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

щественной зависимости уровня шума от режима работы. Это можно объяснить одинаково неудовлетворительными отрывными условиями обтекания лопаток на всех режимах работы венти­ лятора.

Уровень шума вокруг осевого вентилятора определяется в ос­ новном теми же источниками шума, что и у центробежного. При­ менение многоступенчатых вентиляторов с уменьшенной нагрузкой на одну ступень, а следовательно, на каждую лопатку, также при­ водит к уменьшению шума вентиляторов на 3—5 дБ. Однако кон­ струкции таких вентиляторов сложны и малонадежны и поэтому не находят применения в системах вентиляции и кондиционирова­ ния воздуха. Методы борьбы с шумом осевых и центробежных вен­ тиляторов в основном общие, они подробно описаны в гл. Ill и IV.

§ 4. Шум центральных, групповых и автономных кондиционеров

Основным источником шума в кондиционере служит встроенный в него вентилятор. Вследствие особенностей компоновки конди­ ционеров их корпуса являются, по существу, звукоизолирующими

Рис. 6. Спектрограмма воздушного шума увлажнителя УВП.

/ — без глушителя шума; 2 — с глушителем шума.

кожухами по отношению к шуму вентиляторов. В связи с этим кор­ пуса судовых кондиционеров изготовляют обычно так же, как и звукоизолирующие кожухи механизмов. Внутренние поверхности корпуса кондиционера облицовывают звукопоглощающими материа­ лами. Слой звукопоглотителя при этом играет роль и теплоизоля­ ции. Чаще всего в качестве звукопоглощающих облицовок приме­ няют маты марки ВТ-4 из штапельного капронового волокна и эластичный полиуретановый поропласт. От выдувания и механиче­ ских повреждений звукопоглощающие облицовки из волокнистых материалов защищают перфорированными металлическими листами толщиной примерно 1 мм. Стенки корпуса кондиционера выпол­ няют из стальных или алюминиевых листов, толщину которых

15

Для снижения уровней аэродинамического шума, излучаемого вентилятором кондиционера в систему, все металлические поверх­ ности, образующие его воздушный тракт, облицовывают звукопо­ глощающими материалами. Кроме того, в некоторых случаях воз­ душный тракт кондиционера выполняют в виде расширительной камеры, что повышает эффект шумоглушения в области низких частот за счет работы такой камеры, как реактивный глушитель.

Внедрение указанных мер в практику компоновки воздушных трактов судовых кондиционеров привело к снижению шума на их нагнетании до 60—80 дБ при соответствующих уровнях у вентиля­ торов 85—105 дБ. Шумовые характеристики ряда судовых конди­ ционеров приведены в табл. 2. Дальнейшее снижение шума на вса­ сывании и нагнетании центральных и групповых кондиционеров может быть достигнуто установкой в системах путевых глушителей шума.

§ 5. Шум путевой арматуры и теплотехнического оборудования

Судовые системы вентиляции и кондиционирования воздуха обычно сильно насыщены различной путевой арматурой и разно­ образным теплотехническим оборудованием (дроссельные за­ слонки, задвижки и захлопки, элиминаторы и сепараторы, а также воздухоохладители и нагреватели). Все они представляют для по­ тока определенные гидравлические сопротивления, прохождение воздуха через которые сопровождается интенсивным вихреобразованием, а следовательно, и шумоизлучением.

Уровень звуковой мощности шума, возникающего при прохож­ дении воздуха через арматуру, зависит прежде всего от скорости потока перед ней. На рис. 7 приведены спектрограммы шума, воз­ никающего на выходе из воздухоохладителя марки ОВПЧ с угло­ вым сепаратором при различных скоростях набегающего потока. Как видно из рисунка, увеличение скорости приводит к росту уровня шума, особенно в области средних и высоких звуковых ча­ стот. Уровень зуковой мощности зависит также от площади и формы проходного сечения, коэффициента местного сопротивления и параметров среды. Е. Я- Юдин [73] установил, что общий уровень звуковой мощности Р шума арматуры пропорционален шестой степени скорости потока воздуха. Позднее [75] было установлено, что в системах с малой протяженностью возникают тональные со­ ставляющие шума, звуковая мощность которых пропорциональна четвертой степени скорости потока. Такие тональные составляющие в случае достаточно протяженных систем (при длине воздухопро­ вода более 6 м) приходятся на область инфразвуковых частот, и их основная частота не прослушивается. Исследования шумовых характеристик арматуры судовых систем вентиляции и кондициони­ рования воздуха, выполненные Н. Ф. Егоровым и М. В. Обуховым, показали, что при оценке шума арматуры в октавных полосах ча­ стот показатель степени при характерной скорости ѵ (в качестве которой принимали скорость набегающего потока) зависит от ча-

18

/ — расчет; 2 — результаты измерений.

19

стоты [24]. Значения показателя, близкие шести, имеют место только в области высоких частот. На низких частотах этот показа­ тель составляет 2,5—3,0. Указанная зависимость была использо­ вана при разработке методики акустического расчета судовых си­ стем вентиляции и кондиционирования воздуха. Сопоставление рассчитанных по этой методике и измеренных шумовых характери­ стик путевой и воздухораспределительной арматуры показало вполне удовлетворительное их совпадение (рис. 8).

Теплообменные аппараты систем вентиляции представляют со­ бой набор цилиндрических стержней, отрывное обтекание которых

Рис. 9. Шумовые характеристики приточного трой­ ника (при скорости потока 30 м/с) и центробежного

ответвления 45° (площади ответвляющихся каналов равны,

(шум на всасывании).

обусловливает шумообразование. Однако в связи с тем, что в теп­ лообменниках имеется большое число цилиндров, струхалевская частота и ее гармоники в спектре шума таких аппаратов в явном виде не проявляются, особенно при октавном анализе шума.

Наряду с арматурой и теплотехническим оборудованием в си­ стемах вентиляции и кондиционирования воздуха источниками шума являются фасонные элементы воздухопроводов (повороты, тройники и т. п.). Из представленных на рис. 9 данных видно, что в области низких частот шум, возникающий в приточном тройнике при скорости потока 30 м/с, несколько превышает шум вентиля­ тора с небольшими параметрами Q и Н при равенстве общих уровней.

В связи с тем что интенсивность шума, возникающего в арма­ туре и других элементах систем, зависит от скорости 'движения

20

воздуха в системе и коэффициента их гидравлического сопротив­ ления, при проектировании систем следует избегать высоких ско­ ростей и стремиться применять арматуру и элементы систем, об­ ладающие наименьшим гидравлическим сопротивлением.

В судовых условиях шум путевых элементов и арматуры может быть снижен с помощью глушителей, установленных либо непо­ средственно за элементом, производящим шум, либо на выходе перед воздухораспределительной арматурой.

§ 6- Шум воздухораспределительной арматуры и воздухораспределительно-регулирующего оборудования

Процесс шумообразования в воздухораспределительной арма­ туре имеет тот же характер, что и в путевой арматуре, с той лишь разницей, что шум путевой арматуры возникает в канале, претер­ певает отражение на выходе из системы и может быть ослаблен глушителем. Шум воздухораспределительной арматуры образуется непосредственно в вентилируемом помещении в результате обтека­ ния потоком воздуха кромок, решеток, сеток и других элементов, находящихся в плоскости выходного отверстия такой арматуры. Это значительно усложняет борьбу с шумом воздухораспреде­ лителей.

Шум воздухораспределительной арматуры обусловлен процес­ сом вихреобразования и зависит в первую очередь от скорости потока воздуха. Как и в случае путевой арматуры, увеличение ско­ рости потока приводит к быстрому повышению уровня шума в диа­ пазоне средних и высоких звуковых частот. Конструктивные осо­ бенности воздухораспределителя также сказываются на уровне создаваемого им шума. Так, шум поворотного шарового воздухо­ распределителя (рис. 10) при рабочем положении регулирующего органа «Под тарелку» выше на 3—5 дБ в области средних и вы­ соких частот, чем при работе «На тарелку» при той же скорости потока.

В системах кондиционирования воздуха наряду с воздухорас­ пределительной арматурой широко применяются различные рас- пределительно-регулирующие устройства. Наиболее шумные из них — эжекционные доводочные воздухораспределители [26]. Повы­ шенный их шум обусловлен в первую очередь необходимостью иметь сравнительно высокие скорости (до 25 м/с) на выходе из сопловых аппаратов воздухораспределителей для обеспечения под­ соса эжектируемого воздуха через теплообменник. Несмотря на применение в подобных воздухораспределителях звукопоглощаю­ щих материалов, их шум сравнительно высок и составляет 65 дБ по общему уровню. Это привело к тому, что в последние годы на­ блюдается тенденция к отказу от применения на крупных пасса­

21