在煤礦掘進中，常用局部通風機（以下簡稱局扇）給獨頭巷道通風，局扇的噪聲是掘進中的主要噪聲源，就JBT、BKJ系列局扇而言，其入口和機殼周圍的噪聲達95dB(A)以上，高的噪聲不僅影響工人的健康，而且常掩蔽井下安全警報信號造成事故，所以對局扇的降噪聲研究具有十分重要意義。本文在局扇噪聲產生的機理基礎上，綜述了從噪聲源和傳播途徑上控制局扇聲的方法。
2、局扇噪聲產生機理及其特性
局扇工作時所產生的噪聲，包括空氣動力性噪聲和機械性噪聲，其中空氣動力性噪聲的強度較大，是局扇噪聲的主要成分。空氣動力性噪聲按產生機理可分成旋轉噪聲和渦流噪聲。
旋轉噪聲是由旋轉的葉片周期地打擊空氣質點引起空氣的壓力脈動所產生的。其頻率就是葉片每秒鐘打擊空氣質點的次數，因此它與葉片數和轉速有關。旋轉噪聲的強度大致與圓周速度的5—6次方成比例。因此，對高速旋轉（轉速一般為2900轉／分）的局扇，旋轉噪聲所占比例是很高的。渦流噪聲是風機旋轉時，高速氣流在葉片界面和葉頂間隙處分離時產生的渦流分離使氣體產生的壓縮和稀疏，以聲波的形式傳播所形成的。其頻率取決于葉片與氣流的相對速度。因葉片各截面土的圓周速度隨半徑大小而變化，氣流繞過葉片時各點相對速度必然亦不
一樣，同時葉片各點厚度也不同。故從圓心到最大半徑速度呈連續變化。因此葉輪旋轉所產生的渦流噪聲呈明顯的連續譜。局扇的空動噪聲就是旋轉噪聲與渦流噪聲相互疊加的結果。
局扇的機械噪聲主要有驅動電機的電磁聲和機殼輻射噪聲。
要對局扇的噪聲進行有效控制，首先應控制其噪聲源，然而，對于轉速高大2900轉／分，噪聲高達95dB (A)以上的局扇，要使噪聲降到85dB (A)以下，確實很難。因此還必須再考慮從傳播路徑上來控制噪聲。由于局扇噪聲的輻射部位主要是進、出氣口和機殼。因此，在傳播路徑上對局扇實施噪聲控制時，應同時考慮進，出氣口和機殼的輻射。
3、在噪聲源上控制局扇噪聲的方法
從局扇氣動噪聲產生機理可知，合理的氣動設計是獲得低氣動噪聲最根本的方法，通流部件結構參數的合理選擇配匹不但可獲得高的效率，而且相應的噪聲水平也低。因此，在局扇的結構設計和改造中主要采用幾種的降噪方法：
3.1進風口元件結構的合理設計
首先，由于局扇靜葉或支撐的后緣與動葉的軸向距離很短，且靜葉或支撐位于高速流端面上。因此，從靜葉或支撐尾部脫落下來的強度較大的渦流尾跡直接與動葉發生栩互干擾作用，將導致局扇旋轉噪聲的增加，靜葉或支撐尾流的存在還破壞了葉輪進風口流場的均勻性，這將導致局扇的寬頻渦流噪聲增加。采用減少導流體支撐數，將支撐布置在喇叭口的進風口端面上，并增大局扇進風口部件的軸向尺寸，可使支撐位于氣流速度不大的位置，使支撐尾部脫落下來的渦流至動葉前緣時已基本衰減。其次，集流器的圓弧半徑太小，使氣流進入集流器時不能均勻加速，小均勻的進風口流場不但流動阻力增加，而且會使局扇的噪聲提高。若采用兩段圓弧構成的喇叭口，增大集流器的圓弧半徑，并適當改變整流罩的錐度，可使氣流在集流器和整流罩之間均勻加速。對JBT-51局扇的試驗表明，進口部件結梅經過合理設計可使噪聲的A聲級降低3～4dB(A)。
3.2減少動葉葉尖與機殼間的間隙
由于動葉葉尖與機殼間的間隙的存在，使動葉吸力面與壓力面之間產生壓差流動，它形成葉尖渦流并產生澡流噪聲。減小葉尖與機殼間的間隙，可使分離的渦流在葉尖處產生的力波動和間隙回流減弱，同時使作用于隨后葉片的干擾力減弱，從而降低噪聲。對BKI66N04.5A《8kW)子午局扇的試驗表明，在動葉葉尖處加旋轉環型圍帶，使相對間隙減少，可使局扇的A聲級降低4—5dB(A)，
3.3動葉上增設附加導葉
在局扇動葉片上增設附加導葉可控制葉輪葉柵中附面層的發展與分離，改善沿葉面的流動狀態，擴大葉片排無分離繞流范圍，降低因附面層分離而造成的渦流噪聲。研究表明，增設中導葉可降噪2～3dB，而組合導臥（上、中、下導葉組合）可降噪聲3~4dB，風機效率可提高2N4%*增設端導葉可降噪3~4dB，風機效率提高3-3.5%，端導葉對控制葉尖渦流與=次流噪聲很有作用。附加導葉幾何形狀，安裝位置、數量、高度都會對風機噪聲和氣動性能產生影響，附加導葉沿氣流方向而置，吸力面上附加導葉向上彎曲，壓力上附加導葉向下彎曲。入口、出口氣流角取20(-30(為宜。導葉數盡量少，沿葉面設置l-2個導葉就能獲得良好的繞流效果。導葉高度應超過附面層厚度，不能過高或過低，常取0．06-0.07b（b為葉片弦長）為宜。試驗證明，在葉片吸力面上設置導葉具有最佳效果。吸力面上導葉設置在分離點后到出口的分離區域內。
3.4合理的動葉與靜葉間的軸向間距
在局扇運行時，氣流與葉片作相對運動時，葉片后緣的氣流尾跡中，速度及壓力均小于主流區，使葉柵后的氣流速度與壓力分布皆不均勻，這種不均勻的流譜在旋轉。如果在動葉之后有靜葉，則這種非穩定流動與靜葉相互作用將產生噪聲。動葉與靜葉間的距離愈近，噪聲愈烈。在JBT51-1局扇上試驗表明，將動葉與靜葉間的軸向相對間距從4%增大到7.5%，可使噪聲降低3dB(A)。試驗還表明，當（s增大到1后，降噪不明顯。但應指出的是，軸向相對間距過大，會對局扇的氣動性能產生較大影響。
4、在傳播途徑上控制局扇噪聲的方法
4.1在局扇進．出氣口安裝消聲器
在局扇噪聲中，進，出氣口輻射的空氣動力性噪聲強度最大，所以控制局扇的噪聲，首先應將這部分噪聲降下來。由于局扇在井下使用時為壓入式通風，噪聲的主要輻射部位在風機的進口，所以一般在進氣口安裝消聲器。
目前在種類繁多的消聲器中，使用在局扇上最多的為阻性消聲器，微穿孔板消聲器兩大類。
由多孔吸聲材料制作的阻性消聲器主要吸收中高頻噪聲，對以中高頻噪聲為主的局扇，有很好的降噪效果，但在多粉塵而且潮濕的井下環境，會使多孔吸聲材料受潮，同時，粉塵殼塞吸聲材料會降低其吸聲性能。因此，必須對多孔吸聲材料必須作防水防潮等處理，而且要設計成裝拆方便的結構，以更換吸聲材料。
微穿孔板消聲器一般設計成雙層結構以克服其吸聲底谷，雙層結構的微穿孔板消聲器幾乎在全頻帶上都有較好的降噪效果。但它的缺點是制造工藝相對復雜、在井下多粉塵的環境工作時微孔容易阻塞而影響降噪效果。因此，一般也應做成裝拆方便的結構。與阻性消聲器比較，其降噪效果受氣流速度的影響較小，拆卸后可用水清洗微穿孔板或用壓縮空氣將粉塵除去，而對降噪不產生影響。若對微穿孔板的結構參數進行優化，可達到較好降噪效果。為了對局扇的氣動性能不產生大的影響，一般在兩類消聲器的入口均加錐型的導流裝置，導流裝置的骨架設計成穿孔板結構，并在導流裝置內填充吸聲材料。
4.2局扇機殼加阻尼
在局扇進氣口安裝消聲器可以消減空氣動力性噪聲，即把局扇最強部分的噪聲消除掉。但是，如果現場對降噪的要求較高，局扇的機殼輻射的噪聲也需要控制時，可在局扇機殼表面涂阻尼材料。阻尼材料具有損耗振動機械能的能力，將阻尼材料噴刷在機殼表面作成自由層，當結構發生振動輻射噪聲時阻尼層發生變形，依靠阻尼材料的內摩擦耗能，將機械能轉化為熱能，消散于周圍環境中，可達到降噪目的。但應注意的是阻尼層的厚度應通過試驗確定，過大的是阻尼層厚度并不能提高降噪的效果．
5、結語
對風機噪聲的控制，最積極最根本的措施是從聲源上根治噪聲，即設計制造高性能、低噪聲的風機是控制風機噪聲的根本途徑。對已投入使用的風機，進行合理的結構改造和安裝適當的消聲器是控制風機噪聲的是主要手段。
