消声器在玻璃钢冷却塔使用上的优化设计

消声器在玻璃钢冷却塔使用上的优化设计

冷却塔消声器设计时，降低消声量是主要目标。但对于一定结构的消声器，其阻力损失、气流速度是否达标，是否会出现高频失效等问题均需考虑。当然，这些问题可以通过验算及检查，若不满足要求，重新设计消声器的结构型式和尺寸。如此反复计算既麻烦又得不到最佳值，为了又快又好地设计消声器，必须用优化设计的方法来设计冷却塔消声器。

1.建立目标函数
噪声源和环境条件不变时，消声器的气动性能和降噪量是确定的。此时，工程上的主要问题是减少设备的安装体积和降低材料的成本。因此，可设阻性消声器的体积为目标函数，得：

其中，di、di + 1
为消声环内外圈直径。
2.设计变量
阻性环式消声器以消声环厚度"、环间距a 及有效长度l 为优化参数，故设计变量为：



3.约束条件
冷却塔消声器的体积优化应满足消声量、阻力损失、气动性能和结构形状等要求，因此约束条件涉及物理条件和几何条件等方面。

（1）消声量约束
令ADi为消声器某中心频率下设计消声量，得到各中心频率下消声量约束条件为：


（2）阻力损失约束
一般要求消声器的阻力损失不超过总阻力的6%，即消声器的局部损失和沿程损失之和AP＜zP X 6%［2］，且有

式中， 为等效阻力系数， = r + c + m， r、 c、 m分别为消声器入口损失系数、出口损失系数和摩擦损失系数，各系数取决于
（3）气流再生噪声约束
为了使消声器不产生气流再生噪声，消声器中的气流速度应在10m/S以下
（4）高频失效约束
（5）通流比约束

4.优化方法
工程中可供选择的优化方法很多，但大多数是处理连续变量。从数学理论上看，这些方法不能让人信服，尤其在某一目标函数比较接近的区域更是如此。为此，本文选择网格优化法，其好处在于它既能处理连续变量，又能处理离散变量。