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

Если в ограждающих конструкциях стенда имеются двери или окна, то звукоизоляцию стен определяют с учетом снижения ее

впроемах и дверях. Более подробные сведения о звукопоглощающих

извукоизолирующих конструкциях даны в работах [10, 35, 48, 62]. Для снижения помех от дросселирующего устройства последнее

должно быть вынесено из звукоизолированного помещения стенда, а в нагнетательном трубопроводе установлен глушитель шума (см. рис. 13). Расчет глушителя шума можно произвести методом, изложенным в гл. VI.

При исследовании источников шумообразования в вентиляторах и компрессорах приемный патрубок может быть выведен в поме­ щение / стенда (см. рис. 13), где и производят измерения шума. В помещении // устанавливают вентилятор или кондиционер и из­ меряют шум, излучаемый корпусом механизма и приводным элек­ тродвигателем, а в помещении /, куда выведен всасывающий па­ трубок, измеряют аэродинамический шум всасывания.

Для небольших вентиляторов можно рекомендовать простую и надежную конструкцию звукомерной камеры, описанную Е. Я. Юди­ ным [73].

Если главной задачей являются исследования источников шума в вентиляторах, а стенд по каким-либо причинам имеет лишь одно звукоизолированное помещение, воздухопроводы со стороны всасы­ вания могут быть выведены наружу, а измерения шума в этом случае рекомендуется производить лучше всего в ночное время.

При измерении воздушного шума вентилятора или кондиционера воздуха их устанавливают на амортизаторы внутри заглушенного помещения так, чтобы все его части находились на расстоянии не менее 1 м от переборок, подволоки и других отражающих кон­ струкций. Расположение точек измерений выбирают по сфере или полусфере в соответствии с ГОСТ 11870—66 либо по сокращенной программе, по одной точке с каждой стороны машины.

Средние октавные уровни звукового давления на измерительной поверхности подсчитывают по формуле

где Li — октавный уровень звукового давления в і-й точке изме­ рения;

п — количество точек измерений.

Если усредненные уровни звукового давления различаются между собой не более чем на 5 дБ, то за средний уровень прини­ мают среднее арифметическое значение этих уровней. Пользуясь вычисленными средними уровнями звукового давления, можно рас­

*->0

где 5 — площадь измерительной поверхности, м2; S0 = 1 м2.

3!

Измерение шума всасывания производят обычно на расстоянии 0,5 или 1 м от среза выходного отверстия под углом 45° к его оси. Показатель направленности шума ПН, дБ, подсчитывают для каж­ дой полосы частот как разность между замеренным уровнем зву­ кового давления в данной точке на измерительной поверхности Ьі

и средним уровнем звукового давления на этой же поверхности L:

Я ^ 100 кгс/м2) можно воспользоваться простой установкой, схема которой изображена на рис. 14. Эту установку лучше всего распо­ лагать в большом свободном помещении, предварительно убедив-

Рис. 14. Схема установки для исследования шума осевых вентиляторов.

шись, что прямой звук от источника будет превалировать над отраженным.

В тех случаях, когда не требуется определения направленности излучаемого вентилятором или кондиционером шума, можно вос­ пользоваться вторым методом, т. е. определением шумовых ха­ рактеристик в отраженном звуковом поле (в реверберационных камерах или гулких помещениях) [48]. Этот метод имеет следующие преимущества по сравнению с первым:

—процесс измерения занимает немного времени, так как замер можно производить в одной точке;

—конструкция стенда гораздо проще, в ряде случаев можно использовать пустые производственные помещения, соответственно дооборудовав их;

—условия испытаний в реверберационных камерах приближа­ ются к реальным условиям работы воздуходувных машин на судах.

Объем реверберационной камеры для исследования шума вен­

тиляторов и кондиционеров должен быть в пределах 100—1000 м3 с соотношением наименьшего размера к наибольшему 1 : (1,5-М). Внутренние противоположные поверхности выполняют под углом 5—10° одна к другой.

32

Размеры камеры должны быть таковы, чтобы все части машин находились на расстоянии не менее 1 м от стен, потолка и других отражающих поверхностей. Ограждающие стенд поверхности должны иметь реверберационный коэффициент звукопоглощения не более 0,05. Камеры с объемом более 500 м3 следует испытывать на пригодность в соответствии с ГОСТ 11870—66.

Уровень звуковой мощности Р, дБ, можно вычислять по фор­

где V — объем камеры, м3; Т — время реверберации, с.

При исследовании источников шумообразования внутри венти­ ляторов и кондиционеров должны быть выполнены те же требо­ вания, что и при испытании их в заглушенных камерах.

При испытаниях машин обоими методами нужно обращать осо­ бое внимание на фундаменты, амортизацию и присоединительные трубопроводы. Все механизмы, обеспечивающие работу стенда, должны иметь собственные виброизолированные фундаменты без жестких связей один с другим и с фундаментом самого стенда. Масса фундамента должна быть больше массы наибольшей из устанавливаемых на нем машин не менее чем в 5—10 раз. Для устранения передачи колебаний от других источников фундамент должен опираться на прокладки из экспанзита и слой сухого песка и иметь по всему боковому периметру воздушный зазор шириной не менее 200 мм. Испытуемый вентилятор или кондиционер следует устанавливать на штатные амортизаторы, а при их отсутствии — на специально подобранные амортизаторы.

Расчетная частота свободных колебаний машины на амортизи­ рующем креплении в направлении, перпендикулярном опорной по­ верхности машины, должна быть меньше колебаний машины на основной частоте вращения не менее чем в два раза.

Для устранения резонансных колебаний воздухопроводов на их поверхности наносят вибродемпфирующие покрытия, а крепления к конструкциям стенда осуществляют с помощью упругих подвесок. Места прохода воздухопроводов в ограждающих поверхностях стенда следует уплотнять с помощью резины, асбеста или войлока. Стенды должны быть укомплектованы приборами и аппаратурой, необходимыми для аэродинамических и теплотехнических испыта­ ний систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Для измерения расхода воздуха нужно применять предвари­ тельно оттарированные коллекторы, встроенные в воздухопроводы на линии всасывания. Скорость воды в трубопроводах следует ог­ раничить величиной 4—5 м/с. Подводящие и отводящие воздухо­ проводы и трубопроводы стенда, в которых производят измерения, должны быть изолированы один от другого. К вентиляторам и кондиционерам их подключают с помощью звукоизолирующих па­ трубков или шлангов.

X

2

к

*

s

«

ч

о

в

34

§ 10. Установки для исследования шума неподвижных плоских решеток

Схема установки, позволяющей проводить1 отработку решеток профилей с целью улучшения их аэродинамических и акустических характеристик, представлена на рис. 15. От обычных аэродинами­ ческих установок она отличается тем,

ратура потока воздуха поддержива­ ется специальным охладителем 2.

Для снижения помех в рабочем участке установки от шума вентилятора, распространяющегося против направления потока и в направлении потока, установка выполнена симметричной. Глуше-

ние шума, распространяющегося от вентилятора к рабочему уча­ стку по направлению потока, составляет в зависимости от частоты 10—60 дБ. Благодаря такой высокой степени глушения шума по­ мехи в рабочем участке довольно низкие. Низкая и равномерная

в выходном сечении потока степень турбулентности (рис. 16) обес­ печивается набором детурбулизирующих сеток в спрямляющем участке установки и высокой степенью поджатая струи в коллек­ торе 7 (см. рис, 15),

Рис. 18. Решетка профилей в рабочем участке установки.

Установка снабжена передвижным координатным устрой­ ством 8, предназначенным для крепления и перемещения в любую точку пространства в пределах всего рабочего участка приемников акустического давления, приборов для замеров скоростей, давлений и турбулентных пульсаций. Это устройство имеет свободу переме­ щений и поворота в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

36

При проведении исследований плоских решеток профилей па­ кет с лопатками крепят в поворотном секторе, перемещением ко­ торого устанавливают необходимые углы атаки (рис. 17). Для устранения скоса потока, возникающего перед решеткой 7, приме­ няют гибкие ломающиеся внутренние стенки 5, скользящие в пазах вертикально перемещающихся стенок 4. Последние снабжены пру­ жинными гибкими стенками 2 конфузора для обеспечения плавного входа потока в канал перед решеткой. Сборку профилей в решетки производят в специальных направляющих, которые затем вдвигают в пазы сектора. На рис. 18 показана решетка профилей, установ­ ленная в рабочем участке. Справа виден батарейный манометр, с помощью которого измеряют распределение давлений на поверх­ ностях дренированных профилей.

Измерительные сечения / —/ и II—II (см. рис.1 17) выбраны с учетом опыта исследования плоских решеток в аэродинамических установках и составляют величину, равную шагу на входе и 0,6 шага на выходе соответственно от входной и выходной кромок лопаток.

Параметры решеток и профилей, которые можно исследовать на

в том, что собранный пакет лопаток закрепляют в поворотном сек­

Перемещением верхней и нижней гибких ломающихся стенок при заданной скорости потока на входе ѵх добиваются устранения скоса потока в измерительном сечении, особенно вблизи крайних лопаток.

Известными в аэродинамике методами и средствами с помощью цилиндрических или шаровых зондов измеряют полное давление потоков на входе в решетку рт и выхода из нее р2п, скорость ѵ2 и угол выхода потока за решеткой ß2. Количество точек измерений принимают не менее 10 на протяжении одного шага.

После усреднения замеров по шагу и решетке в целом расчет параметров решеток производят по формулам.

37

Измерения акустических характеристик решеток, а также рас­ чет уровней звукового давления производят по методам, изложен­ ным в § 10 и работе [73].

При обработке результатов испытаний плоских решеток в ка­ честве основного параметра принимают некоторое условное дав­ ление, соответствующее значениям средних параметров всех исследован­

ных решеток:

Для удобства исследований продувку всех вариантов решеток производили при постоянной скорости щ = 60 м/с. Приведение же акустических параметров различных вариантов решеток к услов­ ному давлению осуществляли увеличением (при щ Экв>60 м/с) или уменьшением (при Щѳкв<60 м/с) уровня воздушного шума на ве­ личину, соответствующую разности уровней шума при эквивалент­ ной скорости натекания.щ = 60 м/с. . . . . . . . . .

38

Изменение уровня воздушного шума в зависимости от скорости натекания потока щ показано на рис. 19. Эта зависимость полу­ чена в результате большого числа измерений решеток, пара­ метры которых изменялись в указанных выше пределах.

С помощью описанного метода были проведены исследования влияния на шум решеток таких параметров, как угол установки профиля в решетке, кривизна, густота решеток, толщина профиля

иугол атаки (см. § 19).

§11. Установки для определения шума арматуры систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Описанная в § 10 аэроакустическая установка позволяет про­ водить исследования шумовых характеристик элементов судовой арматуры системы вентиляции и кондиционирования воздуха.

Рис. 20. Схема стенда для определения акустических характеристик элементов систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

К фланцу конфузора рабочего участка через переходный участок заданной длины (5—6 диаметров рабочего участка) крепят ис­ следуемую арматуру. Аэродинамические характеристики арматуры определяют обычными методами по измерениям полного давления до и после арматуры и скорости потока в переходном участке. Спектр шума измеряют теми же методами, что и при измерении шума плоских решеток профилей.

В литературе [34] можно найти описание более простых уста­ новок, предназначенных для исследования шума арматуры. Н. Ф. Егоровым и М. В. Обуховым была разработана установка, явившаяся дальнейшим развитием установки, описанной в работе

39

[34],— рис. 20. Основное требование, которое необходимо было выполнить при ее создании,— низкий шум потока в рабочем уча­ стке. Установка размещена в двух смежных помещениях. В одном из них расположен специально спроектированный вентилятор 8 с по­ ниженными уровнями шума, на всасывании которого до дроссели­ рующего органа 9 и после него установлены глушители шума 10. Нагнетательный трубопровод вентилятора 7 оборудован глушите­ лями шума и подсоединен к вентилятору посредством эластичного виброизолирующего патрубка. Для дополнительного снижения шума в области средних и высоких частот внутренние поверхности реактивного камерного глушителя 5 низких частот облицованы зву­ копоглощающими конструкциями 4.

Исследуемую путевую 3 или концевую воздухораспределитель­ ную 2 арматуру крепят с помощью переходных патрубков в звуко­ заглушенной камере, где создаются условия свободного звукового поля. Перепуск воздуха из этого помещения в помещение венти­ лятора осуществляется через глушитель шума 6. Скорость потока воздуха в рабочем участке контролируют по показаниям микро­ манометра 12 расходомерного коллектора И или в переходных па­ трубках рабочего участка с помощью трубок Пито.

Измерение частотных характеристик шума исследуемой арма­ туры производят в точках 1, расположенных на расстоянии 1 м от выходного сечения под углом 45° к оси воздушного потока, при различных скоростях воздуха через арматуру (см. рис. 20). Пока­ затель направленности шума арматуры определяют аналогично тому, как это описано в § 8 для вентиляторов и кондицио­ неров.

Для уменьшения объема испытаний арматуры и элементов сис­ тем вентиляции и кондиционирования воздуха, отличающихся раз­ мерами или скоростями воздуха, спектральные уровни шума можно

40