三叶罗茨风机是我国从国外引进开发的一种新型罗茨风机，运行稳定，气流脉动小，特别是大流量三叶罗茨风机，容积效率高、机械功率损失小，已经成为企业的关键设备。例如国内的二级生物污水处理厂曝气工艺使用罗茨风机送气；氯碱化工企业氢气处理工序使用大容量三叶罗茨风机输送氢气等。大容量三叶罗茨风机由于自身结构特点，工作时产生强烈噪声。改进风机流量特性，减小噪声是制造高质量的大流量三叶罗茨风机亟待解决的问题。

1 流量特性

1. 1内泄漏

国内生产的三叶罗茨风机以销齿圆弧(渐开线叶型）为主。风机的容积效率U受内泄漏流量、外泄漏流量、实际流量g,等参数影响。

风机运行时，排气腔压力远大于进气腔压力排气腔气体通过叶轮与叶轮、叶轮与机壳以及叶轮与墙板之间的间隙向进气腔泄露。叶轮与叶轮之间的间隙、叶轮与机壳之间的间隙对内泄漏流量 。影响较大，是决定三叶罗茨风机内泄漏流量込的主要因素。

1. 2外泄漏

外泄漏流量与风机的工作压力比e、排气压力 ^有关。增大外泄漏流量仏随之增大。大流量三叶罗茨风机常采用组合密封结构，减小风机的实际流量。

Qs = Qtk - (Qbi + Qbj) (1)

式中^ 一风机的理论流量，m3 /min 1. 3容积效率

三叶罗茨风机的容积效率

^ = Qs/Qth (2)

2 回流压力

罗茨风机的回流压力变化影响风机的振动与噪声。罗茨风机运行时，风机的基圆容积与排气口接通后，排气端的高压气体向基圆容积内回流，引起回流冲击，产生强烈噪声。回流缝隙的面积变化，在一定程度上反映回流冲击的强弱。

3 风机的减噪

罗茨风机产生的噪声，主要是气体动力性噪声和机械噪声。

3. 1气体动力性噪声

大流量三叶罗茨风机的气体动力性噪声，包括旋转噪声、润流噪声和共鸣声，噪声的强弱反映了风机的流体特性。

旋转噪声与气流脉动。叶轮旋转时，风机的进排气腔容积不断发生由大变小、由小变大的周期性变化，进、排气流动具有脉动性。气流脉动作用于周围介质，引起压力脉动.叶轮 逐个扫过进、排气口，对气流产生干扰，也引起压力脉动。当基圆容积与排气口接通时，回流冲击造成剧烈的压力脉动。这些周期性压力脉气流脉动作用于周围介质，引起压力脉动。叶轮逐个扫过进、排气口，对气流产生干扰，也引起压力脉动。当基圆容积与排气口接通时，回流冲击造成剧烈的压力脉动。三叶罗茨风机的气流脉动小于两叶罗茨风机，所以其振动、噪声小于两叶罗茨风机。

（1）涡流噪声（紊流噪声）

在叶轮及机壳流道表面，使气流突然减速或方向发生突变的地方，形成漩涡漩涡在流动过程中进一步分裂成一系列更小的润流.涡流变化频率很高，具有随机性。涡流噪声具有中高频性质，表现出连续宽频特性。

（2）共鸣声

由于叶轮旋转和气体涡流运动等因素的影响，气体压力在很宽的频率范围内脉动。这种脉动与进、排气腔发生声学共振，产生共鸣声。

3.2机械噪声控制

大流量三叶罗茨风机的机械噪声包括齿轮啮合噪声、轴承噪声和电动机噪声。

同步齿轮工作于高速重载条件下，可以采用硬齿面、磨齿加工，提高同步齿轮精度，减小啮合噪声;适当提高转子的动平衡精度，减小转子的惯性力、惯性力矩引起的振动、噪声;选择合适的轴承类型，装在前墙板内的固定端轴承选择双列调心滚子轴承，增加叶轮部 件刚度，减小振动。

（1）根据以上对大流量三叶罗茨风机的流量特性及噪声分析可知：

在不发生齿形干涉的前提下，采用较大的径距比/a和面积利用系数X，能够有效提高罗茨风机的容积效率适当提高叶轮与机壳的加工精度，减小转子间隙通流面积,也可以减小内泄漏、提高容积效率U。

（2）常规三叶罗茨风机的排气口为矩形，可以釆用异型排气口减小回流冲击、噪声。风机的开启角在最初开启的10°范围内，回流面积变化比较平缓，回流压力变化也比较平缓。回流冲击主要发生在开启角的10-25°之间。在开启角转过30°后，基元容积内的压力等于排气压力对于回流冲击噪声，风机的减噪设计 (如预进气结构、渐扩缝隙结构等)应从排气口边缘算起的30°范围内考虑。

（3）根据对国内风机试验、运行情况调查，大容量风机采取综合措施降噪，效果较好。高质量的大容量三叶罗茨风机必有较好的的流量特性、温度特性、较高的全绝热效率和低噪声。提高风机的热力学性能，已经成为促进风机行业发展的研究新内容。

根据以上对大流量三叶罗茨风机的流量特性及噪声分析可知：

(1)在不发生齿形干涉的前提下，采用较大的径距和面积利用系数，能够有效提高罗茨风机的容积效率适当提高叶轮与机壳的加工精度，减小转子间隙通流面积也可以减小内泄漏、提高容积效率U。

(2)常规三叶罗茨风机的排气口为矩形，可以釆用异型排气口减小回流冲击、噪声。风机的开启角在最初开启的10°范围内，回流面积变化比较平缓，回流压力 变化也比较平缓。回流冲击主要发生在开启角的10-25°之间。在开启角转过30°后，基元容积内的压力等于排气压力对于回流冲击噪声，风机的减噪设计 (如预进气结构、渐扩缝隙结构等)应从排气口边缘算起的30°范围内考虑。

(3)根据对国内风机试验、运行情况调查，大容量风机采取综合措施降噪，效果较好。高质量的大容量三叶罗茨风机必有较好的的流量特性、温度特性、较高的全绝热效率和低噪声。提高风机的热力学性能，已经成为促进风机行业发展的研究新内容。

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