柴油發(fā)電機(jī)組的噪聲非常大,而且噪聲的機(jī)理非常復(fù)雜,如果被應(yīng)用在實(shí)際的軍事作戰(zhàn)中,非常容易被敵方所發(fā)現(xiàn),作為作戰(zhàn)裝備中噪聲的主要部分,必須針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的噪音問(wèn)題加以解決,應(yīng)用水冷化消聲技術(shù),可以很好地控制好發(fā)電機(jī)組的噪聲,同時(shí)起到了降溫降噪的設(shè)計(jì)目的。
1 國(guó)際上靜音型柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)的開(kāi)發(fā)
1.1 美國(guó)為了更好地適應(yīng)未來(lái)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展需要,提高美國(guó)軍隊(duì)的國(guó)際戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)力,美國(guó)特別注重對(duì)新一代軍隊(duì)柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研制。美國(guó)希望,在下一代的能源系統(tǒng)發(fā)展中,發(fā)電機(jī)組的功率可以達(dá)到
1kW ~ 1MW,擁有 12 套型號(hào)的機(jī)組品種,其中在 5 ~ 60kW
的發(fā)電機(jī)組中,已經(jīng)能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)重量、噪聲以及柴油燃燒率的有效控制,充分發(fā)揮了發(fā)電機(jī)組的智能控制及故障診斷功能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)組可變轉(zhuǎn)速的科學(xué)控制,能夠采用新型的設(shè)計(jì)理念和結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)展開(kāi)對(duì)靜音型柴油發(fā)電機(jī)組的技術(shù)控制[1]。
1.2 德國(guó)德國(guó)在靜音型柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組的開(kāi)發(fā)中,德國(guó)的熊貓發(fā)電機(jī)公司在這方面做的比較好,該公司對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組使用了全水冷型消音技術(shù)控制,也就是應(yīng)用水冷結(jié)構(gòu)的特性,讓消聲器裝置在對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行消聲的時(shí)候,還可以帶走一部分的發(fā)電機(jī)組溫度,從而達(dá)到降噪降溫的目的;削弱發(fā)電機(jī)組的遠(yuǎn)紅外特征情況,同時(shí)也可以減輕消聲器自身的重量和體積,增加發(fā)電機(jī)組的剩余空間;使用全球上最先進(jìn)的發(fā)電機(jī)消聲裝置,充分合理地對(duì)發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)冷卻水水流的速度,水流的流量加以控制,保證柴油發(fā)電機(jī)組可以處于正常的運(yùn)行狀態(tài)下。
2 水冷消聲技術(shù)的關(guān)鍵
2.1 發(fā)電機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)前,我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)于水冷消聲技術(shù)的開(kāi)發(fā)還處于起步的初級(jí)階段,還需要進(jìn)一步針對(duì)水冷消聲技術(shù)的關(guān)鍵加強(qiáng)研究,首先是關(guān)于靜音型柴油發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的問(wèn)題,從實(shí)踐中可以了解到,抗性消聲器能夠有效控制中低頻噪聲,而阻性消聲器能夠控制中高頻的噪聲,所以要使用阻抗復(fù)合型的消聲器裝置,然后在再添加水冷循環(huán)散熱結(jié)構(gòu),形成復(fù)合型的水冷消聲器,可以降低消聲器的熱輻射水平,讓隔聲罩結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度降低,簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu),減少消聲器結(jié)構(gòu)的構(gòu)造成本。由此證明,復(fù)合水冷型發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要用科學(xué)的設(shè)計(jì)理念來(lái)進(jìn)行,根據(jù)不同規(guī)格型號(hào)管道的要求,來(lái)對(duì)消聲共振腔和擴(kuò)張部分進(jìn)行組合,減少機(jī)組廢氣噪聲。
內(nèi)腔和外殼中間設(shè)計(jì)相應(yīng)的水套夾層,讓發(fā)電機(jī)組可以和水管形成很好的水冷循環(huán)連接,將消聲器發(fā)出的廢氣熱量融入到冷卻水中[2]。
2.2 原材料的科學(xué)選擇在柴油發(fā)電機(jī)組水冷消聲器裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候,還需要注意對(duì)吸聲原材料的科學(xué)選擇,這是由于發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行工作以后所產(chǎn)生的廢氣溫度特別高,而且廢氣還具有一定的腐蝕性。因此,關(guān)于水冷消聲器裝置的材料選擇,一定要擁有非常好的耐高溫,耐腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn),同時(shí)抵御非常強(qiáng)烈的強(qiáng)氣流沖擊,結(jié)構(gòu)性質(zhì)可靠,具有防銹功能,不至于結(jié)構(gòu)松散或破敗,所以在水冷化消聲材料的選擇中,還需要考慮到真正的施工方面因素,選擇性價(jià)比比較高的聚氨酯性質(zhì)的聲學(xué)泡沫吸聲材料。當(dāng)噪聲處在
500 ~ 2000Hz,聲學(xué)泡沫的倍頻帶消聲量會(huì)比較好高,從噪聲頻率變化角度來(lái)看,消聲量可以形成一個(gè)倒 U
型曲線,而且隨著聲學(xué)泡沫外觀尺寸規(guī)格變大,聲學(xué)泡沫消聲層的倍頻帶消聲量反而是降低的[3]。
2.3 降噪和散熱的科學(xué)控制關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)組水冷消聲器的降噪及散熱設(shè)計(jì),需要做到在降噪的同時(shí),還可以讓發(fā)電機(jī)組的溫度冷卻下來(lái)。這是因?yàn)楫?dāng)廢氣從消聲器的進(jìn)氣位置處進(jìn)入到水冷消聲器裝置的內(nèi)腔以后,會(huì)在消聲裝置的內(nèi)腔和外殼中間的夾層水套中,通過(guò)水管和柴油發(fā)電機(jī)組形成循環(huán)連接,不讓消聲器所散發(fā)出來(lái)的熱量傳遞到隔聲罩當(dāng)中,同時(shí)削弱熱量對(duì)消聲器內(nèi)壁面的沖擊力,減少噪聲??茖W(xué)針對(duì)水套的容積大小,還有水套和消聲器空間內(nèi)腔的接觸范圍展開(kāi)設(shè)計(jì),從而科學(xué)控制好水流循環(huán)的流速,保證整個(gè)水冷消聲器散熱降噪系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。
3 結(jié)束語(yǔ)綜上所述,既然已經(jīng)意識(shí)到了靜音型柴油發(fā)電機(jī)在軍事作戰(zhàn)中的重要性,同時(shí)明確了水冷消聲設(shè)計(jì)技術(shù)在發(fā)電機(jī)組的噪聲控制中的核心地位,在今后的水冷消聲器裝置設(shè)計(jì)中,要加強(qiáng)發(fā)電機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì),做好消聲材料的正確選擇,從而完成對(duì)發(fā)電機(jī)組的降噪和散熱控制。