冷卻風(fēng)扇噪音

噪音的含義

我們通常將令人感到不愉快的聲音稱為噪音。對于冷卻風(fēng)扇來說，是由于葉片旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致空氣壓力變化，從而產(chǎn)生噪音。空氣壓力變化越大，噪音也就越大。

我們公司的噪音等級是在冷卻風(fēng)扇的吸入側(cè)1米處（吸入中心線）使用A特性測量的值。

考慮使用2個風(fēng)扇時的噪音等級，每個風(fēng)扇產(chǎn)生40dB的噪音。
由于噪音等級是以分貝表示的，所以不能簡單地算術(shù)相加。這需要首先將聲音視為能量，然后根據(jù)能量計算出聲壓的增加量。

聲音的能量J與聲壓P之間的關(guān)系是 \(\displaystyle J = \frac{P^2}{\rho c}\) （ρ：空氣的密度，c：聲音的傳播速度）

利用這個關(guān)系式，將噪音等級表示為分貝，如下所示。

\(\begin{align} \text{噪音等級} & = 20\mathrm{log}\ P/P_0\\[ 3pt ] & = 10\mathrm{log}\ J/J_0 \end{align}\)

也就是說，這個公式是以能量J₀為基準，表示噪音等級的分貝值。利用這個公式計算聲壓，由于冷卻風(fēng)扇是n臺，聲音的能量是n倍，所以計算如下。

\(\begin{align} \text{噪音等級} & = 10\mathrm{log}\ \mathrm{n}\cdot J/J_0\\[ 3pt ] & = 10\mathrm{log}\ J/J_0 + 10\mathrm{log}\ \mathrm{n} \end{align}\)

也就是說，同時運行n臺冷卻風(fēng)扇時的噪音等級是10log n［dB］。因此，對于兩臺冷卻風(fēng)扇，n=2，噪音等級會增加3［dB］，即兩臺40dB的冷卻風(fēng)扇同時運行時的噪音等級為43dB。

接下來，考慮一臺40dB的冷卻風(fēng)扇和一臺50dB的冷卻風(fēng)扇同時運行時的噪音等級。這種情況下也不能通過算術(shù)和來合成噪音等級。

將50dB和40dB相加，噪音等級僅增加0.4dB。也就是說，噪音等級總是由較大的值支配，因此在同時運行不同噪音等級的冷卻風(fēng)扇時，如何抑制噪音較高的冷卻風(fēng)扇的噪音變得尤為重要。

噪音等級隨著距離聲源越遠而越小。
這個噪音等級的距離衰減可以用以下公式表示。

\( \mathrm{SPL}_2 = \mathrm{SPL}_1 - 20 \mathrm{log}\ \mathrm{r_2}/\mathrm{r_1} \)

假設(shè)在吸入側(cè)1米處測量得到的40dB冷卻風(fēng)扇，在2米處測量的噪音等級如下。
r₂=2m r₁=1m SPL₁=40dB，代入公式得到以下結(jié)果。

\( \begin{align}\mathrm{SPL}_2 & = 40- 20 \mathrm{log}\ 2/1\\[ 3pt ] & = 34\ [\mathrm{dB}]\end{align} \)

在距離2米處，噪音等級下降了6dB。
上式中的20log r₂／r₁表示兩個距離的比，因此即使是比較3米和6米的距離，也是同樣的。這意味著，如果知道某個距離的噪音等級，就可以推算出不同距離的噪音等級。