Схема глушителя реактивного типа – Реактивные глушители шума | Расчет и проектирование глушителей шума энергоустановок

  • 29.06.2020

2 Расчёт активных глушителей шума

2.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия – ознакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия и методикой расчета активных глушителей шума.

    1. Назначение, устройство, принцип действия активных глушителей шума

Любые установки, использующие в качестве рабочего тела воздух или газообразные потоки, излучают в атмосферу интенсивный шум через устройства забора и выброса воздуха или отработанных газов.

В технике борьбы с шумом вентиляторов, компрессоров, воздуходувок, пневмоинструмента, пневмопочты, газотурбинных и дизельных установок, других аэродинамических и пневматических агрегатов и устройств используются активные и реактивные глушители шума.

Назначение глушителей – препятствовать распространению шума через трубопроводы, воздухопроводы, технологические и смотровые отверстия.

Активные глушители шума (рис. 2.1) представляют собой перфорированные каналы круглого или прямоугольного поперечного сечения, по форме и размерам соответствующие всасывающим или выхлопным отверстиям, на которые они устанавливаются. Каналы глушителей обворачиваются звукопоглощающими материалами и помещаются в герметичный кожух.

В качестве звукопоглощающих материалов используются минеральная вата, супертонкое стекловолокно, супертонкое базальтовое волокно и другие пористые материалы с высокими коэффициентами звукопоглощения (табл. 2.1) [3].

Звуковые волны в активных глушителях шума вследствие дифракции попадают в звукопоглощающий слой пористого материала. Затухание шума происходит за счет преобразования звуковой энергии в тепловую при трении в порах звукопоглощающего материала.

Рис. 2.1 Схема активного глушителя шума:

1 – фланец; 2 – звукопоглощающая облицовка; 3 – перфорированная труба;

4 – герметичный кожух глушителя

Снижение шума активным глушителем шума на каждой среднегеометрической октавной частоте с достаточной для практики точностью определяется по формуле:

(2.1)

где ΔL – снижение уровней звукового давления активным глушителем шума, дБ;

1,3 – эмпирический коэффициент;

α – коэффициент звукопоглощения звукопоглощающего материала;

П – периметр глушителя, м;

L – длина глушителя, м;

S – площадь поперечного сечения глушителя, м2.

На стадии проектирования, когда известно превышение уровней звукового давления над нормированными значениями, расчет сводится к определению необходимой длины глушителя шума по формуле:

, (2.2)

где ΔL – превышение уровней звукового давления над нормированными значениями, дБ.

Таблица 2.1 – Характеристика звукопоглощающих материалов для активных глушителей шума

Материал

Толщина слоя звукопоглощающего материала, h, мм

Воздушный промежуток, мм

Коэффициент звукопоглощения αв октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Супертонкое базальтовое волокно, стеклоткань типа –ЭЗ-100, металлический перфорированный лист перфорацией 27 %

50

100

0

50

0

0,06

0,12

0,22

0,2

0,34

0,51

0,5

0,69

0,73

0,82

0,81

0,8

0,9

0,83

0,88

0,92

0,89

0,92

0,85

0,85

0,85

0,64

0,64

0,84

То же, но супертонкое стекловолокно

50

100

0

50

0

0,07

0,09

0,19

0,2

0,29

0,49

0,47

0,65

0,81

0,83

0,94

0,94

0,98

0,89

0,94

0,91

0,94

0,9

0,82

0,81

0,81

0,58

0,58

0,58

Маты из супертонкого стекловолокна, оболочка из стеклоткани типа ЭЗ-100

50

0

0,1

0,4

0,85

0,98

1,0

0,93

0,97

1,0

Маты из супертонкого базальтового волокна, оболочка из декоративной стеклоткани ТСД

50

200

0

50

0

0,1

0,15

0,28

0,2

0,47

1,0

0,9

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

0,9

0,95

1,0

0,81

0,90

0,95

0,97

0,85

0,95

0,96

Звукопоглощающиtматы из штапельного капронового волокна

50–60

0

50

0,1

0,12

0,12

0,2

0,18

0,4

0,4

0,72

0,77

0,9

0,9

0,8

0,98

0,98

0,9

0,92

Теплоизоляционный материал АТМ-1

50

0

50

0,05

0,07

0,12

0,16

0,28

0,66

0,76

0,99

0,99

0,87

0,99

0,97

0,94

0,92

0,9

0,9

Продолжение табл. 2.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Теплоизоляционные маты АТИМС

15

50

0

50

0

50

0,13

0,15

0,03

0,08

0,14

0,3

0,12

0,260,38

0,6

0,47

0,64

0,67

0,62

0,75

0,89

0.73

0,69

0,84

0,75

0,83

0,83

0,84

0,78

0,89

0,9

0,9

0,8

0,91

0,92

Теплоизоляционный материал ВТ4С

50

0

50

0,1

0,11

0,12

0,16

0,21

0,4

0,44

0,83

0,77

0,94

0,9

0,82

0,92

0,92

0,9

0,8

Прошивные минераловатные маты, стеклоткань типа ЭЗ-100, просечно-вытяжной лист толщиной 2 мм, перфорацией 74 %

100

0

0,11

0,35

0,75

1,0

0,95

0,90

0,92

0,95

То же, но супертонкое стекловолокно

50

0

0,07

0,25

0,1

0,95

1,0

1,0

1,0

0,95

То же, но маты из супертонкого базальтового волокна

50

0

100

0,05

0,2

0,4

0,37

0,66

0,9

0,98

0,99

0,99

1,0

0,98

1,0

0,95

0,98

0,95

0,97

При расчетах следует учитывать, что постоянные рабочие места на территории предприятия или жилые дома на селитебной территории находятся на некотором расстоянии r от источника шума.

Уровни звукового давления на расстоянии r от источника с учетом затухания определяются по формуле:

— 20 lg rΔ – 8, (2.3)

где Lr – уровень звукового давления на расстоянии r от источника шума, дБ;

L1– уровень звукового давления на расстоянии 1 м от источника шума, дБ;

r – расстояние от источника шума, м;

Δ – дополнительное затухание шума в воздухе, дБ;

8 – эмпирическая поправка, дБ.

Дополнительное затухание шума в воздухе определяется по формуле:

Δ = 6 ·10-6 · f · r, (2.4)

где f – среднегеометрическая октавная частота, Гц.

    1. Исходные данные для расчета активного глушителя шума

      1. Спектр шума (уровни звукового давления на среднегеометрических октавных частотах) на расстоянии 1 м от источника шума.

      2. Расстояния от источника шума до постоянных рабочих мест на территории предприятия и жилого микрорайона (если проектом предусмотрено снижение шума на селитебной территории).

      3. Форма и размеры поперечного сечения всасывающего или выхлопного отверстий или патрубков агрегата, на которые устанавливается активный глушитель.

    1. Последовательность расчета

      1. Определяются уровни звукового давления на расстоянии r1 от источника шума на территории предприятия.

      2. Определяется превышение уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия над допустимыми значениями по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» [4].

      3. Определяются (при необходимости) уровни звукового давления на расстоянии r2 от источника шума на территории жилого микрорайона.

      4. Определяется превышение уровней звукового давления на территории жилого микрорайона над нормированными значениями по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [4].

      5. По максимальному превышению уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия или на территории жилого микрорайона определяется длина глушителя шума.

      6. При принятой длине глушителя определяется ожидаемое снижение шума.

      7. Определяются ожидаемые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия при наличии глушителя шума.

      8. Определяются ожидаемые уровни звукового давления на территории жилого микрорайона при наличии глушителя шума.

      9. По результатам расчета делаются соответствующие выводы.

    1. Пример расчета

Рассчитать активный глушитель шума на всасывающий патрубок компрессора с целью снижения шума на постоянных рабочих местах на территории предприятия и в жилом микрорайоне. Исходные данные:

  • диаметр всасывающего патрубка компрессора d = 165 мм = 0,165 м;

  • расстояние до постоянных рабочих мест на территории предприятия r1 = 7м;

  • расстояние до жилого микрорайона r2 = 70 м;

  • уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора L1 представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2 – Уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Уровни звукового давления, L1дБ

104

111

104

102

110

107

105

105

Результаты расчета представлены в табл. 2.3.

      1. В позицию 1 табл. 2.3 из табл. 2.2 выписаваем уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора L1, дБ.

Таблица 2.3 – Результаты расчета активного глушителя шума

№№ поз.

Показатель

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

Уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора, L1, дБ

104

111

104

102

110

107

105

105

Продолжение табл. 2.3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2

Уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия, Lr1, дБ

79

86

79

77

85

82

80

80

3

Допустимые уровни звукового давления для постоянных рабочих мест на территории предприятия, L, дБ

95

87

82

78

75

73

71

69

4

Превышение уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия над допустимыми, ΔL1, дБ

10

9

9

11

5

Уровни звукового давления на территории жилого микрорайона, Lr2, дБ

59

66

59

57

65

61

58

57

6

Допустимые уровни звукового давления для территорий, прилегающих к жилым домам, , дБ

67

57

49

44

40

37

35

33

7

Превышение уровней звукового давления на территории жилого микрорайона над допустимыми, ΔL2, дБ

9

10

13

25

24

23

24

8

Коэффициенты звукопоглощения прошивных мат из супертонкого базальтового волокна толщиной h = 50 мм, просечно-вытяжной лист с перфорацией 74 %

0,05

0,4

0,66

0,98

0,99

0,98

0,95

0,95

9

Снижение шума активным глушителем ΔL, дБ

1

10

17

25

25

25

24

24

10

Ожидаемые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия, , дБ

78

76

62

52

60

57

56

56

11

Ожидаемые уровни звукового давления на территории жилого микрорайона, , дБ

58

56

42

32

40

36

34

33

      1. На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия на расстоянии r1 от источника шума Lr1 по формуле (2.3):

Lr1  = L1 – 20 lg r1  6 · 10-6 fr1 – 8.

На частоте 63 Гц: Lr1 = 104 – 20lg7 — 6·10-6 ·63·7 – 8 = 79 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 2.

2.5.3 В позицию 3 из санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.562-96 (приложение 1) выписываем допустимые уровни звукового давления для постоянных рабочих мест на территории предприятия, , дБ.

      1. На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем превышение уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия над допустимыми ΔL1по формуле:

ΔL1 = Lr1 Lr1доп (2.5)

На частоте 63 Гц: ΔL1= 79–95 – превышения нет.

На частоте 1000 Гц: ΔL1= 85–75 = 10 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 4.

      1. На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем уровни звукового давления на территории микрорайона на расстоянии r2 от источника шума Lr2 по формуле (2.3):

Lr2  = L1 – 20 lg r2 – 6 · 10-6 f r2 – 8.

На частоте 63 Гц: Lr2 = 104 – 20 lg 70 — 6 · 10-6 63 ·70 – 8 = 59 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 5.

      1. В позицию 6 из санитарных норм СН 2.2.4/2.1.18.562-96 (приложение 2) [3] выписываем допустимые уровни звукового давления в ночное время для территорий, непосредственно прилегающих к жилым домам, L, дБ.

      2. На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем превышение уровней звукового давления на территории микрорайона над допустимыми ΔL2 по формуле:

ΔL2 = Lr2Lr2доп , (2.6)

На частоте 63 Гц: ΔL2= 59–67 – превышения нет.

На частоте 125 Гц: ΔL2= 66–57 = 9 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 7.

      1. По максимальному превышению уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия или территории микрорайона по формуле (2.2) определяем необходимую длину глушителя шума.

В качестве расчетного значения принимаем ΔL = 25 дБ на среднегеометрической октавной частоте f = 1000 Гц. В качестве звукопоглощающего материала (по табл. 2.1) выбираем прошивные маты из супертонкого базальтового волокна толщиной 50 мм без воздушного промежутка, имеющие наибольшее значение коэффициента звукопоглощения (α = 0,99) на частоте f = 1000 Гц.

Коэффициенты звукопоглощения выбранного материала представлены в позиции 8.

Принимаем диаметр активного глушителя шума равным диаметру всасывающего патрубка компрессора d = 0,165 м. Площадь сечения глушителя:

S = π d2 /4 = 3,14 х 0,1652 /4 = 0,02 м2.

Периметр глушителя:

П = π d = 3,14 х 0,1652 = 0,52 м.

Длина глушителя по формуле (2.2):

l = ΔL S/1,3 α П;

= 25 х 0,02 / 1,3 х 0,99 х 0,52 = 0,747 м.

Принимаем длину глушителя шума = 0,75 м.

      1. На каждой среднегеометрической октавной частоте при принятой длине глушителя шума с учетом соответствующих коэффициентов звукопоглощения по формуле (2.1) определяем ожидаемое снижение шума глушителем:

Δ= 1,3 α П l / S

На частоте 63 Гц: Δ= 1,3 х 0,05 х 0,52 х 0,75 / 0,02 = 1 дБ.

На частоте 125 Гц: ΔL = 1,3 х 0,4 х 0,52 х 0,75 / 0,02 = 10 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 9.

      1. На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем ожидаемые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия Lr1ожид при наличии глушителя по формуле:

Lr1ожид = Lr1 ΔL. (2.7)

На частоте 63 Гц: Lr1ожид= 79 – 1 = 78 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 10.

      1. На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем ожидаемые уровни звукового давления на территории микрорайона Lr2ожид при наличии глушителя по формуле:

Lr2ожид = Lr2ΔL . (2.8)

На частоте 63 Гц: Lr2ожид= 59 – 1 = 58 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 11.

      1. По результатам расчета представляем спектры шума (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Спектры шума:

1– на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора; 2 – на постоянных рабочих местах на территории предприятия; 3 – допустимый для постоянных рабочих мест на территории предприятия по СН 2.2.4/2.1.8.562-96; 4 – на территории жилого микрорайона; 5 – ожидаемый на постоянных рабочих местах на территории предприятия; 6 – допустимый для территорий, прилегающих к жилым домам по СН 2.2.4/2.1.8.562-96; 7 – ожидаемый на территории жилого микрорайона

    1. Контрольные вопросы

2.6.1 Для каких целей используются глушители шума?

2.6.2 На каких агрегатах и устройствах устанавливаются глушители шума?

2.6.3 Как устроен активный глушитель шума?

      1. Принцип действия активного глушителя шума?

      2. Какие материалы используются для активного глушителя шума?

      3. Какие исходные данные необходимы для расчета активного глушителя шума?

      4. Что такое спектр шума?

      5. Последовательность расчета активного глушителя шума.

      6. Какой параметр принимается в качестве расчетного при определении необходимой длины активного глушителя шума?

    1. Рекомендуемая литература

[1] С. 14-15; 101-110.

[3] С. 140-146; С. 150-153.

Глушители реактивные — Энциклопедия по машиностроению XXL

Реактивные глушители (рис. 64) выполняются в виде камер расширения, связанных с воздуховодами. Глушитель работает на принципе акустического фильтра. Он способен пропускать без заметного ослабления одни частоты и подавлять другие. Глушитель может состоять из одной камеры или из нескольких камер, соединенных внешней или внутренней трубой. Чем больше число  [c.164]

Исследованиями установлено, что комбинированный глушитель шума обеспечил большую величину снижения уровня акустической мощ,ности в области низких частот, чем предполагалось расчетом (табл. 34). Действительные коэффициенты звукопоглощения облицовки реактивного звена глушителя значительно выше полученных в реверберационной камере и указанных в табл. 35.  [c.197]

Полная внутренняя поверхность камеры 10,6 Камера реактивного глушения соединена с расширительной камерой отверстием диаметром, равным диаметру воздухозаборной трубы и площадью поперечного сечения 0,012 м . За камерой реактивного глушения следует щелевой поворот, приводящий воздушный поток к цилиндрическому активному глушителю 10.  [c.199]

Глушение шума выхлопа [3], [И). Для глушения шума, создаваемого выхлопными газами, не всегда можно применять глушители с поглощающим материалом. В этих -случаях применяются так называемые реактивные глушители или акустические фильтры, состоящие из ряда последовательно расположенных расширительных камер, соединенных узкими трубками. Такой фильтр пропускает сквозь себя лишь звуки низких частот, для частот же, лежащих выше собственной частоты фильтра /о, он представляет значительное препятствие.  [c.361]

паровых машин В 31/16 со средствами для очистки газов N 3/00-3/38) в инструментах или механизмах ударного действия В 25 D 17/11-17/12 в сопловых насадках реактивных двигателей F 02 К 1/34, 1/46]  [c.67]

Отдельные, особенно нежелательные участки спектра шума могут гаситься при помощи активных и реактивных глушителей, которые рассматриваются в следующем параграфе.  [c.363]

Глушитель, основанный на отражении звуковых волн, называется реактивным глушителем. По своему действию аналогичен электрическим фильтрам, получившим широкое распространение в электротехнике. Судя по работе Эрнста, такие устройства давно привлекают внимание американских инженеров и ученых, а в последние годы ими стали интересоваться и в Англии. Сейчас появились сообщения о том, что в США создаются специальные конструкции таких глушителей для гидропередач [124].  [c.368]

Действие таких камер на звуки низкой частоты иное, так как в этом случае расширительная камера работает в качестве реактивного глушителя — акустического фильтра. Рабочий процесс реактивных глушителей будет рассмотрен ниже.  [c.370]

Реактивный глушитель, основанный на отражении звуковых волн, не оказывает препятствий прохождению потока с неизменными  [c.371]

Существование сопротивлений во всех трех случаях дает потерю энергии, а поэтому изображенные устройства должны рассматриваться в качестве активных, а не реактивных глушителей.  [c.372]

Каждая из рассматриваемых ячеек несет обязанности реактивного глушителя или фильтра низкой частоты в связи с тем, что колебания с частотами, меньшими удвоенной резонансной частоты /о ячейки, беспрепятственно проходят через фильтр.  [c.373]

Видимо, в определенной степени это справедливо также и для рассмотренных ранее активных глушителей, в какой-то мере обладающих также и свойствами реактивных глушителей.  [c.373]

Чем ниже частота / среза, тем больше размеры глушителя, и тем меньше реактивный глушитель, предназначенный для по-  [c.373]

V — объем камеры ячейки реактивного акустического глушителя.  [c.374]

Так как частота / среза ячейки реактивного глушителя равна удвоенной резонансной частоте / , согласно уравнению (12.40) можно окончательно записать  [c.375]

При расчете ячейки реактивного глушителя заданным значениям частоты среза / и с соответствуют разные значения остальных трех подлежащих определению величин d, I к V.  [c.375]

Поэтому, в соответствии с этим дополнительным условием уменьшается число свободы выбора основных параметров ячейки реактивного глушителя.  [c.375]

В этой связи большой интерес представляют исследования по разработке эффективных методов снижения шума реактивной струи. Применяются так называемые пассивные и активные методы снижения шума. К первым относится снижения шума на пути его распространения от источника. Возможности применения пассивных методов весьма ограничены, что обусловлено конструктивными трудностями установки звукопоглощающих элементов вблизи реактивной струи. Здесь следует также упомянуть предпринимаемые попытки снижения шума струи с использованием экранирующей способности крыла и фюзеляжа самолета или же эжекторных глушителей шума со звукопоглощающей облицовкой эжекторов.  [c.192]

НИЯ в трубе. Работа этого другого типа глушителя в отличие от поглощающего глушителя основана на реактивном принципе. Основной вид реактивного глушителя— это просто расширительная камера, не содержащая ничего, кроме воздуха. И здесь снова мы встречаемся с рассогласованием импедансов. Вместо того чтобы приводить электрические аналоги, лучше объяснить происходящие в этом глушителе процессы путем сравнения его с антивибрационными амортизаторами, о которых мы уже вкратце говорили.  [c.253]

На практике выхлопные глушители изготовляют в виде многокамерных систем, снабженных боковыми ответвлениями, работающими как резонаторы. Чтобы сделать воздушную пружину мягче, можно выдвинуть соединительные трубки внутрь камеры — это увеличит создаваемое ею затухание. Установка двух камер одна за другой не обязательно удваивает ослабление звука, однако при правильном соединении камер можно получить даже более чем двойной эффект, Большая часть реактивных глушителей, появлявшихся на рынке сбыта, была разработана эмпирически много лет назад, и до сих пор их исследования проводятся методом проб и ошибок. Можно надеяться, что теперь для расчета глушителей будут широко применять вычислительные машины, что позволит разработать действительно эффективные модели.  [c.256]

Реактивные глушители. В глушителях реактивного типа поглощение звука происходит вследствие образования волновой пробки , затрудняющей прохождение звука на некоторых частотах из-за инертности массы воздуха в трубках или отверстиях, соединяющих ячейки глушителя. Этот вид глушителей применяется для подаваления шума с ярко выраженными дискретными составляющими.  [c.164]

Глушители реактивные 268 Голубинского формула 150 Гомали окуляры 245 Горение — Количество необходимого кислорода — Определение 171  [c.536]

За расширительной камерой следует камера реактивного глушителя 6. Внутренняя поверхность камеры облицована специальными низкочастотными звукопоглош,ающнми кассетами 7. Кассеты изготовляют размером, равным величине стен, потолка и пола. Звукопоглош,ающая кассета представляет собой деревянную рамку 1600 X 1200 мм толщ,иной 100 мм. На пруток диаметром 8 мм наматывают вату. После наматывания ваты диаметр прутка  [c.199]

Ф. а. широко применяется в технике для снижения шума, создаваемого потоком отработанного газа в реактивных двигателях и двигателях внугр. сгорания (напр., автомобильный глушитель). В архитектурной акустике они используются для уменьшения передачи шума по вен-тиляц. кана.г1ам и трубам. Осн. свойством Ф. а.— способностью выделять полосу частот из сложного звука — обладают плоскопараллельные пластинки они наз. интерференц. Ф. а.  [c.322]

Для выполнения требований норм по уровню шума в двигателе GE21 применены увеличенная степень двухконтурности на взлете и выхлопная система с перевернутым профилем скоростей реактивных струй. Кроме того, в случае необходимости возможно применение механического шумоглушителя на выхлопном устройстве, хотя, как известно, несмотря на значительные усилия, заглушить шум высокоскоростной реактивной струи ТРДФ Олимп в полной мере не удалось. Примененные глушители шума струи, очень эффективные в стендовых условиях, работают намного хуже в реальных условиях при взлете самолета.  [c.232]

Глушитель (марка, тип) ЛААЗ, 4331-1201010-31 или 130-1201010-Б, активно-реактивного типа  [c.258]

U. Натурные испытания ТРД. Дальнее и блнжнее поля. На основе анализа результатов модельных исследований был изготовлен 12 — трубчатый глушитель шума реактивной струи применительно к натурному двигателю. Общий вид этого глушителя показан на рис. 8.6. Газ из камеры смешения поступал как к основному соплу, так и к 12 периферийным соплам. Суммарная площадь выходного сечения составила 0,87 м . Срезы всех сопел были расположены в одной плоскости. При использовании многотрубчатого сопла диаметр основного сопла был уменьшен, с тем чтобы в обоих случаях сохранить площадь выходного сечения. Проведенные на открытом акустическом стенде испытания двигателя с указанным выходным устройством показали, что эффективность акустического глушителя в натурных условиях примерно такая же, как и в модельном эксперименте (рис.8.7).  [c.199]

В заключение отметим, что эффективность предложенного многотрубчатого глушителя шума реактивной струи, по-видимому, может быть повышена при увеличении уровня воздействующего на нее звука, что, в частности, можно достигнуть, если скорость истечения газа из периферийных сопел будет значительно превышать скорость истечения из основного сопла. Материалы этой главы опубликованы в статье [8.6].  [c.201]

Обратимся сначала к импедансу источника. Когда мы имеем дело с механизмом, установленным на пружинном амортизаторе, то при изменении упругости амортизатора сила, действующая на механизм, существенно не меняется. Другими словами, импеданс источника в этом случае велик. Точно так же глушитель не повлияет существенно на импульсы, излучаемые двигателем при выхлопе, если противодавление остается малым. Импеданс на входе расширительной камеры мал, так как ее поперечник велик импеданс на входе выхлопного патрубка велик, так как его поперечник мал наконец, импеданс наружной свободной атмосферы на выходе патрубка мал (напомним, что его малой величиной обусловлено возникновение стоячих волн в трубе, см. гл. 3). Все эти нарушения согласования между импедансами и приводят к ослаблению волны, проходящей через глушитель. Поэтому же, изменив импеданс источника или нагрузки на выходе, мы изменим и эффективность глушителя. В качестве примера источника звука, обладающего малым импедансом, можно привести громкоговоритель. Следовательно, если проводить испытания реактивного глушителя, пользуясь громкоговорителем как источником изолируемого шума, можно будет прийти к излишне пессимистическим заключениям. Аналогично, изменяя что-либо в выхлопном патрубке, например присоединяя его еше к одному глушителю, можно понизить эффективность первого глушителя, потому что изменится импеданс нагрузки. Подобные соображения показывают, почему в механических системах при закреплении пружин амортизатора на массивном основании получается лучшая виброизоляция, чем при закреплении на легком или податли вом основании.  [c.255]


Глушители шума реактивного типа | Инженеришка.Ру | enginerishka.ru

Глушители шума реактивного типа, в отличие от рассмотренных выше ак­тивных глушителей, предназначены в основном для снижения шума на низких частотах или хорошо выраженного шума на дискретных частотах и узкополос­ного шума.

Они могут быть камерными, резонансными и т. д. и представ­ляют собой в том или ином виде резонансную полость или связанные полости.

Например, в камерном глушителе эффект шумоподавления на низких часто­тах при ВХ < ?/4 (где ВХ — наибольший характерный размер полости; ? — харак­терная длина воздействующей звуковой волны) связан с расширением звуковой волны при входе в камеру. Передача звука через камеру тем меньше, чем больше размер камеры и выше частота. На частотах, при которых длина волн сопоста­вима с характерными размерами камеры, снижение проходящего через камеру звука очень сильно зависят от частоты, поэтому геометрические размеры каме­ры выбирают специальным образом, чтобы получить максимальное подавление звука на установленных заранее наиболее важных частотах. Таким образом, шум на предопределенных частотах на выходе камерного глушителя может умень­шаться до 20 дБ.

Например, если в шуме на входе (или выходе) вентилятора преобладает дискретная составляющая на лопаточной частоте (на 10 дБ или более выше остального спектра шума), то шум вентилятора будет опре­деляться практически этим пи­ком. В данном случае могут быть использованы резонанс­ные шумопоглотители. Приме­ром резонансного глушителя может служить сотовая кон­струкция на стенке воздушного канала (см. рисунок). Она пред­ставляет собой систему резона­торов Гельмгольца (могут быть системы связанных резонато­ров). Эти резонаторы конструк­тивно настраиваются на опре­деленные частоты или полосы частот. Такая конструкция «впитывает» в себя часть распространяющейся по каналу звуковой мощности.

Характеристики звукопоглощения глушителей реактивного типа зависят от качества настройки и в некоторой степени от погодных условий (температу­ры, плотности и атмосферного давления воздуха), загрязнения каналов.

5. Глушители шума

Большинство физических процессов, протекающих в элементах СЭУ, сопровождается упругими колебаниями, в результате которых возникает шум механического, аэродинамического и электромагнитного происхождения. Аэродинамический шум появляется при движении среды в проточных частях механизмов и трубопроводах. Шум механического происхождения возникает из-за неуравновешенности вращающихся частей механизмов, соударений деталей в сочленениях и пр. Электромагнитный шум является результатом пульсаций магнитных полей. Шум, распространяемый по воздуху, называют воздушным, а по корпусным конструкциям – структурным. Уровни воздушного шума в машинно-котельном отделении (МКО) современных судов обычно превышают допустимые нормы и достигают 115-120 дБ (согласно нормам, изданным в 1962 г. Главной санитарной инспекцией, предельные уровни шума составляют в диапазоне частот от 60 до 800 Гц в МКО с постоянным пребыванием обслуживающего персонала соответственно до 70 дБ и в МКО с дистанционным управлением механизмами со звукоизолированных постов или пультов – до 80 дБ).

В ПТУ основным источником шума является редуктор ГТЗА. Одним из возможных мероприятий по снижению уровня шума может быть установка звукоизолирующего кожуха на редуктор. Уровень шума от воздушных распределителей (106-109 дБ) в МКО приближается к уровню шума, создаваемого редуктором. Поэтому глушители шума целесообразно устанавливать на всасывающей и нагнетательной сторонах вентиляторов МКО. Интенсивность аэродинамического шума в силу специфических конструктивных особенностей парогенераторов сравнительно невелика, вследствие чего в воздухоподающих и газоотводных системах глушители шума не предусматриваются.[5]

Судовые ГТУ по сравнению с другими установками являются наиболее шумными. Следует отметить, что шум ГТУ имеет исключительно высокочастотный состав: доминирующими являются частоты 3000-10000 Гц. Уровень шума на этих частотах достигает 115-118 дБ [6]. Наиболее мощным источником шума служит ГТД, прежде всего его всасывающие и нагнетательные тракты, вблизи которых уровень шума достигает 135-145 дБ. Шум ГТД имеет, в основном, аэродинамическое происхождение и распространяется по воздуху. Борьба с шумом в ГТУ ведется путем применения воздухоприемных шахт со звукоизолирующими стенками и установкой в этих шахтах глушителей шума. Благодаря наличию в газоходных трактах теплообменных аппаратов (регенераторов или парогенераторов) шум выпуска в ГТУ значительно снижается (до 90-95 дБ на расстоянии 1 м от среза трубы), поэтому обычно не требуются дополнительные мероприятия по дальнейшему его снижению. Однако в ГТУ со свободным выпуском, применяемых на судах на воздушной подушке или подводных крыльях, необходимо использование соответствующих глушителей в газоходе.

Следовательно, в современных ГТУ для ослабления воздушного шума и ограничения распространения структурного шума и вибраций осуществляется ряд мероприятий. Наиболее действенный способ снижения аэродинамического шума, создаваемого при всасывании воздуха и выпуске отработавших газов, является установка различных глушителей шума.

Глушители по принципу действия делятся на активные, реактивные, комбинированные и специальные.

Активные глушители основаны на принципе поглощения звуковой энергии и превращении ее в тепловую благодаря наличию «активного» сопротивления, в качестве которого применяют сетки, перфорированные листы, звукопоглощающие материалы и пр. На рис. 5.1 приведены конструктивные схемы активных глушителей с последовательным (а) и параллельным (б) включением сопротивления. В последнем случае применяют звукопоглощающий материал, проходное сечение канала не уменьшают, поэтому их аэродинамическое сопротивление незначительно. Конструирование глушителей активного типа производится на основании эмпирических данных, поскольку достаточно точных методов их расчета пока не имеется.

Рис. 5.1. конструктивные схемы активных глушителей.

Реактивные глушители (рис. 5.2) работают по принципу акустического фильтра, в котором постоянная составляющая энергии газового потока пропускается, а энергия пульсации возвращается к источнику. Эти глушители делятся на расширительные, резонансные и смешанные, сочетающие в себе расширительные и резонансные камеры. В отличие от активных глушителей основные размеры реактивных могут быть определены по соответствующим для них формулам.

Рис. 5.2. Конструктивные схемы реактивных глушителей

с расширительной (а), резонансной (б) и активно-реактивной (в) камерами.

Активные глушители эффективно работают на высоких частотах, реактивные – на низких. Глушители, предназначенные для одновременного понижения уровня низко- и высокочастотных шумов и включающие в себя элементы активных и реактивных глушителей, называют комбинированными (рис. 5.2).

Специальные глушители по принципу действия отличаются от перечисленных. К этой группе относятся так называемые мокрые глушители соплового типа, глушители-утилизаторы и др.

Глушители должны иметь высокую акустическую эффективность, минимальные габариты, стоимость и аэродинамическое сопротивление. По конструкции глушители шума на впуске отличаются от глушителей на выпуске, так как природа образования шума, его частотный состав и интенсивность, а следовательно, и принципы борьбы с шумом различны.

В системах вентиляции МКО на всасывании устанавливают в основном активные глушители с несколькими слоями звукопоглощающего материала. На рис. 5.3 показано расположение в надстройке судна вентилятора и пластинчатого активного глушителя, который в диапазоне частот от 300 до 5000 Гц позволяет уменьшить уровень шума на 20-35 дБ.

Рис. 5.3. Расположение вентилятора и глушителя системы вентиляции на судне.

1 – электровентилятор; 2 – глушитель из звукопоглощающих щитов; 3 – входная вентиляционная решетка; 4 – шахта со звукопоглощающей облицовкой.

Для снижения шума всасывания газотурбонагнетателей ДВС применяют глушители активного типа, состоящие из ряда плоских или изогнутых металлических дисков, оклеенных тонким войлоком. На рис. 5.4 представлена конструкция глушителя турбонагнетателя главного малооборотного двигателя.

Рис. 5.4. Пластинчатый глушитель с экраном турбонагнетателя малооборотного двигателя.

Основными элементами глушителя являются металлические диски 1, оклеенные войлоком 2, металлическая сетка 3 и экран 4. Длина активной части невелика, зазор между звукопоглощающими пластинами для увеличения эффекта глушителя незначителен. С целью увеличения акустического эффекта используют экранирование пластинчатого глушителя. Снижение уровня шума достигает 30 дБ, аэродинамическое сопротивление – 600-1000 Па. Со штатными глушителями применяют экранные, понижающие шум в зоне действия турбонагнетателя на 10-15 дБ, а по МО – в среднем на 3-5 дБ.

В ГТД снижение шума компрессора достигается путем вывода выпускного патрубка на палубу, звукоизоляцией воздушной шахты и с помощью активных глушителей.

На рис. 5.5 представлен малогабаритный глушитель с волнистыми пластинами для ГТУ мощностью 14700 кВт. Его проходное сечение 1,2 м2, аэродинамическое сопротивление при скорости воздуха 25 м/с не превышает 500 Па, снижение уровня шума достигает 33 дБ.

Рис. 5.5. Активный впускной глушитель ГТУ.

Если по ходу отработавших в двигателях газов отсутствуют утилизационные парогенераторы или регенераторы, в газоотводе устанавливают глушители шума выпускных газов. Поскольку газы имеют высокую температуру и в них содержатся смолистые вещества, звукопоглощающие материалы обычно не применяются. С выпускными газами уносятся догорающие твердые частицы топлива и масла. Эти частицы могут вызвать пожар на судах, особенно в случае перевозки легковоспламеняющихся грузов. Поэтому в состав газовыпускных систем включают искрогасители.[5]

Принцип работы низкошумных глушителей —

Работающая генераторная установка является источником высокого уровня шума — свыше 70 дБ. Основная причина шумового эффекта — пульсирующие выхлопы при работе дизельного двигателя, вибрации корпуса генератора и контактирующих с ним поверхностей. Существенно снизить шумовую нагрузку для окружающих позволяют специальные звукопоглощающие устройства, называемые глушителями.

Классификация глушителей

К глушителям с низкой степенью шумоподавления относятся промышленные устройства, позволяющие снизить шум на 9 дБ. Используются такие аппараты в ДГУ, эксплуатируемых в промышленных зонах, где звуковой фон достаточно высок и допускается значительная акустическая нагрузка без нарушения уровня комфорта окружающих.

«Бытовые» глушители (резидентные) — умеренные звукопоглощающие устройства — используются в районах с частичной жилой застройкой и незначительным звуковым фоном. Снижение шума может достигать 29 дБ.

Критические или супертихие глушители используются для подавления шума от ДГУ, расположенных в жилых районах, в непосредственной близости от медицинских учреждений, предприятий культуры, школ, гостиниц. Максимальный уровень шумоподавления (до 40 дБ) обеспечивает минимальный акустический фон, создаваемый работающей дизель-генераторной установкой.

Принцип работы глушителя

Снижение уровня шума происходит как по диссипативному принципу, так и по реактивному (отражение звуковых колебаний). Шумоподавление в глушителях реактивного типа происходит благодаря отражению части звука назад к источнику звуковых волн.

Диссипативное шумоподавляющее устройство обеспечивает потерю звуковой энергии для преодоления силы трения в мелкопористых (или волокнистых) поглотителях. Шумопоглощающие вещества (перфорированные листы, волокно) устанавливаются по пути продвижения звука. Энергия звуковых колебаний преобразуется в тепло.

Трубчатый шумогаситель — распространенный аппарат диссипативного типа. Центральная его часть – перфорированный канал — покрыт волокнистым материалом или пористым звукопоглотителем, над которым расположена наружная оболочка. Эффективность снижения шума подобной конструкции зависит от толщины звукопоглощающего материала.

Реактивный глушитель характеризуется устройством чередующихся полос пропускания или заглушения звуковых колебаний. В камерных глушителях происходит уменьшение интенсивности шума благодаря отражению волн от противоположной стенки камеры и возврату их в противофазе к входному отверстию. В глушителях гасится только один вид шума, создаваемый ДГУ — пульсирующий звук выхлопа. Минимизация другого рода шумов происходит за счет помещения установки в специальный кожух, звукоизоляции помещения внутри дома, где находится ДГУ.

Следующая новость Предыдущая новость

реактивный глушитель — это… Что такое реактивный глушитель?


реактивный глушитель

3.3 реактивный глушитель (reactive silencer): Отражательный или резонаторный глушитель, в котором большая часть ослабления шума не связана с поглощением звуковой энергии.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • Реактивное сопротивление насыщения магнитного усилителя
  • Реактивы и растворы

Смотреть что такое «реактивный глушитель» в других словарях:

  • реактивный глушитель — rus реактивный глушитель (м), отражающий глушитель (м) eng reactive silencer, reactive muffler, resonance absorber, resonant absorber fra silencieux (m) réactif, silencieux (m) à résonateur deu Resonanzschalldämpfer (m), reaktiver Schalldämpfer… …   Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

  • отражающий глушитель — rus реактивный глушитель (м), отражающий глушитель (м) eng reactive silencer, reactive muffler, resonance absorber, resonant absorber fra silencieux (m) réactif, silencieux (m) à résonateur deu Resonanzschalldämpfer (m), reaktiver Schalldämpfer… …   Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

  • отражательный глушитель — 3.4 отражательный глушитель (reflective silencer): Реактивный глушитель, обеспечивающий одиночные или многократные отражения звука от изменений (расширений и сужений) поперечного сечения канала, канальных облицовок с резонаторами или разветвлений …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • резонаторный глушитель — 3.5 резонаторный глушитель (resonator silencer): Реактивный глушитель, обеспечивающий ослабление звука благодаря слабодемпфированным резонансам своих элементов. Примечание Элементы могут как содержать, так и не содержать поглощающие материалы.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ 31328-2006: Шум. Руководство по снижению шума глушителями — Терминология ГОСТ 31328 2006: Шум. Руководство по снижению шума глушителями оригинал документа: 3.8 адаптивный пассивный глушитель (adaptive passive silencer): Глушитель с пассивными ослабляющими звук элементами, динамически подстраиваемыми под… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГЛУШИТЕЛИ ШУМА судовых механизмов — устройства, предназначенные для снижения шума всасывания и выпуска при работе судовых двигателей, механизмов и систем. Глушители Шума могут быть активного, реактивного и смешанного типов. В активных Глушителях Шума снижение шума происходит за… …   Морской энциклопедический справочник

  • КАМАЗ 5320 — КамАЗ 5320 …   Википедия

  • Хронология изобретений — Содержание 1 Эпоха палеолита 2 10 е тысячелетие до н. э. 3 9 е тысячелетие до н. э …   Википедия

  • Изобретения человека — Содержание 1 Эпоха палеолита 2 10 е тысячелетие до н. э. 3 9 е тысячелетие до н. э …   Википедия

  • Изобретения — Содержание 1 Эпоха палеолита 2 10 е тысячелетие до н. э. 3 9 е тысячелетие до н. э …   Википедия

Глушители активного типа | Расчет и проектирование глушителей шума энергоустановок

Страница 9 из 21

Схема трубчатого глушителя
Рис. 3-1. Схема трубчатого глушителя
1 — корпус; 2— ЗПМ; 3— перфорированное покрытие
характеристика затухания в трубчатом глушителе
Рис. 3-2. Обобщенная характеристика затухания в трубчатом глушителе длиной три калибра

Активные глушители имеют множество различных модификаций. Наиболее простым является трубчатый глушитель, который представляет собой участок трубопровода круглого пли прямоугольного сечения с облицованными звукопоглощающим материалом стенками (рис. 3-1). Перфорированное звукопроницаемое покрытие служит для сохранения формы канала и предотвращения выдувания звукопоглощающего материала потоком. Для дополнительной защиты материала от выдувания могут использоваться стеклоткани, сетки или пленки, которые должны удовлетворять требованию высокой звукопрозрачности.
Затухание в трубчатом глушителе в децибелах приближенно может оцениваться по формуле Белова [1]:
характеристика затухания в трубчатом глушителе(3-3)
где П — периметр проходного сечения, м; / — длина глушителя, м; S — площадь проходного сечения, м2; α’κη — эквивалентный коэффициент поглощения облицовки, зависящий от действительного коэффициента поглощения а’ следующим образом:
характеристика затухания в трубчатом глушителе
Для трубчатых глушителей с внутренним диаметром D выражение (3-3) принимает вид:
характеристика затухания в трубчатом глушителе(3-4)
В целом, затухание в трубчатых глушителях пропорционально числу калибров глушителя К™ — //Dr:
характеристика затухания в трубчатом глушителе(3-5)
где D —45/ГГ — гидравлический диаметр проходного сечения, м.
Выражение (3-3) получено исходя из равномерного распределения плотности звуковой энергии по поперечному сечению глушителя. Однако на частотах выше граничной частоты, на которой внутренний поперечный размер глушителя равен половине длины волны, звуковое поле становится уже не равномерным по сечению, особенно при высоком коэффициенте звукопоглощения облицовки. При этом возникает «лучевой эффект» — осевой пучок звуковой энергии, на который облицовка глушителя оказывает сравнительно слабое воздействие, и величина затухания уменьшается.
характеристика затухания в трубчатом глушителе
Η. Ф. Егоровым разработан инженерный метод расчета трубчатых глушителей с поперечными размерами от 0,1 до 1 м, облицованными рыхловолокнистыми материалами типа матов из капронового волокна марки ВТ-4 и ВТ-4С с толщиной слоя 50 мм [21]. Согласно этой методике обобщенная характеристика затухания в трубчатых глушителях длиной три калибра с толщиной облицовки 50 мм в зависимости от безразмерной частоты — отношения f/fm имеет вид, показанный на рис 3-2. Характеристическая частота /т в герцах определяется эмпирической формулой:
(3-6)
где Dp — гидравлический диаметр проходного сечения глушителя, м; d — толщина звукопоглощающей облицовки, м.
Отклонение экспериментальных значений от обобщенной частотной характеристики для глушителей длиной в три калибра в большинстве случаев не превышает ±4 дБ. Наибольшее поглощение при характеристической частоте fm составляет в среднем 25 дБ. Обобщенная частотная характеристика имеет подъем от низких частот до характеристической частоты fm, а затем несколько более плавный спад, который обусловлен проявлением «лучевого эффекта».

Затухание (дБ/м) в трубчатых глушителях с толщиной облицовки 100 мм
характеристика затухания в трубчатом глушителе
Таблица 8-1

Затухание не постоянно по длине глушителя. Наибольшее значение затухание имеет на начальном участке глушителя из-за влияния волновых мод высоких номеров. По данным [21], наибольшее затухание для трубчатых глушителей — на первых трех калибрах, а затем затухание уменьшается. Поэтому экономически выгодно использовать сравнительно короткие трубчатые глушители длиной около трех калибров.
Схема пластинчатого глушителя
Рис. 3-3. Схема пластинчатого глушителя

Экспериментально определенное значение затухания в децибелах на 1 м длины трубчатых глушителей с различным поперечным сечением при толщине облицовки 100 мм и скорости потока не более 15 м/с приведено в табл. 3-1 [18].
Как видно из представленных в табл. 3-1 данных, в целом глушители трубчатого типа могут быть эффективно использованы для заглушения звука в трубопроводах небольшого диаметра. Для энергоустановок с большегабаритными газовоздуховодами применение трубчатых глушителей не дает существенного эффекта и целесообразно лишь при малой величине требуемого затухания.
Для увеличения затухания в газовоздуховодах больших размеров прибегают к равномерному распределению звукопоглощающего материала по проходному сечению. Этот принцип использован в пластинчатом глушителе (рис. 3-3).
Пластинчатый глушитель представляет собой ряд параллельных щитов со звукопоглощающим материалом, разбивающих газовоздуховод на ряд параллельных каналов. Боковые стенки щитов (пластин) выполняются из перфорированных листов или сеток, прозрачных для звуковых волн. Толщина пластин 2d\ и расстояние между ними 2do одинаковы по всему сечению канала. Исключение составляет расстояние между крайними пластинами и корпусом глушителя, которое равно половине расстояния между другими пластинами d0. В некоторых случаях используют схему глушителя с расположением крайних пластин вплотную к стенкам корпуса, но при этом толщина пластин должна быть равна половине толщины других пластин d\. Такие условия на геометрические размеры пластинчатого глушителя накладываются исходя из требования обеспечения одинакового затухания звука в каждом канале глушителя.
Формула Белова (3-3) для оценки затухания звука в пластинчатом глушителе принимает вид:
Схема пластинчатого глушителя(3-7)

Таблица 3-5
Затухание (дБ/м) в пластинчатых глушителях


Звукопоглощающая конструкция

Толщина пластины 2d\, м

Расстояние
между
пластинами
2d0, м

Проход
ное
сечение.
%

Среднегеометрическая частота октавной полосы. Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Волокно супертонкое стеклянное или базальтовое, рср = 25 кг/м3 в оболочке из стеклоткани марки Э-0,1 и перфорированного металлического листа

100

50

23

4

10

20

30

36

42

40

30

100

50

1,7

5,2

11,3

17,6

19.2

21,2

16,3

10.3

150

75

33

4,4

9,4

14,8

19,4

26,1

25

16,4

8,4

150

50

1,9

5

10,3

12,2

14

16,4

11

5.4

200

200

50

2,4

5,6

8,2

10,5

12,5

11

5,6

2,3

300

67

1,4

3

4,5

6,1

6,8

4

1,8

0,8

400

160

25

8,5

14

12

17

19

23

16

7,2

200

33

5,8

9,7

8,8

11,8

14,8

14,7

7,4

4,1

400

50

4

5,5

4

7

8

6

3

1.5

800

67

2,3

2,9

2,2

2,3

2,1

1,5

0,7

0,6

Полужесткие минераловатные плиты, рср =100 кг/м3, в оболочке из стеклоткани Э-0,1 и перфорированного металлического листа

100

50

33

2

6

16

30

42

40

30

16

100

50

1,5

4

10

15

20

17

12

7

200

100

33

3

7

10

20

28

29

25

8

200

50

1

4

7,8

12

15

13

6

1.5

400

67

1

2

5

7

7

4

1

0

400

200

33

4

8

12

15

15

13

10

2

600

200

25

6,5

9

14

16

11

7,5

0

0

300

33

5,5

7

10

10

8

3,5

1

0

где аэкв — эквивалентный коэффициент поглощения набивки пластин; 2do— расстояние между пластинами, м; 1 —  длина пластин, м.
Как видно из (3-7) затухание в пластинчатом глушителе пропорционально его длине и обратно пропорционально расстоянию между пластинами. Однако пользоваться формулой (3-7) для количественного расчета затухания в пластинчатых глушителях не рекомендуется ввиду целого ряда ограничений, на которые было уже указано при рассмотрении трубчатых глушителей. Более подробно методика расчета затухания в глушителях пластинчатого типа будет изложена в гл. 4 и 5.
Сотовый глушитель
Рис. 3-4. Сотовый глушитель

В табл. 3-2 приведены экспериментально определенные значения затухания для некоторых пластинчатых глушителей при скорости потока не более 15 м/с [18].
Как видно из табл. 3-2, эффективность пластинчатых глушителей довольно высока. Значение затухания зависит не только от расстояния между пластинами, но и от толщины самой пластины. При неизменном расстоянии между пластинами 2do с увеличением толщины пластины 2d[ область максимального затухания смещается в сторону более низких частот.
Для достижения сильного затухания в области высоких частот при сохранении постоянного проходного сечения необходимо применять тонкие пластины, расположенные более часто. Кроме хорошей акустической эффективности, глушители пластинчатого типа просты в конструктивном отношении и удобны для монтажа, что определило их широкое использование в технике борьбы с шумом.
Глушителем с пространственным распределением звукопоглотителя  в газовоздушном тракте является также глушитель сотового типа, поперечное сечение которого показано на рис. 3-4. Эти глушители можно рассматривать как ряд параллельных трубчатых глушителей прямоугольной формы, уложенных вплотную в сечении газовоздуховода. Затухание звука в сотовом глушителе равно затуханию звука в отдельной ячейке и может быть оценено по выражениям (3-3) — (3-5) и по экспериментальным данным (табл. 3-1). Хотя эффективность сотовых глушителей довольно высока, они не нашли широкого применения ввиду большей конструктивной сложности по сравнению с глушителями пластинчатого типа.

К пространственным глушителям относятся и глушители с цилиндрическими звукопоглотителями, которые представляют собой круглый или прямоугольный канал из нескольких вертикальных секций с рядами подвешенных параллельных звукопоглощающих цилиндров. Стенки вертикальных секций могут быть облицованы звукопоглощающим материалом. Поверхность цилиндрического звукопоглотителя, диаметр которого составляет 200 мм, выполняется из нержавеющей сетки при сыпучем наполнителе или из перфорированного листа при волокнистом наполнителе. Звукопоглощающие цилиндры размещаются равномерно по сечению глушителя так, чтобы не было излишних зазоров у поверхности вертикальных секций. Наиболее часто в качестве звукопоглощающего наполнителя для цилиндров используют мелкофракционный керамзит с размерами гранул 3—7 мм. Причем набивку керамзита производят с уплотнением на вибраторе.
Глушители с цилиндрическими звукопоглотителями не обладают особо высокой эффективностью на 1 м длины и простотой конструктивного исполнения, но их преимуществом является надежная работа в условиях высоких температур газа, воздействия воды, пара, вибраций и потока газа. Такие глушители нашли применение для глушения шума выхлопа турбореактивных двигателей в испытательных боксах. Диаметр поперечного сечения глушителей составляет от 1,4 до 7,2 м в зависимости от требуемой пропускной способности, а длина от 8 до 10 м.
Экспериментально определенная эффективность глушителей с цилиндрическими звукопоглотителями при скорости газовоздушного потока 20—25 м/с и исходных общих уровнях около 165 дБ приведена в табл. 3-3 [16].

Таблица 3-3
Эффективность (дБ) вертикальных глушителей с цилиндрическими звукопоглотителями


Тип
глуши
теля

Внутренний
диаметр,
м

Проходное
сечение,
мг

Длина
цилиндров,
м

Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

СВ-1

2,5

2,5

6

19

22

36

46

49

51

53

53

СВ-2

3,5

5,5

6

19

22

36

46

49

50

50

50

СВ-3

5,0

12,0

8

29

34

47

42

42

49

51

51

СВ-4

7,0

19,0

8

25

32

33

38

39

39

41

43

Примером глушителя активного типа является также горизонтальный (а) и вертикальный (б) глушители с насыпным поглотителем (рис. 3-5) [18]. В качестве насыпного материала могут использоваться керамзитовый или строительный гравий, щебенка или другой зернистый материал. В горизонтальном глушителе поглотитель 1 насыпают на дно канала между перегородками, создавая слой переменной толщины волнообразной формы и покрывая его сверху рядом крупных камней для защиты от выдувания.

Глушители с насыпным поглотителем
Рис. 3-5. Глушители с насыпным поглотителем
Частотные характеристики глушителей с насыпным поглотителем
Рис. 3-6. Частотные характеристики глушителей с насыпным поглотителем

В вертикальном глушителе поглотитель 1 из керамзитового гравия диаметром 15—30 мм заключен в перфорированную колонну с коэффициентом перфорации не менее 20%, которая может быть постоянного (рис. 3-5, б) или переменного сечения Частотные характеристики эффективности горизонтального (а) и вертикального (б) глушителей с насыпным поглотителем приведены на рис. 3-6. Преимуществом горизонтального глушителя с насыпным поглотителем является значительная (более 30 дБ) эффективность во всем звуковом диапазоне частот и высокая пропускная способность за счет увеличения ширины канала. Однако его размеры весьма велики и составляют более 30 м в длину. Вертикальный глушитель имеет меньшие размеры, однако его акустическая эффективность значительно ниже, и, кроме того, он имеет большее гидравлическое сопротивление и малую пропускную способность по сравнению с горизонтальным глушителем.

Глушители с насыпным поглотителем используют в авиапромышленности для снижения шума выхлопа горячих газов аэродинамических установок с большим расходом.
Другим видом глушителей активного типа являются экранные или концевые глушители в виде щитов, облицованных звукопоглощающим материалом, устанавливаемых на некотором расстоянии от концов газовоздуховодов. Форма щитов может быть разнообразная — плоская, цилиндрическая или сферическая. Теоретические методы определения эффективности глушителей экранного типа еще не полностью разработаны.
Проведенные Е. Я. Юдиным экспериментальные исследования круглого экранного глушителя диаметром d3 = 0,36 м с толщиной облицовки 0,1 м, установленного напротив выхлопного отверстия диаметром 0,18 м, позволили получить следующие качественные выводы [22]:

  1. экранный глушитель не эффективен в области очень низких частот (da/λ  < 0,2) и эффективен на частотах, где выполняется условие da/λ > 1;
  2. снижение шума экранным глушителем неравномерно по направлению. Для плоского экрана наибольшее снижение имеет место под углом 15° к оси глушителя;
  3. заглушение возрастает при уменьшении расстояния между экраном и трубопроводом, однако это ведет и к увеличению гидравлического сопротивления. Так, при расстоянии экрана от отверстия, равном 0,5 d3, уменьшение звуковой мощности не превышает 11 дБ, а при очень малом расстоянии, равном 0,1 d3, не превышает 16 дБ. Влияние изменения расстояния уменьшается при увеличении относительного диаметра экрана;
  4. применение экрана со звукопоглощающей облицовкой приводит к повышению затухания в области частот f  > сп/(4б), где с„ — скорость звука в поглотителе, м/с, δ — толщина облицовки, м;
  5. наиболее эффективны экранные глушители, снабженные облицованным цилиндрическим участком, который обеспечивает поворот потока на 180° и прохождение его в кольцевом облицованном канале.

Экранные глушители могут применяться при небольшом требуемом снижении шума — порядка 10 дБ или в качестве дополнительного глушителя к основному. При этом необходимо иметь в виду, что экранные глушители могут вносить значительное гидравлическое сопротивление потоку.
К глушителям активного типа можно отнести также и облицованные ЗПМ колена и повороты. Наиболее полные данные о затухании звука в прямоугольных поворотах на 90° и 180° имеются в [3]. За счет изменения направления движения звуковых волн эффективность прямоугольных поворотов по сравнению с трубчатым глушителем на высоких частотах, где сильно проявляется «лучевой эффект», может возрасти до 20 дБ. Однако для газовоздушных трактов энергетических машин стремятся к использованию плавных колен и поворотов с целью снижения гидравлического сопротивления потоку. При этом резко снижается акустическая эффективность, и для плавного поворота на 90° с расстоянием между стенками от 0,3 до 1,6 м она не превышает 5—8 дБ даже на высоких частотах [18].
Из рассмотренных типов активных глушителей наиболее подходящими для снижения шума в газовоздушных трактах энергетического оборудования являются трубчатые глушители при малых размерах газопроводов и пластинчатые глушители при больших проходных сечениях, которые сочетают высокую акустическую эффективность с хорошими аэродинамическими качествами, технологичностью в производстве и монтаже, а также с относительно невысокой стоимостью.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*