PDF下载
船舶轮机振动噪声控制研究进展

李开诚

扬州中远海运重工有限公司,江苏扬州,225211

摘要: 构成船舶的设备多种多样,船舶轮机是其中较为关键的组成部分,在船舶运行中发挥着不可或缺的作用。在船舶行驶的进程中,轮机常常会出现一些不同的问题,其中振动噪音对其产生的影响较大,使轮机的性能得不到全面保证,给船舶的正常运行带来了较大的安全隐患。
关键词: 船舶轮机;振动噪声;控制研究
DOI:10.12721/ccn.2022.159189
基金资助:
文章地址:

1前言

我们国家实施改革开放政策至今,随着国门的持续扩大开放,各类新工艺、新科技得到研究与开发,使船舶轮机振动噪声控制技术也实现了突飞猛进的发展。比如概念方面持续推陈创新,各级部门以及相关人员均已经认识到这项技术的重要性以及必要性。同时相关的团队建设也有了长足的进步,很多工科类高校均已经开始了与船舶轮机振动噪声控制技术相关的课程。再有就是整体理论结构的不断完善以及各类新产品、新材料、新技艺的大范围运用。经过业界人员持续不断的努力,一些全新的噪声控制材料以及设备得以持续开发生产,为这项技术的可持续发展奠定了较为扎实的基础。作为一类庞杂繁复的工程,船舶振动噪声控制自然会涉及到很多不同的问题。比如针对相关软硬件所展开的研究、针对相关设备振动源噪音的研究,还有结构振动、振动隔离等等不同的方面,需要相关工作者付诸持续的努力,才能最终获得更多新颖而又充沛的研究成果。

2船舶轮机低噪声的设计策略

对于船舶轮机振动的噪声控制来说,其中很有必要的一个方式就是低噪声设计。这样一种设计形式,历经了无数次实践的验证,可以从很大程度上强化轮机的运行,继而有效解决相关的噪声问题。现将船舶轮机低噪声的设计策略胪列如下:

2.1低噪声设计指标

低噪声指标是评估船舶轮机振动噪声控制的因素,根据船舶的环境状态,设计出低噪声评估指标。按照《海洋船舶噪声级规定》,规划出安全的噪声指标。船舶轮机振动噪声的影响,涉及到机舱区、驾驶区和起居区三个部分,根据人们可接受的安全噪声级别,设计船舶轮机低噪声指标范围(不同部位有不同的噪声限值,本文取指标区间),如:(1)机舱区:75dB~110dB;(2)驾驶区:60dB~70dB;(3)起居区:60dB~80dB。

2.2低噪声设计方法

船舶轮机振动噪声中的低噪声设计方法,可以分为两个部分。第一是低噪声的整体设计,综合考虑轮机噪声源头对目标的实际影响,利用隔断的方法阻碍噪声传递,在整体上降低船舶轮机运行中的振动噪声干扰,优化船舶轮机的运行;第二是以高指标信息为主,有目的地设计低噪声的方法,实行复合减振的方法,控制轮机产生的噪声,促使振动噪声能够处在安全的范围内。

3船舶轮机振动噪声控制策略

针对船舶轮机振动噪声的控制策略有很多,相关人员需要具体情况具体对待。比如可以合理应用隔振降噪装置、完善船舶轮机的阻尼减震设计、加强船舶轮机的被动吸振设计等等方面。现将船舶轮机振动噪声控制策略阐述如下:

3.1合理应用隔振降噪装置

为实现船舶轮机振动噪声控制,隔振降噪装置的合理应用极为关键。近年来新涌现的各类新型船舶轮机振动噪声控制装置需得到重视。

(1)减振浮筏装置

该类装置的具体应用过程中,需要在一个公共的中间质量上共同安置多台设备,但船舶舱室空间有限,船舶轮机所含设备众多,会使隔振装置的大小、重量等遭逢各种挑战。一般采用金属构成的筏架,基于该类装置的降噪隔振,可以安装许多频率不一、动力各异的设备,增强整体的效果。一般来言,减振浮筏装置尺寸都比较大,在应用进程中务须要重视其隔振和弹性效果。值得注意的是,为了保证减振浮筏装置更好地展开对船舶轮机振动噪声的控制,必须在保证该类装置刚度特性和克服振动有害影响的同时,尽量开展轻量化设计。比如采用铝合金复合材料、开展针对性的结构拓扑优化、采用椅架式筏体结构设计,增材制造技术的针对性应用亦需得到重视。这样一来,探索机筏一体化推进船舶轮机集约化系统建设,设备布置与减震浮筏装置即可实现功能互融,功率密度得以持续的加强,相关人员通过充分利用设备质量,船舶轮机振动噪声控制效果也能够得到较大程度的提升。

(2)空气弹簧隔振装置

在该类装置的具体应用过程中,其能够较好服务于船舶轮机的低频隔振,空气弹簧隔振装置具备承载力大、动态定位、频率低等不同的特点。一般将其设置于电子通讯设备、浮动地板、舱室、发电机组、辅机等处,具体的位置选择,需要视具体的情况进行确定。为保证空气弹簧隔振装置更好地发挥出其该有的作用,针对性的载荷分配优化,也必须引起相关人员充裕之重视。通过引人有限元分析方法进行空气弹簧隔振装置的垂向导纳有限元求解,即有针对性地建立隔振效果模型,分析隔振效果受到的空气弹簧隔振装置载荷分配影响。以此来开展多目标优化,即可最终得到载荷分配优化方案,最大化地发挥空气弹簧隔振装置的应用效果。

3.2船舶轮机的阻尼减震设计

船舶轮机的持续工作,一定会消耗许多的能量,这些所耗的能量即称之为阻尼。所谓阻尼减震,说简单一些就是在轮机工作进程中所产生的能量方面的转化。这样的转化是必要的,是为了消除致使噪声产生的一些能量,或者将这些能量转化为能够再利用的能量。在具体的船舶轮机设计实践中,需要大范围地运用很多的金属类的材料,这类材料的阻尼减震功能还是很好的。在具体操作过程中,为确保船舶轮机的高效工作,所展开的阻尼减震设计一定要确保完善且高效,所遴选的介质以复合材料为主,这类材料具备较强的传播功能,可以很好地完成针对噪声的内部吸收。这样的方法显然是十分可取的,可以为企业省下很多的成本,可以有效减少噪声所带来的不利影响。但是需要注意的是,减少噪声的不利影响只是一个方面,一定要在保证船舶轮机运行质效的前提下开展这样的设计工作。

3.3船舶轮机的被动吸振设计

当然,总的来看,船舶轮机噪声控制方法有很多。控制船舶轮机噪音的方法也是多种多样的。除了以上阐述的这些方式,较为常态化的一种方式就是船舶轮机的被动吸振设计。船舶轮机的被动吸振设计,主要是以动力作为重要的基础,和隔振器差不多,这样的设计主要运用和船舶实际相符合的动力吸振设备,对轮机噪声产生的源头进行分析和追踪,及时确定噪音的分贝值,产生的具体的过程以及能够改善的具体目标值等方面。在获取到这些信息之后,轮机工作人员即可以依循实际情况选择合理的设备和方法进行能量方面的转化,继而有效削弱轮机内部振动的频率,对噪声进行高效之管控。

4结语

综合上列几个章节的阐述,我们可以知道,轮机之于船舶运行有着非常重要的保障功能,而且这样的功能是无可替代的,无论是动力的供给还是安全的确保,都是非常重要的一类设备设施。通常情况下,船舶拥有非常大的体积,算是一类大型运输工具,在运输过程中往往需要承受较大的负荷。这就导致轮机在工作的进程中产生一些噪音,如此不仅有害于我们生活的环境,也会对人类的健康生活产生一定的戕害。鉴于此,相关轮机工作人员需要充分认清现时的形势,加深对噪声控制问题的探究,从而为轮机振动噪声问题的有效解决而贡献一份自己的力量!

参考文献

[1]李均勇,詹淑文.柴油机管道振动处理[J].内燃机,2014(01):19-20+30.

[2]张国昌.柴油发电机组整机振动及防振[J].柴油机,2006(04):37-41.

姓名:李开诚,性别:男,出生年月:1986.01,民族:汉,籍贯:江苏高邮,学历:本科,职称:工程师,研究方向:船舶工程