物控作业题

物理性污染控制作业环境工程64130415张佳路1.什么是热泵？分析热泵系统的噪声和振动产生情况，提出治理对策或方案.(1)热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是全世界倍受关注的新能源技术。它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备——“泵”；热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。热泵机组由于具有节能、环保及冷暖联供等特点，被国内许多单位用于解决通风空调中制冷、制热问题。尤其是空气源（风冷）热泵，采用空气冷却与换热，安装迅速、方便，多台半（全）封闭式压缩机和多回路设计，广泛应用于写字楼、商场、医院、娱乐中心、学校、公寓、别墅、影剧院等场所。燃气机热泵是以洁净的城市燃气作为能源，以高效率的燃气发动机代替传统的电动机，驱动压缩机进行热泵循环，直接将燃料燃烧释放的能量转换成压缩机所需要的机械功，达到制冷和供热的空调系统。由于使用的能源主要是天然气，不依靠市电，避免了电力生产及输送工程中的能量转换损失，所以它具有保护环境、改善电力负荷等优点。且燃气机热泵在制热的情况下，可以回收利用发动机的余热，供热能力得到极大的提高，一次能源利用率比其他的供热方式高出很多然而热泵装置除了这些优点，也存在一个较大缺陷——振动噪声较大。近几年，许多大中城市发生的热泵扰动事件日益增多，已成为城市中一类带有普遍性的固定源噪声污染问题。（2）热泵机组噪声振动分析热泵内部机械装置的工作方式是产生噪声的根本原因。目前，国内广泛应用的压缩式热泵是靠电动机或柴油机、燃气发动机等驱动，通过箱体底部的压缩机使氟利昂等工质进行蒸发（吸热）和冷凝（放热）循环；机组两侧设有进气口，上部设有轴流风机排风扇，从而形成有组织的通风散热系统。由此可见，热泵的噪声源主要是压缩机和排风扇。其中运行噪声为压缩机的机械噪声和排风扇的动力噪声；结构噪声为压缩机运转而导致热泵的钢结构发生微振动，有的空调系统把冷热水循环泵安装在热泵旁边，热泵的噪声和循环水泵的噪声共同成为噪声源。根据实测结果表明：（a）热泵机组的噪声频谱特性呈中低频，主要范围是63Hz~500Hz，声压级均在70dB以上。低频声在空气中随距离增大衰减很慢，影响范围广，比较难消除。（b）大型热泵的噪声是开放性的，噪声主要从热泵的两侧和顶部向外辐射，故形成了一个很大的面声波，衰减很慢，在热泵两侧的3m范围内基本无衰减，在热泵长度以内距离衰减率为3dB。（c）为方便散热，热泵底部通常架空安装，且不设安全底盘，只有钢架结构，压缩机都支承在框架上。因此，部分噪声也从底部向外传播。（3）治理对策及方案噪声控制噪声污染是一种物理性污染，它在环境中不积累、不持久，当声源停止发声后，噪声立即消失，只有当噪声源、传播途径和听者同时存在时，才对听者形成干扰。噪声污染的发生必须有这三个要素，因此控制噪声污染必须从这三方面着手，既要分别对其进行研究，又要将它们作为一个系统综合考虑。优先的次序是：噪声源控制、传播途径控制和接受者保护。噪声控制的一般程序是：首先进行现场调查，测量现场的噪声级和频谱；然后按有关的标准和现场实测数据确定所需降噪量；最后制定技术上可行、经济上合理的控制方案。（a）噪声源的控制控制噪声污染最根本的方法是从控制声源的发声着手。通过研制和选用低噪声设备、改进生产加工工艺、提高机械设备的加工精度和安装技术，以及对振动机械采用阻尼隔振措施，可达到减少发声体的数目或减低发声体的辐射声功率。（b）传播途径的控制控制噪声污染最常用的方法是从传播途径上考虑。因为当机器或工程已经完成后，再从声源上控制就受到一定程度上的限制了，但是从噪声传播途径上加以控制的空间却非常大，效果也非常明显。例如:1）总体设计上合理布局；2）充分利用噪声随距离衰减的规律；3）利用屏障阻止噪声传播；4）利用声源指向性，改变机器设备安装方位降低对周围的噪声污染；等等，在上述措施均不能满足环境要求时，可采用专门的声学处理技术来降噪，如吸声处理、隔声、消声、隔振、阻尼减振等。常用的几种具体的噪声控制技术措施如下：热泵机组全封闭式隔声消声装置，将热泵机组封闭在轻钢结构制成的隔声装置内，以轻钢作为隔声装置的支撑骨架，成品隔声材料或金属复合隔声板材做围护结构，内表面敷设多孔或纤维状吸声材料，四周设置通风消声窗及隔声门，顶部设置排风消声装置。排风消声装置安装在隔声装置的支撑骨架上，热泵不承重。这种措施降噪效果十分明显，适用于降噪要求高，施工场地不受限制的场所，缺点是因排风口处空气阻力较大，通风散热量很难达到要求。热泵机组半封闭式隔声消声装置，这种装置类似于上述在热泵机组的四周加建一个隔声间，维护结构采用轻质的隔声吸声结构，四周设置通风消声窗及隔声门。热泵机组局部消声装置，把热泵机组进风和排风部位隔离成两个相对封闭的进、排风空间，分别进行消声处理。一般为在出风口处加装阻性或抗性或阻抗复合式消声器。热泵机组局部开敞式隔声罩，把热泵机组和其进风排风口作为一体来考虑，搭建一个隔声罩，体积小于隔声间围护结构采用轻质隔声吸声结构，进风口和出风口完全开敞，并采用强吸声结构。压缩机半封闭式隔声罩,利用压缩机的表冷器后部进气腔的一定空间，加装一个外形尺寸比压缩机外形稍微大一点的半封闭隔声罩，使压缩机的机械噪声从进风口传出去之前就得到了较好的控制。（c）接受者防护在其他措施不能实现时，个人防护不失为一种经济有效的措施。即：佩戴耳塞、耳罩或头盔等，它们主要是利用隔声原理来阻挡噪声传入人耳。由于噪声对人体危害的主要侵袭途径是人耳。因此，在耳朵处筑起一道防护墙，不仅能保护听力，而且可以防止因噪声引起的其他方面(如神经、心血、消化等)的病症。然而，对于工业噪声而言，最有效的办法还是在噪声的传播途径上采用声学的控制措施。常用的方法有吸声降噪、隔声降噪、消声器、隔振与阻尼等。振动控制物体振动是产生声音的根本原因，所以控制振动不仅可以保护仪器设备和人不受振动的危害，而且还可以有效地控制噪声污染。振动控制过程与噪声控制类似，但比其复杂。概括地说，控制振动有两种方法。一种是利用摩擦阻力的作用，或振动物体与周围媒质之间的黏滞摩擦，或物体自己的内摩擦，使振动的能量逐渐转变为热能。摩擦阻力越大，能量减少得越快，振动停止得越快；另一种是物体的振动引起临近质点的振动，使振动的能量逐渐向周围辐射出去，使振动逐渐转化为声能。（a）控制振动源振动（消振）最彻底和有效的办法就是控制振动源的振动。因为受控对象的响应是由振源激励引起的，应减小或消除振源本身的不平衡力引起的激励。增加机组的质量，或在机组上装设动力吸振器可减小振源底座处的振动。（b）隔振隔振是指让振动传不出去，从而消除振动的不良影响。主要是控制振源的传递来实现隔振，以减小设备对振源激励的响应，应用十分广泛。一般有1）采用大型基础；2）在机械振动基础的四周开设一定宽度和深度的防振沟，里面填以松软物质，以隔离振动的传递；3）采用隔振元件，如在振动设备下安装隔振器，使设备和基础之间的刚性连接变成弹性支撑等等。（c）阻振又称阻尼振动，即在受控对象上附加阻尼器或阻尼元件，通过消耗能量使响应减小。阻尼可使沿结构传递的振动能量衰减，还可减弱共振频率附近的振动。2.分析轿车驾驶室内噪声大小与哪些因素有关；怎样做可以降低噪声大小、提高驾乘和听音的舒适度？（1）车内的噪声主要是由发动机等机械构件噪声（发动机噪声）、轮胎与地面的摩擦声（路道噪声）、汽车冲破空气幕而产生的碰撞及摩擦声（风噪声）、外环境传入车内的声音（如大货柜车呼啸而过的声音）、驾驶舱内饰板等部件发生振动产生的内部噪音等组成。纵观汽车的结构，车内噪声发生的机理如图所示。从声源来看，车内噪声的主要声源有发动机噪声、进排气噪声、冷却风扇噪声和底盘噪声等。这些噪声源所辐射的噪声，在车身周围空间形成了一个不均匀声场，并通过不同方式向车内传递：一个是噪声通过车身壁板及门窗上所有的孔、缝等直接传入车内；一个是车外噪声声波作用于车身壁板上，激发壁板的振动并向车内辐射噪声。（2）车内噪声的噪声源很多，车身结构也可能有产生放大噪声的因素，所以车内噪声控制是一项十分复杂的工作。一般采用两种方法来解决：一是减弱消除噪声源；二是隔绝声源和振动源，从噪声的传播路径入手减弱传向目标子系统的能量。a)在车内噪声源中，发动机产生的噪声毫无疑问成为各大噪声源之首。为了降低车内噪声就不得不选择运行平稳振动小、相对安静的发动机。b)车身结构的振动是车内噪声的主要来源之一，要有效的控制车身结构振动产生的车内噪声，就必须在车身结构各子系统能量的产生、传递、释放的整个过程中进行控制，最基本的办法就是采用施加阻尼来减小和抑制车身板件的振动和能量传递。c)流线型良好的车身不仅可以降低车的阻力，还可以减小空气涡流及空气与车身的摩擦和撞击，所以采用流线型较好的车身以及低摩擦系数的面漆能使风流畅的流过车身表面来控制风噪声的源头。所以治理方案主要针对车内噪声的主要传播路径进行：一，铺设阻尼材料，提高了材料内部能量损耗；二，对结构间连接处的能量传递进行优化。在车身使用车用阻尼涂料是减小振幅、降低噪声和隔热吸声的功能性涂料或新技术的宽温域阻尼材料，它在很多复杂的条件下都能起到减振、降噪、隔音、隔热的作用。吸声材料的改变对车内噪声的降低有明显作用，在高频部分效果尤为明显。轿车内室材料吸、隔声性能的改善能够有效地控制车内中高频段的噪声，但是这一方法在实际应用中需要综合考虑更多的因素增厚地板阻尼层。车地板位于乘坐室下方，是整个车身结构的最底层，前连隔热墙，后接后座隔板，为车内噪声控制中不可忽视的部位。加厚侧窗玻璃的厚度。加厚侧窗不仅增加了玻璃板的内部损耗因子，使得自身的传递损耗增加，同时还减小了车外气流对车窗玻璃的输入功率。但玻璃的厚度并不是越厚越好，设计时还要考虑到整车重量的增加、布置和美观等因素。增厚车门的阻尼层，使其进一步降低振动和声辐射。隔热墙处的处理。隔热墙是发动机舱和乘客舱之间的隔板，它吸收并阻隔动力总成向车内辐射噪声能量。对隔热墙进行表面阻尼处理，提高其结构阻尼，抑制了共振，降低隔热墙向车内声腔辐射的能量。3.简要介绍一下我国输变电技术发展情况，结合实际案例分析工频电磁场污染问题.（1）输变电技术发展状况随着国民经济迅速增长，电网建设迅猛发展，输变电技术也不断提高。（a）输配电设备不断更新，技术水平不断提高根据我国电网发展的特点，对各种输变电设备进行了开发研制，从低压、高压直到超高压,从单一品种发展到多个品种，达到系列化生产。根据电力行业技术政策和装备政策要求，随着技术进步，在材质性能、结构原理等方面都有不同程度的改进和创新。电力变压器近十几年来，对110kV及以下电压等级的变压器进行了几次优化设计，形成了节能变压器的新系列。随着新型号冷轧硅钢片的出现，又试制出了当代节能效果更好的电力变压器，从损耗指标看，比第一代降低了20%左右。目前我国500kV单相最大容量做到25万kVA,三相最大容量做到36万kVA。在我国500kV工程中，国产变压器应用已占40%左右，并已研制开发了六氟化硫(SF6)配电变压器，符合了无油化技术政策要求。用性能更优良的非晶合金材料制造的配电变压器已在部分电网投入运行。高压并联电抗器研究试制起步于西北刘天关330kV输变电工程，目前已试制出了500kV高压并联电抗器，其最高容量为5万kvar(单相)，已广泛应用于输变电工程。开关电器目前从低压、中压、高压到超高压，已基本形成了我国自己的系列产品。六氟化硫开关电器技术开发引进，使我国在六氟化硫开关电器制造水平上大大提高了一步，66kV及以上电压的断路器，国产化率已近100%，在品种上已有柱式、落地罐式及组合电器等品种。据不完全统计，在我国工程建设中国产220kV及以上电压的六氟化硫断路器应用已达50%以上，500kV六氟化硫组合电器，预计1996年通过试运行，提供工程应用。在配电开关设备中，新型真空断路器、新型六氟化硫断路器、环网柜、箱式变电站等新产品已向系列化发展。线路绝缘子和高压瓷支柱绝缘子为适应我国330