船舶机械设备的噪声及有效控制策略探析

发表时间:2021/3/18   来源:《工程管理前沿》2020年第33期   作者:朱伟伟
[导读] 近年来,我国的船舶工程建设的发展迅速,船舶机械行业保持着快速发展,人们追求船舶机械舒适性的同时,对于机械噪声提出了较高的要求。
        朱伟伟
        友联船厂(蛇口)有限公司  广东深圳  518000
        摘要:近年来,我国的船舶工程建设的发展迅速,船舶机械行业保持着快速发展,人们追求船舶机械舒适性的同时,对于机械噪声提出了较高的要求。科学控制船舶机械噪声,能够确保船舶的整体舒适性,避免噪声污染情况的出现。主要从船舶机械噪声的不良影响分析入手,阐明了控制船舶机械噪声的必要性,分析了船舶机械噪声控制的原则,并提出了有效控制好船舶机械噪声的措施,为提升船舶机械的整体运行效果,强化噪声控制效果,提供了一定的借鉴和参考。
        关键词:船舶机械设备;噪声;有效控制策略探析
        引言
        船舶动力系统能够为舰船航行提供动力,对舰船航行能力有着重要的影响。其中,机械齿轮传动是提供船舶动力的一种重要形式。在船舶行驶的过程中,船舶齿轮传动装置会产生传动噪声,这也是机械噪声最重要的来源之一。船舶机械噪声与行船安全关系重大,机械噪声过大会影响舰船设备的正常运行。某些有特殊功能的船舶,如作战舰船,船舶齿轮传动装置发出的机械噪声会暴露舰船相关信息,因此必须对机械噪声进行控制。而控制噪声的前提就是对船舶动力系统机械噪声进行准确辨识。目前相关学者对该领域进行了研究,并取得了一定研究成果。通过引入噪声矢量场体系对船舶机械噪声进行了分析及优化,根据工况的不同选取适当的船舶动力系统相关参数,利用雅克·杜波切特计算理论计算机械噪声。该方法操作简便易实现,但对船舶动力系统机械噪声的辨识准确率较低。提出了基于反卷积波束形成的噪声源识别方法,通过减小主瓣宽度并消除旁瓣提高空间分辨率,从而获得噪声数据。该方法能够得到准确的噪声源,但该方法辨识噪声数据用时较长。对多类振动噪声源下舰船水下噪声进行了研究,通过引入耦合声场计算方法,能够对舰船机械噪声进行准确计算,但是计算过程较为复杂,噪声数据辨识时间过长。
        1船舶机械噪声的不良影响
        船舶机械噪声的大量存在会带来较多不良影响,主要表现在以下几方面:①船舶内人员长期处在噪声环境中,自身的听力、心血管以及神经系统都会受到损害,影响到生命机体的健康发展;②长期持续的噪声环境会使得人们心生烦躁,出现一些抑郁、烦闷负面情绪,这样将会给船舶乘客带来不良体验;③由于船舶工作人员受到噪声的干扰,会降低工作效率,且长期无法得到高质量的休息,多数人会出现耳鸣、睡眠质量较差以及记忆力减退的情况,这样会容易诱发一些具有较大危害的疾病,如高血压和心脏病等,影响身体健康;④船舶工作人员自身的专注力会受到噪声的负面影响,在面对突发事件时,无法始终保持着冷静,且疲劳感所导致的安全事故概率提升;⑤船舶机械存在着的噪声,会给周围居民群众带来不良影响,影响到周围居民的日常生产生活;⑥船舶机械噪声多是来源于振动,其会影响到各方面器件的正常运行,缩短船舶的使用年限,还会埋下一定的安全隐患。
        2重要性
        随着网络技术的飞速发展与广泛应用,网络为各项控制、管理、监测等技术的远端操作提供了技术条件。

网络技术的发展,直接或间接促进带动了相关技术的发展,同时也激发着传统技术向网络技术的靠拢与转型。在船舶动力机械设备噪声监测领域,传统的船舶动力机械设备噪声监测,普遍采用声源本地化采集,数据同步本地分析的方式。绝对本地化的数据处理方式,无法接入到云端大数据,造成噪声数据分析的滞后性与准确度的差异性。受传统监测算法的限制,仅靠一条网线接入解决不了噪声数据无法远程监测的问题。因此,如何就现有的监测方法进行修正改进,成为研究人员首要解决的问题。
        3船舶机械噪声的有效控制措施
        3.1发动机噪声控制
        发动机是船舶运行过程中的主要机械之一,其在实际应用的过程中使用功率不断上升,相应产生的噪声也逐渐加大,对此,噪声研究人员需要充分关注到这一点,采取合理、有效的控制措施。研究人员需要针对发动机、机架之间的减振块进行有效控制,持续优化其使用效果,减少发动机运行中的振动情况,从而避免噪声大范围传递。控制工作中可以选择使用吸音材料制作出合适的罩壳,密封发动机,减少噪声的扩散。在设计船舶发动机的过程中,需要充分考量到机械噪声过大的现象,尽可能地优化排气噪声通道,使得排气管始终保持良好的畅通性,从而减少气流脉动所产生的噪声二次辐射情况。设计人员需要结合船舶机械的噪声情况,尤其是发动机的运行状态,科学设计好喷油提前角,精确控制好喷油的实际规律,从而对发动机实际燃烧过程中的噪声进行良好控制。发动机的风扇运行环节中,也存在着机械噪声,当风扇运行直径和速度都逐渐扩大时,噪声也会有所加大。对此,发动机设计人员需要采用一定的液压马达,科学、合理地调节风扇转动速度,使其保持正常的运转状态。此外,需要针对风扇叶片数量、材料设计以及形状加以科学设计,促进风扇的实际运行噪声被控制在合理范围内。
        3.2船舶驾驶室噪声
        船舶运行控制以驾驶室为主要工作场地,如果这个地方存在着较大的噪声,将会直接影响到驾驶员的身心健康,如果驾驶员长期处于疲劳、焦躁的状态,易出现操作失误的情况,引发安全事故。为此,需要积极采用科学、合理的方式和手段进行降噪处理工作:①优化驾驶室的结构。重点控制好驾驶室底板、操作杆件方面的设计工作,良好隔离驾驶室与外界,减少噪声给驾驶室板件带来的振动影响,从而有效避免驾驶室混响情况的出现。②提升驾驶室的吸音水平。均匀铺设一定的吸音材料,在驾驶室周围的窗缝、门缝之中,填补好相应的隔音材料,减少其受到二次声源的负面影响。设计人员在具体设计驾驶室的过程中,需要针对板件的实际尺寸和质量情况充分考量,合理布置好地板板件方面的尺寸,注重拔尖的叠加位置,强化其实际刚度,提升船舶机械噪声控制的整体效果。
        结语
        针对传统船舶动力机械噪声监测方法无法支持远程监测的问题,本文进行噪声模型数据分析,提出了船舶动力机械设备噪声远程监测方法。采用算法引入的方式,将远程监测相关加权量与逻辑进行添加,实现远程噪声监测的效果。
        参考文献
        [1]薛睿超,杨燕明,黄二辉,等.远海船舶噪声分布初步研究[J].声学技术,2017,36(5):467-472.
        [2]张益敏,陈俐,朱剑昀.混合动力船舶动力装置及能量管理研究综述[J].舰船科学技术,2018,40(5):1-7.
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