Файл: Хорошев Г.А. Шум судовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха.pdf

ласти высоких частот. Это следует учитывать при выборе формы проходных сечений транзитных воздухопроводов.

В работе [27] рекомендуется избегать прокладки магистраль­ ных труб прямоугольного сечения в жилых и служебных помеще­ ниях ввиду их повышенного уровня шума.

Очевидно, что суммарные уровни шума в помещении будут определяться не только шумом, проникающим через стенки тран­ зитного воздухопровода, но и шумом, создаваемым системой вен­ тиляции, обслуживающей это помещение. Порядок расчета шума системы приведен в § 32. Остается только путем логарифмиче­ ского сложения уровней получить данные по октавным полосам частот для общего представления шумовой обстановки в данном помещении.

Формулы (202) и (203) дают удовлетворительное совпадение с опытными данными при скоростях движения воздуха в тран­ зитных каналах до 15 м/с. При более высоких скоростях потока наблюдается возбуждение стенок воздухопроводов турбулентными пульсациями давления. Это приводит к кажущемуся снижению звукоизолирующего эффекта. Учесть подобное явление для необ-

1 5 ^ 0 ^ 4 0 — скорость движения воздуха в транзитном канале,м/с.

Т а б л и ц а 14

Значения коэффициента w

Следует отметить, что приведенные в табл. 14 значения коэффи­ циента w получены на основании небольшого числа измерений, по­ этому. формула (204) — грубо приближенная. Она дает удовлетво­ рительные результаты в тех случаях, когда в транзитном воздухо­ проводе уровень шума, возникающего от вентилятора, достаточно низок (например, в случае установки перед транзитным участком глушителя).

157

ГЛАВА VI

БОРЬБА С ШУМОМ СУДОВЫХ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА СРЕДСТВАМИ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ И ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ

§ 34. Типы глушителей и их характеристики

Снижение шума аэродинамического происхождения в источ­ нике его возникновения еще продолжает быть нерешенной проб­ лемой. Достигнутое в последние годы уменьшение аэродинамиче­ ского шума вентиляторов (см. гл. IV), как правило, не выходит за пределы 10 дБ. В большинстве случаев это оказывается не­ достаточным для того, чтобы обеспечить приемлемые уровни шума в вентилируемых помещениях. Кроме того, при заданных скоростях движения воздуха в проточных частях обычно не удается снизить шум, возникающий в арматуре, устройствах и элементах воздухопроводов систем вентиляции. Поэтому в на­ стоящее время и, по-видимому, в ближайшем будущем основным способом снижения на судах шума, распространяющегося по вен­ тиляционным каналам, будет служить установка специальных устройств — глушителей.

Ослабление шума глушителем достигается либо путем погло­ щения звуковой энергии конструкциями, содержащими пористые или волокнистые материалы, либо путем отражения этой энергии обратно к источнику шума так называемыми акустическими филь­ трами. Фильтры представляют собой сочетание элементов акусти­ ческой упругости и массы в виде расширительных камер и соеди­ нительных трубок.

Глушители, ослабляющее действие которых основано преиму­ щественно на поглощении звуковой энергии специальными пори­ стыми или волокнистыми материалами, получили название актив­ ных. Главную роль в процессе ослабления шума такими глуши­ телями играет активная часть акустического сопротивления слоя звукопоглощающего материала. Наличие активной части у со­ противления и обусловливает необратимые потери звуковой энер­ гии в материале вследствие ее преобразования в тепловую энер­ гию при трении колеблющихся частиц воздуха о стенки пор. В ряде случаев (см., например, [83]) глушители такого типа на­ зывают диссипативными.

Устройства, выполненные по принципу акустических фильтров, получили название глушителей реактивного типа, так как основ­ ную роль в ослаблении шума здесь играют реактивные акустиче­ ские сопротивления массы и упругости воздуха, заключенного в элементах глушителей. Следует отметить, что деление глушите­ лей на активные и реактивные является до некоторой степени ус­ ловным, поскольку в реальных конструкциях почти всегда имеются

158

как активные, так и реактивные потери звуковой энергии. Вопрос заключается только в том, какой из видов потерь преобладает в данном глушителе.

Поскольку величина ослабления шума глушителем зависит от частоты, то основным показателем эффективности такого устрой­ ства должна служить его частотная характеристика. Графическое изображение этой характеристики дает наглядное представление о возможностях ослабления тем или иным глушителем составляю­ щих шума различной частоты. На рис. 78 приведены типовые частотные характеристики некоторых конструктивных разновид­ ностей активных и реактивных глушителей. Как видно из рисунка, специфические особенности активных и реактивных глушителей накладывают определенный отпечаток на частотные характери-

Рис. 78. Типовые частотные характеристики некоторых разновидно­ стей глушителей активного и реактивного типов: а — звукопогло­ щающий патрубок; б —пластинчатый глушитель; в — резонаторный глушитель; г — камерный глушитель.

стики каждого из них. Если глушители активного типа достаточно эффективно работают в широкой полосе частот, то реактивные глушители обладают избирательностью и имеют четко выражен­ ные области ослабления и полного пропускания звуковой энер­ гии. Для частотных характеристик реактивных глушителей свой­ ственны резкие подъемы и провалы, положение которых на шкале частот зависит от геометрических размеров элементов, входящих в состав глушителей.

Активные глушители используются для снижения уровней ши­ рокополосного шума, например, аэродинамического шума вихре­ вого происхождения. Их эффект особенно ощутим в области сред­ них и высоких звуковых частот.

Реактивные глушители применяются для снижения уровней то­ нальных составляющих шума (преимущественно низкочастотных).

В ряде случаев для обеспечения необходимых величин ослаб­ ления шума в широкой полосе частот используются комбинирован­ ные глушители, в конструкции которых сочетаются звукопогло­ щающие облицовки с элементами реактивных глушителей.

Широкополосный характер спектра шума, создаваемого вен­ тиляционными системами, обусловил преимущественное примене­ ние в них глушителей активного типа. В установлении зависи­

159

мостей, по которым выполняется инженерный расчет глушителей активного типа, основная роль принадлежит эксперименту.

В зависимости от метода испытаний глушителя его эффектив­ ность может быть охарактеризована различными величинами, тер­ минология которых пока еще не вполне определена. Попытки ввести единую терминологию для величин, определяющих эффек­

оценки глушителей являются две величины: затухание на единицу длины и эффект от установки глушителя.

Затухание представляет собой приходящееся на единицу длины глушителя уменьшение уровня звукового давления основной (низ­ шей) нормальной волны, измеренного в двух точках на оси глу­ шителя. Расстояние между этими точками должно быть не менее 3 м, поэтому установка для определения затухания должна иметь довольно большую длину [39]. Эффект от установки глушителя ха­ рактеризуется разностью уровней звукового давления, измеряемых в одной и той же точке вблизи от выходного отверстия системы без глушителя и системы с глушителем. Эта разность дает наи­ более полную и достоверную информацию о величине снижения глушителями уровней шума. Она принята в качестве основной при определении частотных характеристик судовых глушителей. В дальнейшем все приводимые данные о снижении шума глуши­ телями будут относиться к эффекту их установки.

В связи с тем что глушитель является составной частью вен­ тиляционной системы, через него проходит с той или иной ско­ ростью поток воздуха, который, как показали исследования, может по-разному влиять на характер и величину ослабления шума глушителем. Вопрос о влиянии различных факторов, свя­ занных с наличием потока, подробно рассмотрен В. И. Тарасовым [64], который показал, что из всех возможных факторов влияния потока на эффективность глушителя основную роль играет шумообразование. Действие других причин, которые могут так или иначе сказываться на частотной характеристике глушителя, не проявля­ ется при скоростях, присущих судовым вентиляционным системам.

Шум глушителя (это понятие было введено И. И. Славиным [62]) зависит в первую очередь от скорости движения в нем воз­ духа, а уровень этого шума является тем пределом, ниже кото­ рого не удается уменьшить шум на выходе вентиляционной системы. В большинстве случаев, однако, эффективность глушите­ лей шума судовых вентиляционных систем практически лимити­ руется не уровнями шумообразования в самом глушителе, а уров­ нями шума, возникающего в путевой арматуре, фасонных элементах воздухопроводов, в воздухораспределительных устрой­ ствах и арматуре, расположенных после глушителя.

Результаты испытаний, выполненных М. В. Обуховым, пока­ зали, что интенсивность шумообразования в глушителе типа зву­ копоглощающего патрубка незначительно (причем лишь в сравни­ тельно узком диапазоне частот) отличается от интенсивности

360

шума, создаваемого потоком воздуха в обычном воздухопроводе (рис. 79). При прочих равных условиях процесс шумообразования в фасонных элементах воздухопроводов, путевой арматуре, а также в воздухораспределительных устройствах и арматуре про­ исходит более интенсивно (см. гл. V). Поэтому, как правило, эффект глушителя будет ограничиваться уровнями шума арма­ туры и элементов воздухопроводов, которые превышают уровни шума самого глушителя.

Рис. 79. Октавные уровни шума, возникающего на

Шум воздухораспределительных устройств и арматуры излу­ чается непосредственно в вентилируемое помещение, и на его уро­ вень уже невозможно повлиять с помощью путевых глушителей. Поэтому в большинстве случаев шум этих устройств и является той естественной границей, ниже которой уже невозможно умень­ шить уровни шума, возникающего в помещении при работе вен­ тиляционной системы. В связи с этим при выборе параметров глу­ шителей, предназначенных для снижения шума вентиляторов, путе­ вой арматуры и элементов воздухопроводов, необходимо учитывать не только требуемые по расчету величины ослабления его уровней,