Физические основы глушения шума в вентиляционных каналах

Судовые вентиляционные системы являются источниками интенсивного шума. Особенно сильный шум излучают мощные вентиляторы машинных (а на судах с котельными установками и котельных) отделений. Однако и шумы общесудовых систем вентиляции могут быть достаточно неприятными.

С помощью соответствующих мероприятий эти шумы в известной степени могут быть снижены в самом вентиляторе. В большинстве случаев снижение шума вентиляторов в источнике оказывается недостаточным и требуется также ослаблять шум по пути его распространения в вентиляционных каналах или на их выходе.

Вопрос о глушении шума в вентиляционных каналах получил достаточно широкое освещение в литературе. В работах излагаются не только теоретические основы глушения шума в воздуховодах, но описываются соответствующие конструкции глушителей для промышленных и жилых зданий, а также испытательных стендов. Однако в судовых вентиляционных системах не всегда могут быть применены глушители, разработанные для других целей. В этой связи представляют интерес работы по глушителям специально для судовых вентиляторов.

Для глушения шума в вентиляционных каналах применяются почти исключительно активные глушители, в которых используются слои звукопоглощающего материала. По своей конструкции и принципу действия все применяемые глушители можно разбить на каналовые и камерные, изображенные на рисунке 1.5. В глушителях первой группы поглощение звука осуществляется при распространении его по каналам различной формы и размеров, облицованным звукопоглотителем. В глушителях второй группы помимо эффекта поглощения звука слоями звукопоглотителя, используется эффект расширительных камер. Он заключается в отражении звука на входе и выходе камер и в уменьшении плотности звуковой энергии вследствие распределения ее по объему камеры. Таким образом, в вентиляционных глушителях второй группы, кроме активных элементов, присутствуют реактивные, т. е. не связанные прямым образом с потерями энергии, но также обусловливающие ослабление звука в дальних участках канала.

 

 

Рисунок 1.5.– Типы и конструкции глушителей вентиляционного шума

Каналовые глушители: а — трубчатый; б — сотовый (ячейковый); в — пластинчатый.

Камерные глушители; д — однокамерный глушитель; е — камерный пластинчатый глушитель.

 

Расчет звукопоглощения трубчатого глушителя (рисунок 1.5. «а»)

Простейший из глушителей первой группы трубчатый глушитель или глушитель типа звукопоглощающего патрубка представляет собой помещенный в канал слой звукопоглотителя под сетчатым или перфорированным экраном. Как показал А. И. Белов, затухание звука в таком глушителе пропорционально его длине, периметру поперечного сечения П и обратно пропорционально площади сечения канала S:

 

                   (1.11)

' — коэффициент, характеризующий поглощение звука облицовкой представлен в таблице 1.6.;

– периметр поперечного сечения, м;

– площадь сечения канала, м ;

– длина канала, м.

 

Таблица 1.6 – Значение коэффициента 'для материала ВТ-4 и асбестового пухшнура

Наименование материала	Толщина мм	Полоса частот гц
		85-120	120-170	170-240	240-340	340-480	480-680	680-960	960-1360	1360-1920	1920-2720	2720-3840	3840-5440	5440-7680
Материал ВТ-4	25	–	0,11	0,17	0,4	0,51	0,63	1,0	1,1	1,8	1,7	1,0	0,8	0,46
	50	0,15	0,23	0,53	0,76	0,9	1,0	1,5	1,8	1,9	1,36	1,14	0,98	0,6
	75	0,23	0,29	0,63	0,92	1,20	1,4	1,9	2,0	1,7	1,7	1,14	0,98	0,63
Асбестовый пухшнур	25	–	0,11	0,17	0,4	0,57	0,6	1,1	1,25	1,2	1,2	1,1	1,0	0,67
	50	0,15	0,23	0,28	0,45	0,57	0,51	0,78	1,14	1,7	1,9	1,5	1,1	0,67

 

Для квадратного канала шириной D или круглого канала диаметром D заглушение равно

 

                     (1.12)

Эта формула показывает, что для увеличения затухания звука в заглушённом канале необходимо уменьшить его поперечный размер.

 

Расчет звукопоглощения сотового глушителя (рисунок 1.5. «б»)

Идея уменьшения поперечника звукопоглощающего элемента при сохранении необходимого из условий воздухоснабжения сечения вентиляционного канала в целом находит свое выражение в сотовом глушителе (Рисунок 1.5. «б»). Для определения заглушения сотового глушителя с одинаковыми ячейками достаточно вычислить заглушение, приходящееся на одну ячейку для трубчатого глушителя.

 

Расчет звукопоглощения пластинчатого глушителя (рисунок 1.5. «в»)

Пластинчатый каналовый глушитель (Рисунок 1.5. «в») отличается от сотового лишь формой каналов, образующихся между звукопоглощающими щитами. Затухание звука в пластинчатом глушителе вычисляется по формуле:

 

                     (1.13)

 

' — коэффициент, характеризующий поглощение звука облицовкой представлен в таблице 1.6.;

– длина канала, м.

а — расстояние между пластинами, м.

 

Расчет звукопоглощения камерного глушителя (рисунок 1.5. «д»)

В камерных глушителях затухание звука можно рассчитывать по формуле

 

             (1.14)

— коэффициент поглощения облицовки (Таблица 1.4.);

— общая площадь облицованных звукопоглотителем поверхностей в камере, м ;

S_K — площадь сечения канала, м .

 

Расчет звукопоглощения камерного пластинчатого глушителя (рисунок 1.5.«е»).

В камерном глушителе также можно устанавливать дополнительные звукопоглощающие пластины или щиты (Рисунок 1.5.,«е»). При равном с каналовым пластинчатым глушителем количестве пластин камерный пластинчатый глушитель обеспечивает большее заглушение звука вследствие эффекта расширительной камеры. Однако аэродинамическое сопротивление его больше, чем сопротивление каналового глушителя.Затухание звука в камерном пластинчатом глушителе определяется по формуле

 

             (1.15)

— коэффициент поглощения облицовки (Таблица 1.4.);

— суммарная площадь облицованных звукопоглотителем поверхностей внутри камеры и суммарная площадь облицованных звукопоглотителем внутри камеры пластин, м ;

S_K — площадь сечения канала, м .

В некоторых случаях на концах воздуховодов устанавливаются глушители. Отдельные типы таких концевых или экранных глушителей изображены на рисунке 1.6. Их заглушающий эффект составляет 5 – 15 дб.

Рисунок 1.6. – Глушитель, устаналиваемый на конце воздуховода

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: