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

1. Звукопоглощающие материалы

Основная акустическая характеристика звукопог­ лощающих (материалов—величина коэффициента зву­ копоглощения а , зависящая от частоты и угла падения звука, структуры, толщины и расположения материала. Коэффицент звукопоглощения равен отношению коли­ чества поглощенной материалом звуковой энергии к об­ щему количеству падающей звуковой энергии. Свой­ ствами поглощения звука обладают все без исключения строительные материалы (табл. 10).

ны удовлетворять общим строительно-механическим требованиям, к которым относят долговечность, огне­ стойкость, прочность, транспортабельность, гигиенич­ ность, легкость очистки, экономичность.

Звукопоглотители не должны ухудшать санитарных условий в помещении и должны быть без запаха.

По структуре все звукопоглощающие материалы подразделяют в основном на пористые и волокнистые.

К пористым материалам относят разного рода аку­ стические штукатурки, пемзолит, вермикулит, керами-

50

ку, пластические массы — пенополиуретан, минору, пенополистирол и др.

К волокнистым материалам относят минеральную, стеклянную, шлаковую и асбестовую вату, асбестовое и искусственное волокно, шерстяной я минеральный вой­ лок, плиты из растительных волокон — оргалит, фиброакустит и др.

Получившие распространение в настоящее время во­ локнистые материалы [8], изготовленные на базе стек­ ловолокна, минерального и шлакового волокна и обла­ дающие хорошими акустическими данными, тем не ме­ нее не рекомендуется применять в зерноперерабатывающей промышленности, так как они различными путями могут попасть в перерабатываемый продукт.

Использование тканей и пленок [46, 106] для защиты от выдувания не устраняет опасность попадания частиц материала в продукт, так как следует учитывать воз­ можность разрыва покрытия под абразивным воздей­ ствием пыли или по другим причинам.

Таким образом, на предприятиях системы министер­ ства заготовок необходимо применять не пылящие, не выдуваемые материалы, лучшие из которых—пористые материалы (поропласты).

Рекомендована следующая классификация строитель­ ных поропластов [36].

Интенсивное обдувание пороплаетов воздухом в те­ чение продолжительного времени (воздухостойкоеть ма­ териала) не изменяет прочностных свойств материала.

Попеременное замораживание и оттаивание поро­ пластов уменьшает их прочность (кроме мелкопористого эластичного пенополиуретана) на 13-^50%.

Основные физические свойства пористых звукопог­ лощающих материалов следующие: сопротивление воз­

величину, равную отношению объема воздушных пор к общему материалу.

Сопротивление продуванию гп определяют из сле­ дующего соотношения:

где Ар— разность воздушных давлений по обе стороны слоя пористого материала, продуваемого по­ током воздуха;

v—скорость воздушного потока вне материала;

б—толщина слоя пористого материала.

В интерферометре (трубе Кундта) величину погло­ щения при нормальном падении звука находят по раз­ ности амплитуд в узлах и пучностях стоячей звуковой волны, устанавливающейся между излучателем звука и образцом материала.

53

Реверберациояный метод исследований, определяю­ щий диффузный коэффициент поглощения, основан на том явлении, что при внесении в помещение любого предмета или материала звукопоглощение в помещении увеличивается. Реверберационный метод позволяет ус­ танавливать коэффициенты звукопоглощения отдельных предметов, людей и т. д., что невозможных» сделать на интерферометре. Чтобы применять этот метод, необхо­ димо специально оборудованное помещение и исследуе­ мый образец с достаточной поверхностью. Точность оп­ ределения коэффициента поглощения материала в ос­ новном зависит от диффузности звукового поля в ка­ мере, от расположения, величины и характера поверхно­ сти образца [42, 84]. Удовлетворительная сопостави­ мость результатов измерения может быть получена в одинаковых камерах, спроектированных и построенных в соответствии с рекомендациями ИСО [92].

Листовые пористые материалы по ряду технологиче­ ских причин не обладают стабильными физическими ха­ рактеристиками (пористостью и т. д.) по всему объему. С этим связано различие акустических характеристик образцов, взятых из разных мест одного и того же листа материала. Различие становится более заметным при исследовании продукции ряда заводов. Расхожде­ ние результатов измерения коэффициента звукопогло-

Рис. 20. Коэффициент звукопоглощения эластичного пенополиуретана (6 = 50 м.м) при измерении

в интерферометре по данным:

/ — О Т И П П ; 2 — В Н И И Н С М [36]; 3 — Н И И СФ [92].

54

при нормальном падении звука обычно ниже значений реверберацион'Ных измерений.

Не только для эластичного пенополиуретана, но поч­ ти для всех пористых материалов характерны более высокие коэффициенты звукопоглощения на средних и высоких частотах, чем на низких. Однако с увеличени­ ем толщины материала звукопоглощение начинает про­ являться и на этих частотах. Объясняется это тем, что

Предельная толщина 6т ах в см может быть найдена из

55

потерь на трение в звукопотлотителе.

Процесс поглощения звука имеет две стороны. Энер­ гия, которая может быть поглощена, тем больше, чем меньше отражение от поверхности: она возрастает, как

слабее и поглощение уменьшается. Например, от хоро­

миссным решением мол-сет служить применение сочета­ ния слоистых пористо-плотных материалов, звукопог­ лощающих конструкций.

Теория изучает работу звукопоглощающих мате­ риалов в «чистом» воздухе. Однако на практике воздух более или менее запылен. Этот фактор следует особенно принимать во внимание на зерноперерабатывающих предприятиях, работающих в условиях большой запыленности воздуха. Проверка мельниц показала,

56

что применяемый, например, в глушителях шума пневмотранопортных установок материал покрывается сло­ ем мучной пыли за первые дни эксплуатации. Это при­ водит к падению эффективности глушителя вследствие уменьшения коэффициента звукопоглощения запылен­ ного материала (рис. 21).

Методы акустических испытаний, существующие в настоящее время [21], требуют дальнейшей разработки для нахождения основных характеристик запыленных материалов. 1

2. Звукопоглощающие конструкции

Звукопоглощающие конструкции представляют со­ бой сочетание звукопоглощающих материалов и защит­ ных или декоративных покрытий панелей, перфорирован­

- женными образуют систему стоячих волн. Наибольшее поглощение получается, когда середина пористого слоя

Г,7

Зная скорость с звука в воздухе, нетрудно опреде­ лить частоту наибольшего поглощения звука /, напри­ мер, при нормальном (перпендикулярном) его падении

Таким образом, чем ниже частота заглушаемого зву­ ка, тем больше должно быть расстояние звукопоглоща­ ющего слоя от стены.

Величина коэффициента звукопоглощения пористого слоя, расположенного на отражающей поверхности, оп­ ределяется как толщиной слоя, так и физическими па­ раметрами материала.

Частотные характеристики звукопоглощения пори­ стых материалов отличаются малыми величинами коэф­ фициентов звукопоглощения в области низких частот. Повышение звукопоглощения связано либо с увеличе­ нием толщины материала, либо с применением воздуш­ ного зазора между материалом и жесткой поверхно­ стью.

Большинство звукопоглощающих конструкций пред­ ставляет собой колебательные (системы из различных материалов, отделенных воздушным зазором от стены

бательные системы (тонкие панели, пластины, объемы воздуха и т . п.) последние приходят в состояние вынуж­ денных колебаний. При этом часть энергии звуковой волны теряется в результате внутреннего вязкого тре­

1.^перфорированные панели;

2.Перфорированные панели, заполненные пористым звукополощающим материалам:

3.Перфорированные панели однослойные и много­

58