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靜音型柴油發(fā)電機(jī)組水冷化技術(shù)

發(fā)布時間:2020-07-14人氣:169

  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,必須針對柴油發(fā)電機(jī)組的噪音問題加以解決,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,同時起到了降溫降噪的設(shè)計目的。

  1 國際上靜音型柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)的開發(fā)

  1.1 美國為了更好地適應(yīng)未來現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的發(fā)展需要,提高美國軍隊的國際戰(zhàn)爭實力,美國特別注重對新一代軍隊柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)的開發(fā)與研制。美國希望,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)確地實現(xiàn)對發(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,實現(xiàn)了對機(jī)組可變轉(zhuǎn)速的科學(xué)控制,能夠采用新型的設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)開發(fā)技術(shù)來展開對靜音型柴油發(fā)電機(jī)組的技術(shù)控制[1]。

  1.2 德國德國在靜音型柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組的開發(fā)中,德國的熊貓發(fā)電機(jī)公司在這方面做的比較好,該公司對于柴油發(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,讓消聲器裝置在對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行消聲的時候,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,充分合理地對發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化,對冷卻水水流的速度,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行狀態(tài)下。

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  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)計當(dāng)前,我國國內(nèi)對于水冷消聲技術(shù)的開發(fā)還處于起步的初級階段,還需要進(jìn)一步針對水冷消聲技術(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)計和控制的問題,從實踐中可以了解到,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)計理念來進(jìn)行,根據(jù)不同規(guī)格型號管道的要求,來對消聲共振腔和擴(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)計的時候,還需要注意對吸聲原材料的科學(xué)選擇,這是由于發(fā)電機(jī)組在運行工作以后所產(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,同時抵御非常強(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比較好高,從噪聲頻率變化角度來看,消聲量可以形成一個倒 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,需要做到在降噪的同時,還可以讓發(fā)電機(jī)組的溫度冷卻下來。這是因為當(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,會在消聲裝置的內(nèi)腔和外殼中間的夾層水套中,通過水管和柴油發(fā)電機(jī)組形成循環(huán)連接,不讓消聲器所散發(fā)出來的熱量傳遞到隔聲罩當(dāng)中,同時削弱熱量對消聲器內(nèi)壁面的沖擊力,減少噪聲。科學(xué)針對水套的容積大小,還有水套和消聲器空間內(nèi)腔的接觸范圍展開設(shè)計,從而科學(xué)控制好水流循環(huán)的流速,保證整個水冷消聲器散熱降噪系統(tǒng)可以正常運行。

  3 結(jié)束語綜上所述,既然已經(jīng)意識到了靜音型柴油發(fā)電機(jī)在軍事作戰(zhàn)中的重要性,同時明確了水冷消聲設(shè)計技術(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,做好消聲材料的正確選擇,從而完成對發(fā)電機(jī)組的降噪和散熱控制。