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

во всех октавных полосах частот на 3 дБ. Поэтому уровень зву­

где Днаг определяют по известному D3 нагнетательного патрубка вентиляционного агрегата.

Это соотношение действительно только для вентиляторов, ис­ пользуемых в качестве самостоятельных агрегатов. У кондиционе­ ров уровни Янаг определяют по формуле, аналогичной формуле

Две заменяют Д Наг, определяемой исходя из размеров нагнета­ тельного патрубка кондиционера.

§ 31. Затухание шума в элементах систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Большая протяженность трасс воздухопроводов судовых венти­ ляционных систем, их разветвленность, насыщенность фасонными элементами, арматурой, теплотехническим оборудованием и регу­ лирующими устройствами обусловливают довольно значительные потери звуковой мощности в этих системах. При акустическом расчете систем вентиляции обычно принимают, что общая вели­ чина потерь звуковой мощности для данной октавной полосы частот представляется суммой потерь, которые вносятся каждым из элементов системы в отдельности. При этом можно выделить следующие виды потерь звуковой мощности, характерные не только для судовых, но и вообще для всех вентиляционных си­ стем:

—на прямолинейных участках воздухопроводов;

—на поворотах (коленах);

—в арматуре, различных устройствах и теплотехническом обо­

рудовании;

—в местах разветвления системы;

—при изменении площади проходного сечения воздухо­

провода;

— на выходе из воздухопровода в окружающее пространство. Наиболее обстоятельные сведения о затухании звуковой энер­ гии на прямолинейных участках металлических воздухопроводов вентиляционных систем при отсутствии резонансных явлений при­

ведены в работе [92]. Эти данные представлены в табл. 7. Экспериментально установлено [76], что облицовка наружных

поверхностей вентиляционных воздухопроводов с прямоугольной формой проходных сечений теплоизолирующим покрытием при­ водит к повышению в них потерь звуковой мощности. Для опре­ деления величины снижения мощности при распространении шума в прямоугольном канале с теплоизолирующей облицовкой рекомен­ дуется [76] в два раза увеличивать данные, приведенные в табл. 7.

141

Потери звуковой мощности в воздухопроводах круглого сечения можно считать не зависящими от наличия теплоизолирующего покрытия.

Потери звуковой мощности на поворотах (коленах) происхо­ дят вследствие ее частичного отражения в сторону источника шума. Величина этих потерь зависит от частоты звука, характера звукового поля перед поворотом, поперечного размера воздухо­ провода до поворота — ширины поворота, а также конструктивных особенностей поворота. Снижение уровня звуковой мощности на поворотах оценивают обычно на основании экспериментальных данных.

В связи с тем что диффузный характер звукового поля соот­ ветствует условиям распространения звука в вентиляционных си­ стемах, при акустическом расчете этих систем следует ориенти­ роваться на значения потерь звуковой мощности, определяемые по семейству кривых, представленных на рис. 74 [83].

При уменьшении угла поворота величина снижения уровня зву­ ковой мощности уменьшается. Данные, иллюстрирующие это, приведены в табл. 8. При акустическом расчете вентиляционных систем снижение уровней звуковой мощности на поворотах с уг­ лами, равными или меньшими 45°, можно не учитывать [66]. В су­ довых вентиляционных системах повороты обычно выполняют плавными. Данные, характеризующие снижение уровней звуковой мощности на таких поворотах, указаны в табл. 9 [76].

Приведенные выше сведения относятся к потерям звуковой мощности на отдельных поворотах. При последовательном распо­ ложении поворотов в непосредственной близости один от другого общая величина потерь оказывается гораздо меньше суммы по­ терь в каждом из них в отдельности. Об этом свидетельствуют данные табл. 8.

142

Выполненный М. В. Обуховым анализ экспериментальных дан­ ных по затуханию шума в судовых вентиляционных системах, имеющих сравнительно небольшие размеры проходных сечений и большое число поворотов, показал, что величины снижения Уровней звуковой мощности, приходящиеся в среднем на один плавный поворот, в зависимости от частоты составляют 0,05— 0,40 дБ. Рекомендуемые им величины потерь звуковой мощности Для поворотов с углами 45—90°, которые необходимо принимать

143

во внимание при акустическом расчете судовых вентиляционных систем, приведены ниже.

Потери звуковой мощности в путевой и воздухораспредели­ тельной арматуре, фильтрах и теплообменниках судовых систем

Рис. 74. Потери звуковой мощности в октавных полосах частот на прямоугольных поворотах под углом 90° при диффузном характере звукового поля.

вентиляции и кондиционирования воздуха приведены в табл. 10. В эту таблицу не включены концевые раструбы, решетки и сетки, которые не приводят к заметным потерям звуковой мощности. Из таблицы видно, что значительные потери характерны лишь для кассетных фильтров. В остальных случаях потери, как правило, наблюдаются лишь на частотах выше 1000 Гц.

В тех случаях когда регулирующий орган арматуры частично перекрывает проходное сечение арматуры, потери звуковой мощ­ ности в ней возрастают (рис. 75).

Довольно интенсивное затухание шума наблюдается в выпу­ скаемых отечественной промышленностью воздухораспределитель- но-регулирующих устройствах систем кондиционирования воздуха. Результаты выполненных Р. Я- Агеенковой исследований затуха­

144

ния шума в нормализованных судовых воздухораспределительнорегулирующих устройствах приведены в табл. 11. Сравнительно высокие потери звуковой мощности на частотах выше 500 Гц объ­ ясняются применением в этих устройствах звукопоглощающих облицовок. По отношению к шуму вентиляторов и путевой арма­ туры воздухораспределители, имеющие звукопоглощающие обли­ цовки, являются своеобразными глушителями.

Рассмотрим теперь потери звуковой мощности, происходящие в местах разветвления системы. Они складываются из потерь, вызванных отражением звуковых волн (вследствие различия аку-

Рис. 75. Влияние частичного перекрытия регулирующим органом проходного сечения поворотного воздухорас­ пределителя (пункалувра) на величину ослабления им шума.

стических сопротивлений магистрального и ответвляющегося воздухопроводов), и потерь, обусловленных распределением звуковой энергии между ответвляющимися воздухопроводами пропорцио­ нально площадям их проходных сечений. Величина снижения уровня звуковой мощности Аотв, дБ, в ответвлении по сравнению с уровнем в магистральном канале определяется по формуле [66]

где SMar и Sqtb — соответственно площади проходных сечений ма­ гистрального воздухопровода перед разветвле­ нием и рассматриваемого ответвления, м2;

2 5 0тв — суммарная площадь проходных сечений всех от­ ветвлений в месте рассматриваемого разветвле­ ния системы, м2.

145

Первое слагаемое этой суммы As определяет потери, связан­ ные с перераспределением звуковой энергии между ответвляю­ щимися воздухопроводами. Строго говоря, в данном случае нет потерь в обычном их понимании, когда подразумевается, что зву­ ковая энергия безвозвратно теряется вследствие преобразования ее в тепловую энергию. Наблюдается только ее разделение между различными ветвями вентиляционной системы. Однако с точки зрения конечного результата — звуковой мощности, излучаемой системой в рассматриваемое помещение судна, изменения уровней звуковой мощности при разветвлении системы вполне допустимо называть потерями.

Второе слагаемое А0тр в формуле (194) характеризует потери на отражение. Когда угол между осями ответвляющегося и ма­ гистрального воздухопроводов равен 90°, ответвление следует рассматривать как поворот и в зависимости от его исполнения добавлять к Аотв величины, приведенные либо в табл. 9, либо на рис. 74.

146

Т а б л и ц а 11

Потери звуковой мощности в нормализованных воздухораспределительно-

В160Р; В320Р

Снижение уровней звуковой мощности АСеч, дБ, при скачко­ образном изменении (уменьшении или увеличении) площади про­ ходного сечения воздухопровода определяется по формуле

Асе, = 10 lg ( З Д + 1)2

4Sj/S2

где Si и S2 — соответственно площади проходных сечений возду­ хопровода до и после места их изменения.

Изменение площади сечения в два раза сопровождается сни­ жением уровней звуковой мощности всего на 0,5 дБ. Для полу­ чения АСеч=5 дБ необходимо, чтобы площади Si и S2 отличались между собой в 10 раз.

147

Потери звуковой мощности в переходном диффузоре можно оценить по семейству кривых, изображенных на рис. 76 [86]. В ка­

в окружающее пространство были рассмотрены в § 30.

§ 32. Расчет уровней шума в вентилируемых помещениях с учетом акустических характеристик оборудования, арматуры и элементов воздухопроводов

В общем случае шум в вентилируемом помещении может со­ здаваться источниками трех видов: вентиляционным агрегатом, пу­ тевыми элементами системы и воздухораспределительными уст­ ройствами и арматурой. Обозначим уровни шума в рассматривае­

Так, Тпомс может создаваться несколькими разнотипными путе­ выми устройствами, арматурой и фасонными элементами воздухо­ проводов. Однако порядок определения их уровней шума одина­ ков. Расчет уровней от различных источников шума выполняют последовательно и затем определяют их логарифмическую сумму.

Приведенные в предыдущем параграфе сведения, характерна зующие снижение шума при его распространении по вентиляцион­ ной системе, наряду с данными о шуме вентиляционных агрегатов

148

атакже на выходе из системы, дБ.

Взависимости от того, какой из участков — всасывающий или

нагнетательный — рассматривается, в качестве Рп&т выступают

Либо Рве, Либо Рцаг- В связи с тем, что конечная цель акустического расчета вен­

тиляционной системы состоит в определении октавных уровней звукового давления 7-п0м в заданной точке рассматриваемого по­ мещения судна, необходимо установить соотношение, позволяю­ щее переходить от Рпом к 7-Пом- Это можно сделать на основании уравнения (184), из которого следует, что

Рпоы = р п<ж+ 10 lg •

Фактор направленности решетки или открытого конца возду­ хопровода зависит от их размеров и положения относительно по­ верхностей, ограничивающих помещение, а также от частоты. Он может быть определен по кривым, приведенным в работе [66].

В помещениях с небольшим значением постоянной В, что ха­ рактерно для большинства судовых жилых и служебных поме­ щений, решающее влияние на уровни шума оказывает диффузно отраженная энергия, и поэтому фактор направленности не сказы­ вается существенно на их величине. В связи с этим для упрощения методики расчета будем считать Ф ~1 во всем диапазоне рабочих частот. Тогда

7-пом=-Рпом+ 101g

Величина 10lg /—5— Ь — I отличается от введенной ранее по-

\ 4яг2 В )

правки ALnoM [см. формулу (186)] на постоянную С, которая равна 11 дБ при Го—1 м. Поэтому логарифм суммы такого вида можно определять по кривым, изображенным на рис. 71. Ось, по которой производится в этом случае отсчет, располагается слева. Поря­ док определения постоянной В для судовых помещений рассмот­

149

где значения октавных уровней LEC принимают в соответствии с данными, приведенными в технической документации на венти­ лятор или кондиционер.

Рассмотрим порядок определения уровня шума /, Помс, созда­ ваемого в заданной точке помещения путевой арматурой, тепло­ обменниками и элементами воздухопроводов. В связи с тем что пути проникновения шума, возникающего при прохождении по­ тока воздуха через указанные выше части вентиляционных си­ стем, аналогичны путям распространения аэродинамического шума вентиляторов и кондиционеров, звуковая мощность, создаваемая

создаваемой путевыми элементами систем внутри воздухопрово­ дов и в помещении.

С целью установления зависимостей для определения уровней Р пут введем по аналогии с предложенной Е. Я. Юдиным [72] мето­ дикой расчета шума вентиляторіов понятие отвлеченного октавного

уровня шума арматуры L. Тогда на основании теоретических со­ отношений для звуковой мощности вихревого шума [72], результа­ тов экспериментальных исследований шумовых характеристик ар­ матуры и других элементов судовых вентиляционных систем мо­ жно показать, что

т — 10ф.

Появление во втором варианте написания формулы (198) по­ стоянной с числовым значением —61 дБ объясняется переходом от площади к эквивалентному диаметру (10 lgS0 = 20 \gD3—1) и вы­ ражением его в миллиметрах. Последнее обусловливает необхо­ димость введения в формулу слагаемого — 60 дБ для компенсиро­ вания расхождения в единицах измерений, так как скорость ѵ подставляется в метрах в секунду. __

В настоящее время значения отвлеченных уровней L и коэф­ фициентов т могут быть определены в процессе обработки резуль­ татов экспериментальных исследований шумовых характеристик арматуры и других элементов систем, в которых шум возникает при прохождении через них потока воздуха.

150