[发明专利]窗载风机用90°矩形消音降噪弯头及弯头的消声处理方法

说明书

技术领域

本发明属于通风空调领域，具体涉及一种矩形弯头及弯头处理方法，特别是一种窗载风机用90°矩形消音降噪弯头及弯头的消声处理方法。

背景技术

噪声是室内环境品质的影响因素之一，噪声会对人员工作效率产生影响，尤其对精密加工工人或者脑力劳动者的影响更为明显：它会分散人的注意力甚至损害人体健康。在通风空调系统中，气流在风管弯头内流动时会产生再生噪声，风速越大再生噪声越大。噪声通过风管传播，在风管弯头处产生的噪声位于通风空调系统的消声器后面，消声器无能为力。因此，通风空调系统中弯管噪声控制成为建筑内噪声控制的一个十分关键的问题。

目前，控制弯管噪声主要有两种方式：一种方法是在通风空调设计中将主风管的流速控制在8m/s内，以减轻气流与管道之间的摩擦以及气流激发的管壁振动产生的噪声。但是，在流体输送管路中，90°矩形弯头是非常常见的改变流体流向的管件。由于流体的转弯，出现了从曲率中心向弯管外弧面的离心力，这就使得流体从管道的直管道过渡到弯曲管段时，外弧面压力增大而内弧面的压力降低。所以，在外弧面处流体的流速减小，而内弧面处流体的流速相应地增大，很容易在某些部位产生大于8m/s的流速，在室内产生难以消除的噪声，从而影响室内人员的身心健康。另一种方法是在管道内部全部应用消声材料铺设进行消声，这样不仅导致管道内阻力变得很大，需要的能量消耗增大，送风风机等设备也要选去较大型号，增大初投资费用和安装难度。而且当前具有集中通风空调的建筑内风管面积都很大，需要使用大量的消声材料，费用不菲。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种90°矩形消声弯头。

为实现上述技术任务，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种90°矩形消音降噪弯头，包括上顶板、下底板、外弧面和内弧面；上顶板、下底板、外弧面和内弧面作为四个面合围得到一个1/4圆的弧形管；上顶板与下底板相同；所述上顶板、下底板和内弧面都被划分为高噪音区、中噪音区和低噪音区；在所述高噪音区和中噪音区的位于90°矩形消音降噪弯头内的表面设置有厚度不同的消声材料。

进一步的，所述高噪声区的位于弯头内的表面设置的消声材料为聚氨酯橡胶。

进一步的，利用下式计算所述高噪音区的位于弯头内的表面设置的消声材料的厚度：

式中，H_h为高噪音区聚氨酯橡胶涂抹的厚度，mm；δ为90°矩形弯管壁厚，mm；L_max-h为板面的最大声压级值，dB；L_h-m为划分高噪音区和中噪音区的声压级阈值，dB；L_P为高噪音区中任意点处的声压级，dB；γ₁为高噪音区厚度常数系数，1≤γ₁≤6；INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。

进一步的，所述中噪音区的位于弯头内的表面设置的消声材料为树脂改性沥青。

进一步的，所述中噪音区的位于弯头内的表面设置的消声材料的厚度：

式中，H_m为中噪音区树脂改性沥青涂抹的厚度，mm；δ为90°矩形弯管壁厚，mm；L_h-m为划分高噪音区和中噪音区的声压级阈值，dB；L_m-l为划分中噪音区和低噪音区的声压级阈值，dB；L_P为中噪音区中任意点处的声压级，dB；γ₂为中噪音区厚度常数系数，1≤γ₂≤6；INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。

本发明的另一个目的在于，提供一种对90°矩形弯头的噪音处理方法，包括以下步骤：

步骤1：求解90°矩形弯头的连续性方程和N-S动量方程偏微分方程组，并确定90°矩形弯头稳态湍流速度场U(x,y,z)和压力场P(x,y,z)；

步骤2：根据步骤1得到的90°矩形弯头稳态湍流速度场U(x,y,z)和压力场P(x,y,z)，代入式1，然后对式1进行一阶迎风格式离散化，并求解离散化后的式1，得到声学脉动偏微分方程的流动分量u_a(x,y,z)和P_a(x,y,z)，进而得到紊流脉动动能k和紊流脉动动能的耗散率ε；