材料鋪設進行消聲，這樣不僅導致管道內阻力變得很大，需要的能量消耗增大，送風風機等設備也要選去較大型號，增大初投資費用和安裝難度。而且當前具有集中通風空調的建筑內風管面積都很大，需要使用大量的消聲材料，費用不菲。

發明內容

針對現有技術的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種90°矩形消聲彎頭。

為實現上述技術任務，本發明采用下述技術方案予以實現：

一種90°矩形消音降噪彎頭，包括上頂板、下底板、外弧面和內弧面；上頂板、下底板、外弧面和內弧面作為四個面合圍得到一個1/4圓的弧形管；上頂板與下底板相同；所述上頂板、下底板和內弧面都被劃分為高噪音區、中噪音區和低噪音區；在所述高噪音區和中噪音區的位于90°矩形消音降噪彎頭內的表面設置有厚度不同的消聲材料。

進一步的，所述高噪聲區的位于彎頭內的表面設置的消聲材料為聚氨酯橡膠。

進一步的，利用下式計算所述高噪音區的位于彎頭內的表面設置的消聲材料的厚度：

式中，H_h為高噪音區聚氨酯橡膠涂抹的厚度，mm；δ為90°矩形彎管壁厚，mm；L_max-h為板面的最大聲壓級值，dB；L_h-m為劃分高噪音區和中噪音區的聲壓級閾值，dB；L_P為高噪音區中任意點處的聲壓級，dB；γ₁為高噪音區厚度常數系數，1≤γ₁≤6；INT是將一個數值向下取整為最接近的整數的函數。

進一步的，所述中噪音區的位于彎頭內的表面設置的消聲材料為樹脂改性瀝青。

進一步的，所述中噪音區的位于彎頭內的表面設置的消聲材料的厚度：

式中，H_m為中噪音區樹脂改性瀝青涂抹的厚度，mm；δ為90°矩形彎管壁厚，mm；L_h-m為劃分高噪音區和中噪音區的聲壓級閾值，dB；L_m-l為劃分中噪音區和低噪音區的聲壓級閾值，dB；L_P為中噪音區中任意點處的聲壓級，dB；γ₂為中噪音區厚度常數系數，1≤γ₂≤6；INT是將一個數值向下取整為最接近的整數的函數。

本發明的另一個目的在于，提供一種對90°矩形彎頭的噪音處理方法，包括以下步驟：

步驟1：求解90°矩形彎頭的連續性方程和N-S動量方程偏微分方程組，并確定90°矩形彎頭穩態湍流速度場U(x,y,z)和壓力場P(x,y,z)；

步驟2：根據步驟1得到的90°矩形彎頭穩態湍流速度場U(x,y,z)和壓力場P(x,y,z)，代入式1，然后對式1進行一階迎風格式離散化，并求解離散化后的式1，得到聲學脈動偏微分方程的流動分量u_a(x,y,z)和P_a(x,y,z)，進而得到紊流脈動動能k和紊流脈動動能的耗散率ε；