Файл: Хорошев Г.А. Шум судовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 1
но и шумовые характеристики находящихся в этом помещении воздухораспределителей (Lu0ма).
Целесообразные величины эффекта установки глушителя Агл определяются следующими условиями [24]:
ПрИ |
Е пома^ > Б доп |
^гл = |
Б с |
Б пом а ф 10дБ, |
|
|
п р и |
Б пома< £ доп |
А гл = |
L c |
Бдоп д Б , |
|
|
где |
Lc=101g(10°’1I'IIOMB + 100’1I'noMC) — уровень шума, |
создавае |
||||
мый |
вентилятором |
и |
путевым |
оборудованием |
систем. |
Порядок расчета уровней Ln0MB, Діомс и Ьлоиа дан в § 32.
В первом случае целесообразно снижать шум, приходящий по системе, до уровней, при которых он практически не влияет на уровни шума в помещении. Это достигается при условии, если Lc меньше Дюма по крайней мере на 10 дБ.
Если шум воздухораспределителей является преобладающим, то стремление улучшить условия обитаемости в вентилируемых помещениях за счет повышения эффективности путевых глушите лей не может привести к желаемым результатам. В этом случае необходимо заменить воздухораспределитель менее шумным, либо снизить скорость движения воздуха перед ним. Для сохранения требуемой кратности воздухообмена последнее может быть достиг нуто путем увеличения числа воздухораспределителей, обслужи вающих рассматриваемое помещение. Эффект от увеличения числа воздухораспределителей можно определить по формуле
ALB= m lg - ^ — 10 lg л,
ѵ2
где ALB— величина снижения уровня шума, дБ;
Ѵі и и2— соответственно скорость потока перед воздухораспре делителями до и после увеличения их числа;
п — число воздухораспределителей.
Формула для расчета коэффициента т приведена в § 32.
§ 35. Глушители типа звукопоглощающего патрубка
Среди глушителей активного типа наиболее простым и в то же время достаточно эффективным в области средних и высоких звуковых частот является глушитель типа звукопоглощающего патрубка. Он назван так потому, что имеет сравнительно неболь шую длину и устанавливается в системе вместо участка обычного воздухопровода. Для глушителей типа звукопоглощающего пат рубка характерна малая величина вносимого ими гидравлического сопротивления.
Конструктивная схема звукопоглощающего патрубка приве дена на рис. 80. Именно такого рода глушители преимущественно
162
используются на судах для снижения шума вентиляционных си стем. В зависимости от формы проходного сечения глушители подразделяют на цилиндрические и призматические. Кроме того, для судовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха раз работаны еще три модификации таких глушителей, изогнутых под углом 90°. Размеры проходного сечения звукопоглощающего пат рубка принимают обычно такие же, как у воздухопроводов, к ко торым он подсоединяется, и сохраняют неизменными по всей длине патрубка. Внутренняя перфорированная труба служит для удер
жания |
звукопоглотителя |
в заданном |
положении и для защиты |
|||
его от |
выдувания потоком воздуха |
|
|
|||
в процессе эксплуатации. При скоро |
|
|
||||
стях движения воздуха выше 15 м/с |
|
|
||||
и звукопоглощающих облицовках из |
|
|
||||
волокнистых материалов между пер |
|
|
||||
форированной трубой и слоем звуко |
|
|
||||
поглотителя следует размещать вет |
|
|
||||
розащитное покрытие, которое вы |
|
|
||||
полняют из неплотных тканей и |
|
|
||||
сеток. Очевидно, что наличие перфо |
|
|
||||
рированной трубы и ветрозащитного |
|
|
||||
покрытия не |
должно отрицательно |
Рис. 80. Конструктивная схема |
||||
сказываться |
на эффективности глу |
|||||
судового глушителя |
типа звуко |
|||||
шителя. Экспериментально установ |
поглощающего |
патрубка. |
||||
лено [42, 73], |
что при коэффициенте |
1 — фланец; 2 — перфорированная тру |
||||
перфорации |
(отношении |
площади |
ба; 3 — звукопоглотитель; 4 — кожух. |
|||
|
|
отверстий к общей площади перфо рированной трубы), равном 0,2 или большем, и толщине перфори
рованного листа около 1 мм наличие такой трубы практически не сказывается на величинах ослабления шума глушителем во всем рабочем диапазоне частот. Уменьшение коэффициента перфорации приводит к снижению эффективности глушителя в области высоких частот. Диаметр отверстий принимают обычно равным 5—10 мм. При размещении отверстий по углам квадрата шаг перфорации (расстояние между центрами отверстий), при котором обеспечи вается коэффициент перфорации 0,2, должен быть равен двум диа метрам отверстия.
В качестве ветрозащитных покрытий чаще всего применяют негорючие стеклоткани и сетки. Установлено [40], что такая ткань (или сетка) является акустически прозрачной и не ухудшает эф фективности глушителя, если ее сопротивление продуванию не превышает 35—40 рэл (в системе СГС).
Наиболее часто в глушителях применяют стеклоткани марки Э-0,1 и Э-0,08 (ГОСТ 8481—61), стеклосетку ССТЭ-6 и капроно вую ткань (артикул 1516 МАПТУ 355—49). Ветрозащитные экраны могут выполняться также из металлических и пластмассовых се ток. Попытки применить в качестве ветрозащитного слоя тонкие полиэтиленовые, полихлорвиниловые или полиамидные пленки по казали [34], что использование пленок в глушителях приводит
1Ѵ26* |
163 |
к существенному ухудшению работы глушителей даже при тол щине пленки 20 мкм. Поэтому применение в вентиляционных глу шителях пленочных покрытий не рекомендуется [66].
Звукопоглощающий материал вплотную прилегает к ветроза щитному покрытию, а при отсутствии покрытия — к перфориро ванной трубе и заполняет весь промежуток между трубой и на ружным герметичным кожухом. В ряде случаев (см., например, [62]) предлагается предусматривать между внешней поверхно стью слоя звукопоглотителя и кожухом воздушный зазор. При этом полагают, что частичное заполнение материалом проме жутка между перфорированной трубой и кожухом будет способ ствовать повышению эффективности глушителя, особенно в об ласти низких частот. Однако исследования В. Ф. Люсова [42] по казали, что эффективность глушителя с воздушным зазором 50, 100 и 150 мм между звукопоглощающим слоем и кожухом практи чески оказалась не выше, чем у глушителя с той же толщиной звукопоглотителя и без воздушного зазора. В наибольшей сте пени эффект глушителя проявляется при сплошном заполнении материалом указанного промежутка. Исследования Е. Я. Юдина также показали, что глушители со сплошным звукопоглощающим слоем превосходят по эффективности глушители с воздушным за зором за звукопоглотителем [72]. В связи с этим судовые глуши тели типа звукопоглощающего патрубка выполняются без воз душного зазора.
Звукопоглощающие материалы, используемые в активных глу шителях, кроме способности хорошо поглощать звук в широкой полосе частот должны обладать еще рядом других свойств. Ос новные требования к этим материалам: отсутствие выделений пыли, токсических веществ и неприятных запахов; негорючесть; стойкость по отношению к действию потока воздуха, вибрации, влаги и солей, содержащихся в морском воздухе; небольшая объем ная масса; недефицитность и невысокая стоимость; технологич ность. Толщину звукопоглощающего слоя и его протяженность (т. е. активную длину глушителя) следует определять в процессе акустического расчета глушителя исходя из требуемых величин ослабления шума.
Несмотря на конструктивную простоту глушителей типа зву копоглощающего патрубка и ясность физической сущности про цесса затухания шума в них, еще не разработана методика их акустического расчета, которая была бы достаточно полной и на дежной. В Советском Союзе широкую известность получил метод расчета глушителей, разработанный А. И. Беловым [8], которому удалось теоретически вывести чрезвычайно простую формулу для определения эффективности Агл, дБ, глушителей с облицовками из материалов со сравнительно невысокими коэффициентами звуко поглощения. Предложенная им формула имеет вид
Агл = 1 , 1 |
П а і |
(205) |
|
S„ |
’ |
||
|
164
где Я, So и / — соответственно периметр, |
площадь проходного се |
||
чения |
глушителя и длина |
его |
активной части; |
а — коэффициент звукопоглощения |
его облицовки. |
||
Если в формуле |
(205) длину / представить в безразмерном |
виде, отнеся ее к гидравлическому диаметру проходного сечения
rQ = i S 0fn, то получим |
(206) |
Агл = 4,4а&гл, |
где &гл = l/Dr — число калибров.
Из формулы (206) следует, что эффект глушителей будет оди наков независимо от размеров их проходных сечений и абсолют ной длины, если они имеют равные относительные длины, т. е. одинаковое число калибров.
Сопоставление расчетных и экспериментальных частотных ха рактеристик ослабления шума глушителями активного типа* по казало, что результаты расчета по формуле (205), а также по методикам, предложенным рядом других авторов, далеко не всегда согласуются с опытными данными. Особенно большие рас хождения наблюдаются в случае применения в качестве облицо
вок |
материалов |
с |
высокими |
звукопоглощающими |
свойствами |
|||
(а |
именно |
к этому |
стремятся |
при |
проектировании |
глушителей |
||
с целью повышения их эффективности). |
|
|
||||||
|
Результаты испытаний глушителей активного типа, выполнен |
|||||||
ных различными |
исследователями, свидетельствуют о том, |
|||||||
что |
при |
равенстве |
прочих |
условий |
наиболее |
эффективно |
||
снижают |
шум |
вентиляционных |
систем |
глушители, у кото |
рых звукопоглощающий слой выполнен из рыхловолокнистых материалов. Среди таких материалов больше всего соответ ствуют сформулированным выше требованиям маты марки ВТ-4 из штапельного капронового волокна, выпускаемые по ТУ МПТШП 340—55. До недавнего времени эти маты были практически един ственным материалом, который широко использовался в судовых глушителях шума вентиляционных систем. Реже применялись маты ВТ-4с — капроновое волокно на синтетической связке (ТУ РСФСР 17-2166—68) и подобные им маты АТМ-1 из супертон кого стекловолокна (МРТУ 6-11-11—64).
В последние годы основным материалом для глушителей, при меняемых в вентиляционных системах промышленных и общест венных зданий, стали маты из супертонкого стекловолокна. Такие маты из очень эластичных стеклянных волокон диаметром не бо лее 2—3 мкм не выделяют пыли; их можно использовать в глу шителях даже приточных вентиляционных систем при наличии ветрозащитных покрытий из капроновой или стеклянной ткани [57]. Рекомендуется [66] применять маты марки Ш (СТУ 651—65 или СТУ 57/07—3—65) с объемной массой 15—25 кг/м3. Следует отметить, что АТМ-1 и маты марки Ш значительно легче матов
ВТ-4 |
и ВТ-4с из капронового волокна, |
объемную массу которых |
в звукопоглощающих конструкциях |
рекомендуется принимать |
|
* |
Наиболее обстоятельно это сделано в работе 141]. |
165
равной 40—60 кг/м3. Опыта применения в глушителях шума си стем вентиляции матов из супертонкого стекловолокна на судах отечественной постройки еще не имеется.
На рис. 81 приведены частотные характеристики глушителя с облицовкой, выполненной из различных волокнистых материа лов с одинаковой толщиной слоя (50 мм). Видно, что ход характе ристик практически не зависит от типа волокнистого материала.
Это свидетельствует |
о возможности разработки |
для |
глушителей |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
с рыхловолокнистыми об |
||||||||
Ѵл,“ |
|
|
|
|
|
|
|
лицовками |
единой |
мето |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
дики |
акустического |
|
рас |
|||||
2 5 |
|
|
|
|
|
|
чета. |
|
приводится |
ме |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тод |
Ниже |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
инженерного |
расчета |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
глушителей типа звукопо |
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
глощающего |
патрубка с |
|||||||
|
|
|
|
|
t f / 2 |
|
|
облицовками |
из рыхлово |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
локнистых |
|
материалов |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
[14], разработанный в ре |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
зультате |
обобщения |
|
экс |
|||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
периментальных |
данных. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экспериментально |
оп |
||||||
|
L |
_ |
|
|
|
|
|
ределенные частотные ха |
||||||||
|
|
|
|
|
|
рактеристики |
таких |
|
глу |
|||||||
' № |
280 |
560 |
1120 |
2240 |
4480 |
ЩО |
шителей |
|
обнаруживают |
|||||||
|
|
|
f, |
Гц |
|
|
|
много |
общих черт. В об |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ласти |
низких |
частот |
они |
|||||
Рис. 81. Частотные характеристики глушителя |
имеют |
плавный |
подъем, |
|||||||||||||
в зависимости от типа волокнистого мате |
а |
после |
|
достижения |
на |
|||||||||||
|
|
риала |
его облицовки. |
|
|
некоторой |
частоте |
четко |
||||||||
Проходное сечение глушителя 500X500 мм, длина три |
||||||||||||||||
калибра, толщина облицовки 50 |
мм. Облицовка из |
выраженного |
максимума |
|||||||||||||
матов: |
1— марки |
АМТ-1 |
плотностью |
20 |
кг/м3; |
наблюдается |
столь |
же |
||||||||
2 — марки |
ВТ-4 плотностью 50 кг/м3; 3 — марки |
ВТ-4с |
||||||||||||||
|
|
плотностью |
40 кг/м3. |
|
|
плавный спад. Положе |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ние максимума |
на |
оси |
||||||
частот |
зависит |
как |
от |
размеров |
проходного |
сечения |
глушителя, |
так и от толщины его звукопоглощающей облицовки [21]. Сходный характер частотных характеристик указывает на возможность ус тановления обобщенных зависимостей, на основании которых мо жет выполняться акустический расчет глушителей с параметрами, изменяющимися в сравнительно широких пределах. При этом возникает задача установления критериальных величин,.исполь зование которых позволило бы обобщить экспериментальные
данные.
Из формулы (206) следует, что одним из критериев является число калибров. В работе [14] показано, что критерием подобия частотных характеристик глушителей может служить также без размерная частота — отношение f/fm, где
fm= rical2nS0;
166