ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
«РАСЧЁТ АКТИВНЫХ ГЛУШИТЕЛЕЙ ШУМА»
Цель практического занятия
Цель практического занятия – ознакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия и методикой расчета активных глушителей шума.
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 α в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц | |||||||
| Супертонкое базальтовое волокно, стеклоткань типа –ЭЗ-100, металлический перфорированный лист перфорацией 27 % | 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 | 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 | 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 | 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 | ||
| Звукопоглощающиt маты из штапельного капронового волокна | 50–60 | 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 | 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
| Теплоизоляционные маты АТИМС | - - 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 | 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 % | 0,11 | 0,35 | 0,75 | 1,0 | 0,95 | 0,90 | 0,92 | 0,95 | ||
| То же, но супертонкое стекловолокно | 0,07 | 0,25 | 0,1 | 0,95 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,95 | ||
| То же, но маты из супертонкого базальтового волокна | 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 r – Δ – 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.