
книги из ГПНТБ / Богатырев Б.П. Борьба с шумом на зерноперерабатывающих предприятиях
.pdfТаким образом, расширение или сужение поперечно го сечения, например в 10 раз, обусловливает звукоизо лирующий эффект примерно в 5 дБ.
Применение полученной формулы ограничено рядом принятых условий: во-первых, поперечные размеры воз духопровода и камеры должны быть меньше длины вол ны и, во-вторых, камера считается бесконечно длинной.
При конечной длине камеры /к звукоизолирующая способность, или эффект установки камерного глушите ля AL, равен
AL = -101g |
г |
1+ |
,' Sn - i sin2* |
1* |
\2 1 |
- |
(51 |
|
L |
|
2SN |
% |
I J |
|
|
Следовательно, A L m a x достигается ный— при / к = 0 , я / 2 - - -
максимальный |
эффект |
установки |
|
при lK = x U , 3KU, |
5х/4, |
а |
минималь |
Расчет показывает, |
что при Sn =10 |
AL m a x =101g25,5=14 дБ.
Формула (51) дает удовлетворительное согласова ние результатов расчета с данными эксперимента, хотя
она и |
не учитывает расположения камеры в сети, а |
также |
наклон ее стенок. |
Расчет, основывающийся на методе четырехполюсни ков, нашедший распространение при расчете камерных глушителей двигателей внутренного сгорания [33], не обеспечивает в нашем случае необходимую точность.
При использовании камер больших размеров, т. е. при условии создания диффузного поля в камере, обли
цованной звукопоглощающим |
материалом, |
снижение |
||
шума AL определяют по формуле |
|
|
||
|
2 |
a. Si |
|
|
A L = l - 0 1 g — ( 5 2 ) |
||||
где a.i — коэффициент |
звукопоглощения |
t'-й |
поверхно |
|
сти; |
|
|
|
|
S{ — i-я внутренняя поверхность камеры, м2 ; |
||||
5 В — площадь сечения выходного канала, |
м2 . |
|||
Выбранная длина |
камеры |
определяет |
как спект |
ральный состав заглушаемого шума, так и аэродинами ческое сопротивление глушителя. Поэтому длину камер (100-^200 мм) авторы принимали с таким расчетом,
ПО
1 |
2 |
|
|
3 |
^ |
5 |
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
Рис. |
49. Эффект |
установки |
камер |
глу |
||||
|
|
|
шителя: |
|
|
|
||
а — камеры |
в |
сборе; б — зависимость |
ДЬ |
от |
||||
|
|
|
числа |
камер га; |
|
|
|
|
/ — работа |
вентилятора |
В В Д № 8 при |
закры |
|||||
той |
з а д в и ж к е |
(звук |
распространяется без |
воз |
||||
д у ш н о г о потока); 2— работа вентилятора |
при |
|||||||
Q-3500 м3 /ч; |
3 — то |
ж е , при |
Q=5000 |
м3 /ч; |
||||
4 — «теоретическая» |
зависимость |
эффекта |
ус |
|||||
|
|
тановки от |
числа камер. |
|
|
чтобы воздушный поток проходил сквозь них, не успевая достаточно расшириться, и, с другой стороны, чтобы обес
печить |
максимальное |
заглушение на пиковой частоте |
|
630 Гц ( 7 Д « 1 3 0 мм). |
|
|
|
Для |
уменьшения |
аэродинамического |
сопротивления |
камеры |
были выполнены с наклонными |
стенками. Из |
менение расстояния между камерами с 50 до 300 мм незначительно увеличивает затухание шума и умень
шает |
аэродинамическое |
сопротивление. |
|
|||
При постоянном диаметре подводящего воздухопро |
||||||
вода увеличение или уменьшение коэффициента |
расши |
|||||
рения |
влияет |
на основную |
частоту |
затухания |
шума. |
|
Например, при диаметре |
воздухопровода 320 мм и раз |
|||||
мерах камеры |
600Х600ХЮ0 |
мм (рис. 49, а) максималь |
||||
ное заглушение |
отмечается на частоте 630 Гц, а при раз |
|||||
мерах |
камеры |
900Х900ХЮ0 |
м м — н а |
частоте |
320 Гц. |
Это приводит к выводу о том, что набором камер соот ветствующих размеров можно ослабить интенсивность различных частот.
Увеличение числа камер одинакового размера не по вышает лрямо пропорционально затухание шума в глу шителе (рис. 49,6). Из-за интерференции отраженных волн соседних камер значения звукоизоляции каждой из них нельзя просто суммировать. При уменьшении шума одной камерой на 7дБ, шесть камер глушителя ОТИ, рас положенные друг от друга на расстоянии 50 или 300 мм, увеличивают эффект не до 42 дБ, а намного меньше. Наи большей работоспособностью обладает первая от венти лятора камера. При повышении производительности вен тилятора акустическая эффективность, зависящая от числа камер, уменьшается.
Увеличение эффективности камерного глушителя обычно достигается облицовкой его стен звукопогло щающим материалом или в некоторых случаях установ кой фильтрующих перегородок. Исследование различных перегородок (из листового пенополиуретана, пенополиуретановой крошки, полихлорвиниловой сетки и др.) показало,| что длительная работа' глушителя может быть обеспечена только при нормально работающих пылеотделителях [28].
К недостаткам конструкции камеры с перегородкой
следует отнести также большие габариты |
(1500Х1500Х |
Х1200 мм), необходимые для обеспечения |
оптимального |
аэродинамического сопротивления (404-50 |
мм вод. ст.),. |
оказываемого фильтрующими материалами. При эксп луатации такого глушителя-фильтра необходимо преду смотреть кассетное устройство для быстрой смены мате риала, а также задвижку после глушителя, предотвра щающую попадание влаги на перегородку при нерабо тающем вентиляторе.
Влияние звукопоглощающего материала. В качестве звукопоглощающего материала для работы в глушителе можно рекомендовать самозатухающий эластичный пе нополиуретан ППУ-ЭС. Он обладает необходимыми гиги
еническими, |
механическими и |
акустическими |
данными. |
|
Исследования |
эластичного |
пенополиуретана |
толщи |
|
ной 204-100 |
мм, |
устанавливаемого в съемных |
крышках |
глушителя различным образом по отношению к перфори рованной стенке канала, показали целесообразность его применения для уменьшения высокочастотных составля
ющих шума. |
Кривая 2 (рис. 50) |
показывает, |
что шум |
на частотах |
100 и 1250 Гц лежит |
в пределе |
70 дБ. Ус |
тановка пенополиуретана толщиной 50 мм |
в стаканы |
112
i-.дБ
Рис. 50. Спектрограмма шума вентилятора ВВД № 8
с шестисекционным глушителем |
типа |
ОТИ дли |
|
ной |
2,4 м: |
|
|
1 — со звукопоглощающим |
материалом; |
2— |
без материала . |
съемных крышек глушителя почти не снизив интенсив ность шума на частотах 40-f-500 Гц, на Ю-г-20 дБ умень шила ее в области 8004-5000 Гц, самой неприятной для восприятия (рис. 51, кривая 1).
С увеличением толщины материала эффективность поглощения шума возрастает. Оптимальной толщиной
следует |
считать |
40-f-50 мм. Превышение |
указанных |
|||||||||||
размеров до 100 мм уве |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
личивает затухание |
всего |
L |
г |
з |
|
s s |
|
|
||||||
на |
2-г-З дБ. |
Установка |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
материала |
вплотную к от |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
верстиям перфорации или |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
на |
некотором |
расстоянии |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(254-50 мм) не оказыва |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ет |
большого |
влияния |
на |
|
|
|
|
|
|
|
||||
эффективность |
|
глушите |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ля. Увеличение |
этого |
рас |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
стояния до 100 мм ухуд |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
шает |
акустическую |
|
ха |
|
|
|
|
|
|
|
||||
рактеристику |
глушителя |
|
а |
|
|
о |
|
|
||||||
на |
4-г-5 дБ. Как |
показа |
Рис. |
51. |
Звукопоглощение |
конст |
||||||||
ли |
предварительные |
ис |
|
рукции глушителя ОТИ: |
|
|||||||||
следования, улучшить по |
а — с |
резиновыми |
трубками; |
б — со |
||||||||||
глощение |
на |
средних и |
слоистым |
материалом; |
1 — крышка |
|||||||||
низких |
частотах |
возмож |
глушителя; |
2 — резиновые |
трубки; |
3 — |
||||||||
стенки перфорированного |
канала; |
4 — |
||||||||||||
но, |
применяя |
|
слоистый |
воздушный |
поток; |
5 — листовой |
пено |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
полиуретан; 6—листовая |
резина . |
|||||
.8. З а к а з 4695 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
113 |
звукопоглощающий материал: лист пенополиуретана толщиной 10 мм плюс лист резины толщиной 5 мм плюс лист пенополиуретана и т. д. (рис. 51). Совокупность стенок канала и кожуха глушителя, разделенных воз душным зазором, можно рассматривать как резонансную конструкцию, причем горлом резонатора служат отвер стия перфорации. Обычно толщина перфорированных сте нок канала не превышает 2—3 мм. Изменить характери стику резонатора, увеличив длину его горла, можно вве дением в воздушный зазор резиновых трубок, размеры которых и расположение выбирают в зависимости от спектра излучаемого шума [26].
При использовании различных звукопоглощающих
Рис. |
52. |
Глушитель |
конструкции |
|||
ОТИ |
(для |
воздухопровода |
||||
|
|
|
0 |
320): |
|
|
/ — с е к ц и я ; |
2 — камера; |
3 — перфори |
||||
рованный |
канал; |
4— звукопоглощаю |
||||
щий |
материал |
(резиновые |
трубки, пе |
|||
нополиуретан |
или |
слоистый |
материал) . |
материалов, |
необходи |
||
мо принимать |
во вни |
||
мание |
место |
установки |
|
глушителя. |
На |
крыше |
|
вследствие |
метеорологи |
||
ческих; |
условий |
процесс |
выхода его из строя уско
ряется из-за |
образова |
|
ния корок продукта, |
за |
|
крывающих |
перфорацию |
|
и звукопоглощающий |
ма |
|
териал. |
|
|
Аэроакустические ха рактеристики глушителя типа ОТИ. Применение камер для широкополос ного заглушения шума не позволяет создать ком пактную конструкцию глу шителя. К тому же при расчете трудно преду смотреть взаимное влия ние камер. Его обычно уменьшают разъединени ем камер участками с ак тивным звукопоглощени ем, что п было использо вано в глушителе ОТИ (рис. 52).
Глушитель собран из трех секций размерами
114
iL.uS
|
|
Число секций, шт. |
|
|
|
|||
|
Рис. 53. Эффект установки секций глу |
|
||||||
|
шителя |
без |
звукопоглощающего |
мате |
|
|||
|
|
|
|
риала: |
|
|
|
|
|
/ — вентилятор |
работает с закрытой задвиж |
|
|||||
|
кой (звук распространяется |
без |
воздушного |
|
||||
|
потока); |
2—работа |
вентилятора |
при |
произ |
|
||
|
водительности |
<2 = 3500 м3 /ч; |
3— то ж е , при |
|
||||
|
<Э=5000 |
м3 /ч; 4 — то ж е , при |
Q=6600 м3 /ч. |
|
||||
400X600X600 мм. Длина каждой из камер J 00 мм. На ри |
||||||||
сунке |
в качестве |
звукопоглощающего |
материала |
пока |
||||
заны |
резиновые трубки |
( 0 6-f-8 мм) |
|
|
||||
Экспериментальные |
исследования |
центробежного |
||||||
вентилятора ВВД № 8 показали, |
что акустическая |
эф |
фективность глушителя обеспечивается взаимным влия нием камер, перфорированного канала и звукопоглоща ющего материала. Рассматривая зависимость общего
уровня шума от производительности |
вентилятора, мож |
но считать, что заглушение в первую |
очередь обеспечи |
вают камеры |
(50%), затем |
резонансная |
конструкция,, |
||
состоящая из |
кожуха |
и |
перфорированного |
канала |
|
(25-г-30%), и, |
наконец, |
звукопоглощающий |
материал |
||
(20-25%). |
|
|
|
|
|
Наибольшее |
заглушение |
(16 дБ) вносит |
первая сек |
ция (рис. 53). Увеличение числа секций до шести прино сит в режиме максимального к. п. д. добавочный эффект в 10 дБ, что равно 2 дБ на одну секцию. Таким образом, оптимальная длина глушителя, позволяющая уменьшить общий уровень шума на запланированные 20-т-ЗО дБ, может быть принята равной 1,2 м (три секции).
Воздушный поток должен входить в глушитель с наименьшей турбулентностью, поэтому длина воздухо-
8* |
115- |
провода до глушителя зависит от скорости потока, но должна быть не менее 1,5-^2 м. Глушитель лучше уста навливать ближе к вентилятору, так как он, обладая большой массой, работает в качестве демпфера и пре дупреждает распространение вибраций и шума, прони кающего через стенки трубопровода в смежные поме щения.
Аэродинамическое сопротивление АН, оказываемое трехсекционным глушителем, не превышает 30 мм вод. ст. (рис. 54).
Акустическая эффективность |
глушителя |
и состав |
|||||
ляющих его элементов в октавных |
полосах частот |
пред |
|||||
ставлена |
на рисунке |
55. |
Уменьшение |
шума |
до |
уров |
|
ня санитарных норм обеспечивается установкой |
камер |
||||||
без звукопоглощающего |
материала, но |
спектр |
шума |
||||
становится |
высокочастотным (1250 Гц). |
|
|
|
|||
Глушитель шума с |
наилучшим |
эффектом |
работает в |
области пиковой частоты 630 Гц (в октавных полосах
частот |
500 Гц), причем затухание на ней |
равно 40 дБ. |
|
Шум вентилятора после установки глушителя |
изменяет |
||
тембр, он становится более низкочастотным. |
|
||
Сравнение эффективности глушителя |
ОТИ |
(длиной |
|
1,2 м) |
с данными, приведенными в альбоме |
4904-18, |
показывает высокую работоспособность конструкции на всех частотах (см. рис. 44).
Экспериментальные работы по уменьшению аэроди намического шума в источнике и на пути его распрост
ранения |
были проведены в заглушённой камере |
(рис. |
|||
56) с |
вентиляторами высокого |
давления |
ВВД |
№ 3, |
|
ВВД |
№ |
5 и электровентилятором |
ВВД № 8, |
спектраль |
ные характеристики которых подобны характеристикам воздуходувных машин пневмотранспортных систем. Производственную проверку различных шумозаглушающих устройств проводили на зерноперерабатывающих предприятиях, а также заводах легкой промышленнос ти, продовольственного, тракторного и сельскохозяйст
венного машиностроения |
[26, 76]. |
|
|
С 1968 г. глушитель типа ОТИ находится в эксплуа |
|||
тации |
на мельзаводе № 3 в г. Одессе, где он установлен |
||
в нагнетательной сети |
центробежного |
вентилятора |
|
ВВД |
№ 9 зерноочистительного отделения |
[27]. Глуши |
|
тель |
состоит из пяти секций, габаритные |
размеры каж |
дой из них равны 400X600X600 мм. Увеличение длины на две секции (800 мм) было вызвано желанием ком-
116
|
юоо |
гооо |
зооо то sooo |
вооо евоо |
|
|
|
|
|
|
а, м3/ч |
Рис. |
54. Аэродинамическое |
сопротивление глушителя |
|||
|
|
|
ОТИ: |
|
|
/ — трехсекционный |
глушитель; |
2 — однокамерный глуши |
|||
тель |
(i =100 |
мм); 3 — участок воздухопровода |
без глушителя. |
L,AB
Рис. 55. Спектрограмма шума центробежного венти лятора ВВД № 8:
1 — без глушителя; |
2 — только |
камеры |
(четыре камеры, |
/к =100 мм через 300 |
мм друг от друга); |
3 — три секции без |
|
звукопоглощающего |
материала; |
4 — то |
же, с материалом. |
пенсировать падение эффективности работы звукопог лощающего материала по мере его запыления. Опыт эксплуатации показал, что глушитель прост в разборке, а материал и перфорация канала легко очищаются, по этому длину можно сократить до трех секций.
Для обеспечения минимального сопротивления были выбраны воздухопроводы равной площади (подводяще го 0 320 мм и перфорированного канала сечением 300x300 мм). Диаметр воздухопровода после глушителя увеличили до 500 мм.
Можно указать некоторые перспективные схемы ис пользования глушителя ОТИ.
Рис. 56. Экспериментальный стенд для аэроакустических испытаний:
/ — вентилятор; 2 — СЪРМНЫЙ участок воздухопровода |
(для установка |
глушителя); 3 — задвижка; 4 — коллектор; т. 1 — т. |
6 — точки измере |
ния шума. |
|
118
Рис. 57. Перспективные схемы применения глушителя ОТИ:
а — установка циклон-глушитель; |
б — установка |
для |
возврата |
||||||
продукта |
помола; |
в — установка |
для |
возврата |
воздуха |
в |
поме |
||
щение; / — ц и к л о н ; |
2 — глушитель; 3 — шлюзовой |
затвор; |
4 — |
||||||
выброс |
воздуха |
в |
атмосферу; |
5 — камера; |
6 — |
фильтрующий |
|||
материал; |
7 — возврат воздуха |
в |
помещение; |
8 |
— канал; |
9— крышка.
1.Увеличение акустической эффективности, особенно на низких частотах, может быть достигнуто, если глу шитель компоновать вместе с пылеотделителем (цикло
ном). Установка циклон—глушитель (рис. 57,а) повысит акустическую долговечность глушителя, поскольку че рез него будет проходить малозапыленный воздух. При
проектировании в этом случае необходимо |
учитывать |
дополнительные аэродинамические потери. |
|
2. В глушителе со временем скапливается |
мелкоди |
сперсный богатый белком продукт помола, который целе
сообразно отбирать и |
через шлюзовой |
затвор |
возвра |
|
щать |
в производство |
(рис. 57, б ) . |
|
|
3. |
Тепловой режим в зимнее время на многих мель |
|||
ничных предприятиях |
нарушается из-за |
подсоса |
воздуха |
в вентиляционных и пневмотранспортных системах. Глушитель можно использовать для возвращения возду ха в помещение, если часть воздушного потока напра вить через фильтрующие (пенополиуретановые) стенки глушителя (рис. 57, в).
Общие замечания, необходимые при выборе глуши телей различных воздуходувных машин. Глушитель нуж но проектировать совместно с вентиляционной или пневмотранспортной системой. В настоящее время это тре бование ограничивается отсутствием акустических ха-
119