книги из ГПНТБ / Хорошев Г.А. Шум судовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Г. А. ХОРОШЕВ, Ю. И. ПЕТРОВ, Н. Ф. ЕГОРОВ

ШУМ

СУДОВЫХ

СИСТЕМ

ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

If

ИЗДАТЕЛЬСТВО «СУДОСТРОЕНИЕ»

ЛГни^ раа*: ~ ,< -г-*-" f ] Т974Т

t

УДК 629.12.06t : 628.84 : 628.517.2

Х80

■ Ä S S ä ,

0иб/ ,т в ,а ^ T p ”

3'^£Г'ПЛЯР

-2И ІМ і 2 то_зала_

Ъч - ц / і щ

Книга посвящена проблеме уменьшения на судах воздушного шума, обусловленного работой систем вентиляции и кондициониро­ вания воздуха. На основании теоретических и экспериментальных исследований проанализирована физическая природа возникновения шума в элементах воздушных трактов и проточных каналов венти­ ляторов и арматуры этих систем и даны рекомендации по его сни­ жению как в источнике возникновения, так и на пути распростране­ ния в жилые и служебные помещения судна. Приведено описание современной измерительной аппаратуры и экспериментальных уста­ новок для исследования шума отдельных механизмов и элементов систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Изложены методы акустического расчета таких систем.

Наряду с известными средствами борьбы с шумом осевых и цент­ робежных вентиляторов в книге описаны и некоторые оригинальные средства, разработанные авторами. К ним относятся, в частности, сетчатые турбулизаторы, полупроницаемые лопатки, наклонные эле­ менты направляющих и спрямляющих аппаратов, языков улиток центробежных вентиляторов.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников, зани­ мающихся вопросами уменьшения воздушного шума на судах и бу­ дет полезным пособием для студентов и аспирантов, изучающих су­ довую и строительную акустику.

Илл. 91. Табл. 18. Литерат. 98 назв.

Р е ц е н з е н т ы :

д. т. н. А. В. Авринский, к. т. н. А. Г. Ельник

Н а у ч н ы й р е д а к т о р К. И. Селиванов

31804—047

50-74

048(01)—74

© Издательство «Судостроение», 1974 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

На транспортных и промысловых судах с длительными сроками плавания, а также судах пассажирского флота должны быть обес­ печены соответствующие условия обитаемости и комфортности для членов экипажей и пассажиров. Важными факторами, влияющими на работоспособность, самочувствие и настроение людей, являются климатические условия и шум на рабочих постах, в каютах и об­ щественных помещениях судов.

Впоследние годы вопросам проектирования систем вентиляции

икондиционирования воздуха на судах уделяется большое внима­ ние [4, 14, 28]. Однако разработка средств снижения шума этих систем и методов их расчета находится еще в начальной стадии. Отсутствие надежных данных по уровню шума таких элементов систем, как, например, воздухораспределительная, запорная и ре­

гулирующая арматура, долгое время затрудняли возможность опти­ мального проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха, обеспечивающих хорошую тепловлажностную обработку воздуха при низких уровнях шума. В настоящее время эти труд­ ности в известной степени преодолены. В литературе появляется все больше публикаций, посвященных исследованиям и разработке методов расчета и средств снижения шума отдельных элементов и систем в целом [18, 27, 41]. Тем не менее специалистам, работаю­ щим в этой области, приходится испытывать значительные труд­ ности из-за разобщенности материалов по изданиям различных отраслей промышленности и отсутствия единых методических ука­ заний по расчету таких систем.

Настоящая книга ставит своей задачей помимо изложения про­ блемы борьбы с шумом в системах вентиляции и кондиционирова­ ния воздуха дать проектантам судов наиболее эффективные сред­

3

ГЛАВА I

ИСТОЧНИКИ ШУМА СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

§ 1. Характеристики источников шума

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха на судах предназначены для вентилирования судовых помещений и создания в них благоприятных для экипажей и пассажиров условий обитае­ мости. Источниками шума в этих системах являются вентиляторы, воздухораспределительная, дросселирующая и запорная арматура, приборы и аппараты тепловлажностной обработки воздуха, фильтры механической и химической очистки воздуха и другие элементы систем.

Системы кондиционирования воздуха классифицируют по мно­ гим признакам [28], однако с акустической точки зрения их целесо­ образно классифицировать по следующим двум признакам:

—скорости воздуха в воздухопроводах (низко- и высокоско­ ростные системы);

—месту выработки холода (тепла) и способа обработки воз­ духа (центральные, центрально-групповые и автономные системы).

В низкоскоростных системах кондиционирования скорость воз­ духа в магистральных воздухопроводах равна 10—15 м/с, а в от­ водах 5—7 м/с. Статическое давление вентиляторов этих систем составляет 120—180 кгс/м2.

В высокоскоростных системах скорость воздуха достигает 30— 40 м/с, а в отводах— 10—20 м/с. Полное давление вентиляторов составляет 500 кгс/м2, а иногда и больше. В последнее время ши­ рокое применение получили высокоскоростные системы кондициони­

рования воздуха. Оборудование этих систем имеет малые массу и габарит. При работе высокоскоростных систем обеспечивается требуемое распределение воздуха по служебным и жилым поме­ щениям судна. Однако из-за высоких скоростей воздуха эти си­ стемы имеют худшие акустические характеристики, чем низкоско­ ростные, что приводит к необходимости применения различных средств звукоизоляции и глушения шума.

Высокоскоростными системами кондиционирования воздуха обо­ рудовано большинство отечественных сухогрузных судов и, в част­ ности, суда типа «Ижевск», танкеры «София», «Ханой».

5

На рис. 1 представлена схема одноканальной высокоскоростной системы кондиционирования воздуха, применяющейся на транс­ портных и пассажирских судах [28]. Вентилятор 8 забирает сна­ ружи через фильтр 9 воздух и подает его летом в воздухоохлади­ тель 6, а зимой в воздухоподогреватель 7. Затем подогретый или охлажденный воздух, пройдя через глушитель шума 2, распреде­ ляется с помощью концевых воздухораспределительных устройств 1 по судовым помещениям и каютам. Для регулирования подачи воздуха и отключения отдельных ответвлений в системе установ­ лена дросселирующая и проходная запорная арматура 4. Все эле­ менты системы до глушителя шума являются источниками воздуш­ ного шума, наиболее мощные из которых — вентилятор и дроссель­ ные заслонки. Воздухоподогреватель и охладитель могут также способствовать повышению интенсивности шума, если скорость воздуха в их проточных элементах превысит допустимую. Наличие довольно шумной путевой арматуры (3 и 5), а также дроссельных заслонок перед отдельными помещениями обусловливает необхо­ димость включения в систему дополнительных глушителей шума.

В настоящее время элементы (4, 6, 7, 8, 9) системы объединяют в один агрегат, называемый кондиционером воздуха. Этим дости­ гается не только технологичность изготовления и монтажа конди­ ционера на судне, удобство его эксплуатации и обслуживания, но и возможность комплексного применения средств снижения шума.

В центральной системе кондиционирования воздуха тепловлаж­ ностная обработка воздуха производится централизованно в одном агрегате. Полностью обработанный воздух подается по воздухопро­ водам в судовые помещения. В этом случае требуется установка не только главного глушителя шума после центрального кондицио­ нера, но и дополнительных глушителей шума в трассах воздухо­ проводов перед вентилируемыми помещениями. Такой системой оборудуют малотоннажные, транспортные и промысловые суда.

На судах наиболее широко применяется центрально-групповая система кондиционирования воздуха. Охлаждение воздуха в такой системе производится централизованно в одной холодильной уста­ новке. Дальнейшая обработка воздуха осуществляется в кондицио­ нерах, обслуживающих группу помещений. Преимущество подобной системы состоит в удаленности от жилых и служебных помещений основных источников шума — вентиляторов. На пассажирском лай­ нере «Иван Франко» судовая система кондиционирования воздуха

шума, облицованные звукопоглощающими материалами, располо­ жены внутри кондиционеров.

Автономные кондиционеры имеют в своем составе все агрегаты тепловлажностной обработки воздуха и устанавливаются в каютах, салонах и других жилых и служебных помещениях судна. Обладая рядом эксплуатационных преимуществ, такие кондиционеры тре­ буют не только малошумных агрегатов, но и особых малогабарит-

6

Рис. 1. Схема одноканальной высокоскоростной системы кондиционирования воздуха.

7

Таким образом, основными источниками шума систем вентиля­ ции и кондиционирования воздуха являются вентиляторы, кондици­ онеры, путевая и воздухораспределительная арматура.

§ 2. Воздушный шум центробежных вентиляторов

Одним из главных агрегатов в системах вентиляции и конди­ ционирования воздуха на судах и основным источником их шума является вентилятор. В этих системах в основном применяют цент­ робежные электровентиляторы, чаще всего центробежные вентиля­ торы серии ЦС (центробежный судовой). Так, в центральных кон­ диционерах высокоскоростных систем вентиляции и кондициони­

Вентиляторы серии ЦС представляют собой одноступенчатые электровентиляторы, радиальные лопатки рабочих колес которых изготовлены штампованными из листового материала. Рабочее ко­ лесо вентилятора насажено на консольный конец вала электродви­ гателя, а улитка прикреплена к его фланцу. Полное давление, раз­ виваемое вентиляторами серии ЦС при п = 3000 об/мин и произво­ дительности 300—9500 м3/ч, составляет 60—480 кгс/м2. Наряду с надежностью и экономичностью вентиляторы серии ЦС имеют один существенный недостаток — высокий уровень шума. На рис.З представлена обобщенная зависимость общего уровня шума от основных энергетических параметров вентиляторов. Как видно из

стигает 80—100 дБ. Спектральные характеристики шума некото­ рых вентиляторов серии ЦС приведены в табл. 1.

В центральных кондиционерах типа КЦВ применяются венти­ ляторы с двусторонним всасыванием. Они имеют небольшие габа­ риты, удобны для встраивания в кондиционеры, но из-за наличия клиноременной передачи их моторесурс ограничен. Уровень шума таких’вентиляторов несколько ниже, чем у вентиляторов с одно-

9