книги из ГПНТБ / Богатырев Б.П. Борьба с шумом на зерноперерабатывающих предприятиях

аметре перфорации 2 мм, причем перфорация занимала '/« часть лопатки — ее выходные кромки.

При увеличении диаметра перфорированных отвер­ стий аэродинамические потери растут быстрее, чем аку­ стический эффект (рис. 42). С увеличением числа пер­ форированных лопаток уровень шума снижается. У каж­ дого вентилятора существует свое оптимальное число лопаток, превышение которого ненамного улучшает акустические характеристики, но намного ухудшает"~ аэродинамические.

Сопоставимы с приведенными выше акустические ха­ рактеристики рабочего колеса с лопатками, имеющими прорези (шлицы) «а всасывающих и нагнетающих кром-

100

ках. Недостаток этого способа — более сложный процесс изготовления прорезей.

Местоположение отверстий на лопатках (на входных и выходных кромках одновременно, раздельно, в шах­ матном или любом другом порядке) зависит от аэроди­ намических и акустических характеристик вентиля­ тора.

320 Гц (24-3 дБ). Между тем у ВВД № 3 снижение шу­ ма отмечается на обеих частотах, что связано с другой окружной скоростью, длиной лопатки и т. д.

Улучшение акустических характеристик воздуходув­ ной машины при использовании различных методов ее ь- уменьшения всегда вызывает ухудшение аэродинамичес­ ких данных. Поэтому выбор того или иного способа дол­ жен быть увязан с конкретным случаем применения вен­ тилятора, с аэродинамическими характеристиками его

работы в сети.

Исследования, проведенные в ОТИПП им. М. В. Ло­ моносова по уменьшению шума внутри вентилятора раз­ личными методами, показали возможность получения не­

и более. Следует отметить, что при тех же аэродинами­ ческих потерях уменьшение шума по пути его распрост­ ранения (глушителями) в 4-^-5 раз эффективнее, чем внутри источника. Поэтому представляется целесообраз­ ным направление работ не столько на уменьшение шума внутри источника, сколько на управление его спектром. Поскольку глушители эффективнее снижают высоко­ частотный шум, можно изменять состав спектра шума внутри вентилятора. Низкие или средние частоты при этом могут быть переведены в высокие, даже с увеличе­ нием общего уровня, и затем поглощены глушителями различных конструкций.

101

2-^-4 дБ на поворотах [105]. Поэтому при относительно небольшой длине нагнетательного воздухопровода шум вентилятора (турбовоздуходувки) почти полностью пе­ редается в окружающее пространство.

Аэродинамический шум, распространяющийся по воз­ духопроводам, снижают глушителями различных конст­ рукций. Единой классификации глушителей не сущест­ вует. Их подразделяют на активные (диссипативные или фрикционные) и реактивные; активные и пассивные; с пористым звукопоглощающим материалом и без тако­ вого и т. д. Это подразделение условное, поскольку в каждой конструкции могут быть как активные элемен­ ты — звукопоглощающий материал, так и реактивные — изменения сечения, повороты, перфорированные элемен­ ты, отводы. На рисунке 43 представлены наиболее рас­ пространенные схемы глушителей, в общепринятых наз­ ваниях которых отражены геометрические или физичес­ кие особенности конструкций.

102

Основные типы глушителей вентиляционных устано­ вок были разработаны в 30—50-х годах нашего столетия. Теперь их работоспособность повышают в основном при­ менением более эффективных звукопоглощающих мате­ риалов.

На мельничных предприятиях с внедрением пневмо­ транспорта получили распространение глушители типа «облицованный перфорированный канал» (ОПК). Дли­ тельная эксплуатация выявила их основные недостатки: звукопоглощающий материал (войлок) недостаточно биостоек, коэффициент его звукопоглощения мал, очи­ стка перфорации и материала затруднена из-за неразборности конструкции.

Неразборные, без демонтажа из сети, и глушители, разработанные НИИ СФ-ГПИ «Сантехпроект» [88]. Основной звукопоглощающий материал, рекомендуемый

вальбоме глушителей вентиляционных установок

4904-18, стекловолокно. Величина затухания шума на 1 м длины глушителя в этом случае для воздухопрово-

103

Выдуваемый из глушителя в атмосферу указанный звукопоглощающий материал при нарушенной по раз­ личным причинам тканевой или пленочной облицовке мо­ жет попасть в помещение через открытые окна, щели и далее в продукт переработки [27].

Таким образом, соблюдение санитарно-гигиенических правил и необходимость повышения акустического эф­ фекта до 20-т-ЗО дБ на 1 м длины, требовалось проектиро­ вание глушителя, учитывающего специфику работы в

104

Глушитель комбинированного типа, разработанный ОТИПП им. М. В. Ломоносова, выполнен секционным с боковыми съемными (открывающимися) крышками и с перфорированным каналом, изготовленным с полука­ мерами так, что при стыковке двух секций образуется камера расширения (рис. 45).

При равенстве площадей сечения подводящего воз­ духопровода и перфорированного канала глушителя обеспечивается оптимальное аэродинамическое сопро­ тивление.

Работоспособность глушителя зависит от сочетания его конструктивных элементов (перфорированного ка­ нала, камер и звукопоглощающего материала).

Влияние перфорированного канала на эффективность глушителя. Для уменьшения скорости потока диаметр нагнетательного воздухопровода воздуходувных машин пневмотранспортных установок обычно принимают боль­ ших размеров (400-^700 мм). Если поперечный размер перфорированного канала глушителя принимать таких же размеров, происходит уменьшение затухания шума на средних и высоких частотах из-за «лучевого» эффекта. «Лучевой» эффект проявляется, когда поперечный раз­ мер А канала глушителя больше половины длины звуко­ вой волны Х/2. В этом случае звук соответствующей час-

мый поперечный резонанс, дающий эффект наибольшего затухания [63]. Например, для вентилятора с частотой вращения рабочего колеса п = 3000 об/мин и числом ло­ паток рабочего колеса z=12 пиковая частота по форму­ ле (43) равна 630 Гц. Максимальное заглушение на этой частоте может быть достигнуто на поперечном резонан­ се, если А будет приблизительно 300 мм. Обследование вентиляторов, установленных на предприятиях зерноперерабатывающей промышленности, показало, что наи­ более интенсивный шум, вызываемый ими, лежит в пре­ делах 320—630 Гц, что и предопределяет диаметр воз­ духопровода между вентилятором и глушителем 3004- -^350 мм. Величину диаметра после глушителя выбирают в соответствии с аэродинамическим' расчетом.

Для устранения «лучевого» эффекта обычно либо из­ меняют продольную форму канала так, чтобы звуковые

105

волны испытывали многократные отражения (повороты, зигзаги, камеры и т. д.), либо разделяют канал глушите­ ля продольными перегородками (пластинчатые и сото­ вые глушители), уменьшая расстояние между его стен­ ками [49, 79].

Расчет снижения уровня шума AL в дБ на прямых участках перфорированного канала прямоугольного по­ перечного сечения проводят по формуле А. Белова [9]

/—длина канала;

/(а) —условный коэффициент звукопоглощения, при­ нимаемый в следующих величинах:

Анализ формулы показывает, что прямоугольные се­ чения каналов дают более благоприятные значения за­ тухания, чем квадратные сечения той же площади. Но из конструктивных соображений наибольшее распрост­ ранение получили глушители с квадратными перфори­ рованными каналами.

Для перфорированных каналов круглого сечения за­

Формула А. Белова, так же как и другие приближен­ ные формулы, связывающие затухание в облицованном

меняется, только в направлении распространения звуко­ вой волны. Применение на практике более строгой трех­ мерной теории Морза — Кремера связано с нахождени­ ем поля звуковых давлений на входе в глушитель и в самом глушителе, а также волновых параметров звуко-

106

поглощающего материала, расчет которых или экспери­ ментальное определение в настоящее время с достаточ­ ной степенью точности невозможны. Поэтому наиболее распространенный метод определения эффективности глушителей — экспериментальный [47, 83].

На величину затухания шума оказывают влияние не только геометрические размеры канала, но и число от­ верстий в его стенках. Для определения влияния коэф­ фициента перфорации Ки на затухание шума Е. Я. Юди­ ным [91] были проведены исследования с каналом раз­ мерами 240X240 мм, показавшие, что, начиная с Лп!> 17%, эффективность глушителя не увеличивается. Эк­ спериментальная проверка перфорированного канала (300X300 мм) глушителя типа ОТИ привела к анало­ гичным результатам. Для упрощения конструкции пер­ форированные стенки глушителя целесообразно изготов­ лять из металлических штампованных мельничных сит. Как показали испытания мельничных оит с разными ди­ аметрами перфорации (4 и 8 мм), при / С п ^ 2 0 % разли­ чие их эффективности незначительно. От коэффициента перфорации зависит частотная избирательность погло­

широкополосного шума. Максимальное поглощение наб­ людается на резонансной частоте, ориентировочно оце­ нить которую можно по формуле

Рис. 46. Схема глушителя типа «перфорированный канал».

10"

ч>Ш — функция Фока [101], учитывающая зависимость поправки на присоединенную массу воздуха в отверстиях от их взаимного расположения и принимаемая в следующих величинах:

ля, стенками перфорированного канала которого служи­

108

всех значениях производительности (рис. 47) и на ос­ новных гармониках 320 Гц (12 дБ) и 630 Гц (27 дБ) . Меньшее поглощение шума (3-4-10 дБ) на высоких час­ тотах можно объяснить как влиянием «лучевого» эффек­

цип действия камер расширения, введенных в конструк­ цию глушителя типа ОПК, основан на явлении отраже­

же время не пропускает его к слушателю, создавая так

Рассуждая так же, как при выводе уравнения (27), можно получить выражение для звукоизолирующего эф­ фекта R в дБ, обусловленного изменением поперечного сечения

1—г2 4S„

109