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

жающим объемом воздуха через отверстие, называемое

колеблющейся в зависимости от возбуждающей часто­ ты, сжимая объем воздуха позади горловины, как пру- , жину. Воздух, находящийся в резонаторе, ведет себя как упругое сопротивление на тех частотах, длины волн которых велики по сравнению с геометрическими па­ раметрами резонатора [97].

Максимальное поглощение звуковой энергии отмеча­ ется в области резонансной частоты fp , которая может быть вычислена по приближенной формуле

где 5 —площадь поперечного сечения горла резонатора,

L0

Поскольку колеблющаяся масса несколько выступает за оба конца горла, подставляемая в расчетную формулу (22) длина / не точна: ее нужно увеличить на концевую поправку. При круглом сечении горла проводимость в см равна

Одиночные резонаторы обеспечивают хорошее погло­ щение звука в узкой области частот в районе резонанса. В звукопоглощающей конструкции для расширения по­ лосы поглощения большое количество входных отверстий «вливается» в общую воздушную полость, отделяющую перфорированную панель от жесткой стены [45].

Основная частота области резонансного поглощения зависит от толщины перфорированного экрана, диаметра отверстий и коэффициента перфорации. Если не учиты­ вать присоединенную массу воздуха, ее можно рассчиты­ вать по формуле

листа панели. Определяют его при равномерном распо­

в воздушном зазоре. Выбор шага перфорации в конструк­ циях с пористым заполнением определяется главным образом требованиями механической прочности и сооб­ ражениями .конструктивного порядка.

61

Покрытие акустических материалов панелями (щита­ ми, экранами) не снижает коэффициента звукопоглоще­ ния конструкции в том случае, если они равномерно пер­ форированы. Поверхность отверстий должна составлять не менее 20% общей поверхности панелей. При этом, как отмечает В. Целлер [85], выгоднее возможно большее число малых отверстий.

Покрытия, перфорированные более чем на 20%, мож­ но считать акустически «прозрачными», т. е. не влияющи­ ми на частотную характеристику звукопоглощения по­ ристого материала конструкции [105].

Настраивают резонансные конструкции изменением геометрических и физических параметров. С уменьшени­ ем коэффициента перфорации экрана или с увеличением массы звукопоглощение снижается в области высоких и средних частот и увеличивается на низких частотах. То же можно наблюдать при закрывании пористого мате­ риала тонкой полиэтиленовой, полихлорвиниловой или полиамидной пленкой [106].

Пористый поглотитель может заполнять весь объем за перфорированной панелью или же часть его, оставляя воздушный промежуток между материалом и панелью, \ либо между материалом и стеной помещения. Отдаление пористых поглотителей в глубь воздушного промежутка приводит к уменьшению коэффициента поглощения, осо­ бенно в области низких частот. Преимущество системы с примыканием звукопоглощающего материала к перфо­ рации в том, что он располагается у устьев отверстий панели, где значение колебательной скорости частиц воз­ духа наибольшее.

Это преимущество используют в получивших распро­ странение конструкциях звукопоглощающих облицовок с тканью, инженерный расчет которых приведен в работе

[69].Коэффициент звукопоглощения некоторых резо­

нансных конструкций с тканью представлены в таб­ лице 12 [92].

Применение комбинированных конструкций из порис­ того материала с перфорированным покрытием позволя­ ет получать разнообразные характеристики звукопогло­ щения с максимальными коэффициентами поглощения в разных диапазонах частот [37].

Звукопоглощающими конструкциями облицовывают стены помещения, поверхности экранов и кожухов, от­ делывают каналы и различные воздухопроводы. Выбор

62

звукопоглощающей конструкции в основном зависит от акустической характеристики объекта.

Результаты обследования предприятий системы ми­ нистерства заготовок показали, что для них характерен средне- и высокочастотный спектр шума, что обуслов­ ливает преимущественное применение перфорированных конструкций.

Основной недостаток перфорированных панелей—за- пыляемость различными продуктами измельчения. Для восстановления работоспособности их нужно периодиче­ ски чистить. Следовательно, подобные конструкции дол­ жны быть разборными, обеспечивающими легкость очи­ стки как несущих, так и звукопоглощающих элементов. Практика использования конструкций для уменьшения аэродинамического шума на мельничных предприятиях показала, что это условие вполне выполнимо.

Номенклатура звукопоглощающих конструкций для зерноперерабатывающих предприятий ограничена, пос­ кольку в большинстве серийно изготовляемых в настоя­ щее время используют волокнистые материалы (стекло-, шлако- и минераловату). Пропитка указанных материалов различными связующими (формовка плит) улучшает в ряде случаев их гигиенические качества и позволяет рекомендовать некоторые для применения (табл. 13) [68]. В качестве перфорированных покрывающих листов надо использовать штампованные мельничные сита.

Следует отметить, что проблема внедрения различных материалов и конструкций на предприятиях системы ми­ нистерства заготовок из-за специфичности производства не может основываться только на данных общестрои­ тельной практики.

3. Звукоизоляция

Физическая сущность звукоизоляции состоит в отра­ жении потока звуковой энергии от преграды. Звукоизо­ лирующий эффект возникает, когда звук проходит через границу раздела двух разных сред. Звукоизолирующую способность границы двух разных сред е выражают отно­ шением интенсивности звука в падающей на преграду волне 1\ к интенсивности звука в волне 1% прошедшей че|;ез преграду.

г*

Звукоизолирующую способность рассчитывают в диа­ пазоне частот 1004-3200 Гц или определяют в результате измерений [102].

Обычно ограждающие конструкции при расчете зву­ коизоляции рассматривают как тонкие пластины, совер­ шающие чисто изгибные колебания, т. е. колебания, при

64

О МИ

200

4 — чугун, д у б ; 5 — сталь, алюминий.

с частотой / плоской звуковой волной, падающей под уг­ лом в . Колебания в пластине распространяются в виде вынужденной .волны изгиба длимой Х/зшв. При равенстве

денса), характеризующееся совпадением геометрических ^размеров—след падающей волны равен длине волны из­ гиба в пластине. В этом случае при отсутствии потерь в пластине наблюдается полное прохождение звука. Наи­ меньшая частота, при которой становится возможным яв­

Т а б л и ц а 12

Коэффициенты звукопоглощения некоторых резонансных конструкций

Колебания изгиба наблюдаются при определенном со­ отношении между толщиной элемента конструкции h и длиной изгибной волны Ян . В качестве такого ориентиро­ вочного соотношения может служить неравенство Яи >6/г.

Зависимость величины граничной частоты от толщины ограждения для различных материалов приведена на рисунке 25. Выше граничной частоты прохождение звука через ограждение определяется фактором волнового сов­ падения, ниже — так называемым законом массы [105]. Нижней границей действия закона массы служит часто­ та, при которой в минимальный размер площади пласти­ ны укладывается две-три свободные изпибные волны Яи . Верхнюю границу действия закона масс с необходимой для практики точностью принимают (для диффузного падения звука), равной половине граничной частоты.

Для строительных одностенных конструкций звукои­ золяцию по закону массы (f^0,5f r p ) рекомендуется рас­ считывать в дБ по формуле

величины коэффициентов которой А и В, определенные разными авторами, следующие:

Я = 12 lg/+'ieigG—25;

Анализ формул позволяет сделать вывод, что увели­

Вид этой зависимости положен в основу инженерного расчета средней звукоизоляции (для G^20Q кг/м2 )

68

Таблица 14 показывает непригодность для звукоизо­ ляции мягких пористых материалов. Например, пробко­ вая плита толщиной 50 мм и массой больше, чем сталь толщиной 0,7 мм, обладает меньшей звукоизоляцией. Обусловлено это пустотами и порами в структуре проб­ ки, служащими каналами для звука.

Для построения частотной характеристики звукоизо­ ляции однослойного ограждения рекомендуется следую­ щий приближенный метод [52].

Весь диапазон частот, в пределах которого определя­ ют частотную характеристику звукоизоляции однослой­ ного ограждения, подразделяют на три области: область

Частотная характеристика звукоизоляции состоит из четырех прямых отрезков АБ, БВ, ВГ, ГД (рис. 26).

69