柴油發(fā)電機組的噪聲非常大,而且噪聲的機理非常復雜,如果被應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)電機組的噪音問題加以解決,應用水冷化消聲技術,可以很好地控制好發(fā)電機組的噪聲,同時起到了降溫降噪的設計目的。
1 國際上靜音型柴油發(fā)電機組技術的開發(fā)
1.1 美國為了更好地適應未來現(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)電機組技術的開發(fā)與研制。美國希望,在下一代的能源系統(tǒng)發(fā)展中,發(fā)電機組的功率可以達到
1kW ~ 1MW,擁有 12 套型號的機組品種,其中在 5 ~ 60kW
的發(fā)電機組中,已經(jīng)能夠準確地實現(xiàn)對發(fā)電機重量、噪聲以及柴油燃燒率的有效控制,充分發(fā)揮了發(fā)電機組的智能控制及故障診斷功能,實現(xiàn)了對機組可變轉(zhuǎn)速的科學控制,能夠采用新型的設計理念和結(jié)構開發(fā)技術來展開對靜音型柴油發(fā)電機組的技術控制[1]。
1.2 德國德國在靜音型柴油發(fā)電機機組的開發(fā)中,德國的熊貓發(fā)電機公司在這方面做的比較好,該公司對于柴油發(fā)電機組使用了全水冷型消音技術控制,也就是應用水冷結(jié)構的特性,讓消聲器裝置在對發(fā)電機組進行消聲的時候,還可以帶走一部分的發(fā)電機組溫度,從而達到降噪降溫的目的;削弱發(fā)電機組的遠紅外特征情況,同時也可以減輕消聲器自身的重量和體積,增加發(fā)電機組的剩余空間;使用全球上最先進的發(fā)電機消聲裝置,充分合理地對發(fā)電機組的內(nèi)部結(jié)構狀態(tài)進行優(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)電機組可以處于正常的運行狀態(tài)下。
2 水冷消聲技術的關鍵
2.1 發(fā)電機組內(nèi)部結(jié)構的科學設計當前,我國國內(nèi)對于水冷消聲技術的開發(fā)還處于起步的初級階段,還需要進一步針對水冷消聲技術的關鍵加強研究,首先是關于靜音型柴油發(fā)電機組的內(nèi)部結(jié)構設計和控制的問題,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,所以要使用阻抗復合型的消聲器裝置,然后在再添加水冷循環(huán)散熱結(jié)構,形成復合型的水冷消聲器,可以降低消聲器的熱輻射水平,讓隔聲罩結(jié)構內(nèi)部的溫度降低,簡化其結(jié)構,減少消聲器結(jié)構的構造成本。由此證明,復合水冷型發(fā)電機組的內(nèi)部結(jié)構要用科學的設計理念來進行,根據(jù)不同規(guī)格型號管道的要求,來對消聲共振腔和擴張部分進行組合,減少機組廢氣噪聲。
內(nèi)腔和外殼中間設計相應的水套夾層,讓發(fā)電機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 原材料的科學選擇在柴油發(fā)電機組水冷消聲器裝置設計的時候,還需要注意對吸聲原材料的科學選擇,這是由于發(fā)電機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,耐腐蝕性強的特點,同時抵御非常強烈的強氣流沖擊,結(jié)構性質(zhì)可靠,具有防銹功能,不至于結(jié)構松散或破敗,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)的聲學泡沫吸聲材料。當噪聲處在
500 ~ 2000Hz,聲學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,而且隨著聲學泡沫外觀尺寸規(guī)格變大,聲學泡沫消聲層的倍頻帶消聲量反而是降低的[3]。
2.3 降噪和散熱的科學控制關于柴油發(fā)電機組水冷消聲器的降噪及散熱設計,需要做到在降噪的同時,還可以讓發(fā)電機組的溫度冷卻下來。這是因為當廢氣從消聲器的進氣位置處進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計,從而科學控制好水流循環(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)電機在軍事作戰(zhàn)中的重要性,同時明確了水冷消聲設計技術在發(fā)電機組的噪聲控制中的核心地位,在今后的水冷消聲器裝置設計中,要加強發(fā)電機組內(nèi)部結(jié)構的科學設計,做好消聲材料的正確選擇,從而完成對發(fā)電機組的降噪和散熱控制。