CC BY
50
19. Кочетов О.С. Динамические характеристики виброзащитной системы человека-оператора. Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb). Выпуск № 4 (50), 2013 г.
20. Кочетов О.С., Муравей Л.А., Веряскин А.А., Новичков С.А., Бабушкин О.Ю., Стареева М.О. Сиденье оператора самоходной техники // Патент РФ на изобретение № 2451608. Опубликовано 27.05.2012. Бюллетень изобретений № 15.
21. Кочетов О.С., Стареева М.О. Виброизолятор// Патент РФ на изобретение № 2451849. Опубликовано 27.05.2012. Бюллетень изобретений № 15.
22. Кочетов О.С., Стареева М.О. Виброизолированный помост оператора// Патент РФ на изобретение № 2451850. Опубликовано 27.05.2012. Бюллетень изобретений № 15.
Кочетов О.С.
Профессор, Московский государственный университет приборостроения и информатики; Доктор технических наук,
ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ГЛУШИТЕЛЕЙ
ШУМА
Аннотация
В работе приведены исследования мероприятий по снижения шума путем применения аэродинамических глушителей шума в промышленных пылесосах. Кроме того, в работе представлены новые конструкции аэродинамических глушителей шума для систем выпуска с увеличенным звукопоглощением стенок корпуса глушителя.
Ключевые слова: глушитель аэродинамического шума, акустические характеристики.
Kochetov O.S.
professor of "Ecology and Health and Safety" chair of the Moscow state university of instrument making and informatics, DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF THE METAL DETERGENT PRODUCTION PROJECT
Abstract
In work researches of actions on decrease in noise by use of the multichamber combined aerodynamic mufflers of noise are given in industrial vacuum cleaners. Besides, in work new designs of aerodynamic mufflers of noise for systems of production of air with the increased sound absorption of walls of the case of the muffler are presented.
Keywords: decrease in noise in a source, sound energy, acoustic characteristics.
При исследованиях использовался комплект акустической аппаратуры типа ИШВ-1, а испытываемый пылесос был установлен свободно на полу в цехе с размерами: длина D = 20 м, ширина W = 12 м, высота H = 3,4 м. Режим работы пылесоса соответствовал вращению крыльчатки вентилятора со скоростью n = 3000 об/мин. Количество точек измерения равнялось пяти, а число измерений в каждой точке - 3. Расчет шумовых характеристик пылесоса НПП-2 проводился согласно ОСТ 27-72-218-85 [4,5,6].
В качестве первого варианта был испытан серийно устанавливаемый на пылесосе типа НПП-2 многокамерный реактивный глушитель [8], который содержит цилиндрический корпус, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками. В корпусе, перпендикулярно направлению движения аэродинамического потока, установлены, по крайней мере, два диска с отверстиями, образующие камеры, причем отверстия дисков поочередно смещены относительно оси корпуса таким образом, что отверстия в двух смежных дисках не совпадают. Конструктивно он выполнен в виде цилиндрической трубы диаметром 204 мм, длиной 766 мм и толщиной 2 мм, внутри которой установлены девять жестких перегородок, имеющих отверстия диаметром 40 мм и образующих десять реактивных камер, причем перегородки установлены таким образом, что отсутствует «лучевой эффект». Однако наблюдалось превышение УЗД в высокочастотной области 4000...8000 Гц и составляло порядка 6...9 дБ. Для устранения этого недостатка при разработке средств модернизации в схему реактивного глушителя шума были введены элементы звукопоглощения [9, 10]. На рис.1 представлена схема многокамерного глушителя [13] с обработкой внутренних полостей звукопоглотителем толщиной 10 мм (схема № 2), который содержит цилиндрический корпус 1, жестко соединенный с торцевым впускным 6 и выпускным 8 патрубками, при этом корпус изнутри облицован звукопоглощающим материалом 7, а также диски 2 облицованы звукопоглощающим материалом 5 со стороны движения аэродинамического потока.
Рис. 1. Схема многокамерного аэродинамического глушителя шума с обработкой внутренних полостей звукопоглотителем толщиной 10 мм.
а отношение диаметра корпуса D к длине камеры LК лежит в оптимальном интервале величин: D/ LК = 2,0...4,5. Корпус1 выполнен из конструкционных материалов, с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1: (2,5...3,5). По сравнению с серийный у нового глушителя эффективность снижения шумана частотах 4000 Гц и 8000 Гц соответственно составила 8 дБ и 12 дБ. Результаты испытания активного глушителя шума (схема №2, рис.2) показали также хорошие результаты в области высоких частот: его эффективность в диапазоне частот 2000...8000 Гц на 3 дБ выше, чем у глушителя, выполненного по схеме № 1. Наиболее перспективным направлением для создания аэродинамических глушителей шума машин такого класса является разработка схем комбинированных глушителей шума, состоящих из реактивной и активной частей [3,14,15].
45
Рис.2. Сравнительные акустические характеристики пылесоса НПП-2 с многокамерными серийным (схема № 1) и глушителя с обработкой внутренних полостей звукопоглотителем толщиной 10 мм (схема № 2) в измерительной точке №1.
Так как необходимо снизить шум в широкополосном спектре частот, начиная от 400 до 2240 Гц и выше, глушитель шума выполнен комбинированным, т.е. состоящим из звукопоглощающих элементов, расширительной камеры и резонансных полостей. Активная часть (звукопоглощающие элементы облицовки камеры) входит составной частью в реактивную, образуя камерный глушитель, внутренние поверхности которого имеют звукопоглощающую облицовку. В диапазоне высоких частот, когда размеры камеры в несколько раз превышают длины волн, звуковое поле в ней приобретает диффузный характер. Условие диффузности звука в объеме выражается неравенством [6,9,10,20]
f >
c
(1)
где с =340 м/сек - скорость звука в воздухе,
Vk = LkxBkxHk = 0,42x0,12x0,146 = 7,4х10-3
диффузность звука в камере определится так
- объем камеры в м3. Тогда для нашего случая частота, с которой начинается
340
f > , = 1789,5дл.
^7,4 х 10-3
Для снижения шума в низкочастотной области 250...1000 Гц служит реактивная часть камерного глушителя шума. Этот глушитель пропускает звук ниже граничной частоты £р(для нашего случая выберем £р=295 Гц), препятствуя распространению колебаний звуковых волн, частота которых превышает граничную [6, 10].Обычно в таких расчетах выбирают граничную частоту пропускания шума, а затем рассчитывают объем камеры глушителя шума, исходя из габаритных размеров пылесоса по формуле
v =
Ук л21 г2
4п% рf1 <р
(2)
где с - скорость звука в воздухе (340 м/с),
S = лбвх2/4 - площадь проходного сечения трубопровода,
бвх - диаметр трубопровода, соединяющего вентилятор с глушителем,
1тр - длина участков трубопровода соответственно до и после камеры, м
Vk =
c2 S
4^2l* р f2
3402 х 6,6 х 10-3 4 х 3,142 х 0,03 х 2952
= 7,4 х 10-
Ф
Были проведены следующие испытания схем аэродинамических глушителей шума применительно к пылесосу типа Т-1 (рис.5). в точке № 2 (см.рис.4): Кривая 1- точка №2 (без шланга на входе и без глушителя на выходе); Кривая 2- точка №2 (шланг и глушитель на выходе без резонансных полостей и звукопоглощающей облицовки камеры); Кривая 3- точка №2 (шланг и глушитель на выходе без резонансных полостей, но с облицовкой камеры ЗПМ); Кривая 4- точка №2 (без шланга, но с глушителем на выходе); Кривая 5- точка №2 (шланг и глушитель на выходе с резонансными полостями и облицовкой камеры ЗПМ). Из представленных
46
результатов можно сделать вывод о том, что снижение шума реактивным однокамерным глушителем шума имеет место в низкочастотной области, начиная с 250 Гц, т.е. выбор для расчета fpp=295 Гц явился обоснованным. Эффективность в этом случае в диапазоне частот 250...1000 Гц (см.кривые 1 и 2) составила 4...7 Гц. Увеличение эффективности по сравнению с расчетной (2 дБ на частоте 500 Гц) можно объяснить наличием в глушителе поворота потока на 90°, что вызвало увеличение потерь звуковой мощности. Облицовка камеры глушителя звукопоглощающим материалом (ЗПМ) позволила снизить уровни звукового давления в диапазоне частот 2000...8000 Гц (кривая 3) на 8...9 дБ (расчетная эффективность в этом диапазоне составляет 12... 12,5 дБ). Эффективность облицовки камерного глушителя, полученная экспериментальным путем оказалась ниже расчетной на 3...4 дБ по той причине, что расчетная формула для определения теоретической эффективности справедлива для соосного расположения входного и выходного отверстий одного диаметра.
В нашем случае имеет место поворот потока на 90° , а выходной патрубок представлен 8-ю отверстиями диаметром 44 мм. Эффективность резонансной части глушителя составила на частоте 2000 Гц - 7 дБ (кривая 5),
Пылесос Т-1
щ J к 1 | i 1 i
гж 1з1 \ \ \ 1 р / - —i 1 ^ 1 1 I
У У 4] * 1 * 1 * к \ i
i i i I
1 i : !
63 125 250 500 1000 2000 «00 8000
Частота, Гц
Рис.З. Результаты испытаний промышленного пылесоса Т-1.
а на частоте 4000 Гц - 5 дБ (для настройкой резонансной части глушителя была выбрана частота fp = 2240 Г ц, равная частоте "лопастного" импульсного шума вентилятора, что совпадает с расчетными данными). Следует отметить, что эффективность снижения шума шлангом для насадок составляет в полосе частот 500...8000 Гц 7...10 дБ и объясняется его работой как активного глушителя большой длины (см. кривые 4 и 5).Таким образом, общая эффективность комбинированного глушителя шума на выходе составляет в полосе частот 250...8000 Гц 13...20 дБ, а уровни звукового давления при работе с пылесосом Т-1, оснащенным глушителями шума на входе и выходе побудителя тяги при скорости 11200 об/мин не превышают санитарно-гигиенические нормы (см. рис. 5).
Рис.4. Аэродинамический глушитель шума вертикального исполнения.
Рис.5. Аэродинамический глушитель шума с увеличенным звукопоглощением стенок корпуса.
47
Литература
1. ГОСТ 12.1.003-83.ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. М. : Госстандарт , 1984г.
2. ОСТ 27-72-218-85.ССБТ.Оборудование для легкой промышленности и производства химволокон. Методы определения характеристик. М.:ВНИИЛтекмаш,-1985.
3. А.С. СССР № 1567184. Пылесос/Семов А.Д., Кочетов О.С., Церлюк М.Б. Опубликовано. Бюллетень изобретений № 20, от 27.10.1990г.
4. Кочетов О.С. Методика расчета шума в производственных помещениях текстильных предприятий // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 1997, № 2. С. 106...111.
5. Сажин Б.С., Кочетов О.С., Зубов П.О. Методика расчета снижения шума звукопоглощением в условиях текстильного производства // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 2000, № 6.С.87...92.
6. Сажин Б.С., Кочетов О.С. Снижение шума и вибраций в производстве: Теория, расчет, технические решения.- М., 2001.319с.
7. Кочетов О.С. Расчет акустических характеристик промышленного пылесоса для ткацкого производства // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 2001, № 2.С.99.. .104.
8. Кочетов О.С. Методика расчета средств снижения шума промышленного пылесоса для прядильного производства // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 2003, № 6.С.91.. .97.
9. Сажин Б.С., Кочетов О.С., Синев А.В., Ходакова Т.Д. Методика расчета снижения шума звукопоглощением в условиях текстильного производства // Безопасность жизнедеятельности. - 2002, № 6. С.13-17.
10. Сажин Б.С., Кочетов О.С., Ходакова Т.Д. Методы и средства снижения шума и вибрации в текстильной промышленности // Безопасность жизнедеятельности. - 2004, № 11. С.10-15.
11. Кочетов О.С. Расчет малошумной системы вентиляции. Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 1, 2010, стр.22-25.
12. Кочетов О.С. Расчет аэродинамических глушителей шума. Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 9, 2013, стр.60-63.
13. Кочетов О.С. Реактивный глушитель шума промышленного пылесоса. /Патент РФ № 2305779, Б.И. № 25 от 10.09.2007г.
14. Кочетов О.С. Камерный глушитель шума промышленного пылесоса. /Патент РФ № 2305783, Б.И. № 25 от 10.09.2007г.
15. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Кочетов С.С., Кочетов С.С. Реактивный глушитель шума промышленного пылесоса. // Патент РФ на изобретение № 2305779. Опубликовано 10.09.2007. Бюллетень изобретений № 25.
16. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Кочетов С.С., Кочетов С.С. Камерный глушитель шума промышленного пылесоса. // Патент РФ на изобретение № 2305783. Опубликовано 10.09.2007. Бюллетень изобретений № 25.
17. Кочетов О.С. Аэродинамический глушитель шума выпуска Кочетова. // Патент РФ на изобретение № 2389884. Опубликовано 20.05.10. Бюллетень изобретений № 14.
18. Кочетов О.С. Аэродинамический глушитель шума Кочетова. // Патент РФ на изобретение № 2412360. Опубликовано 20.02.11. Бюллетень изобретений № 5.
19. Кочетов О.С. Аэродинамический глушитель. // Патент РФ на изобретение № 2411370. Опубликовано 10.02.11. Бюллетень изобретений № 4.
20. Oleg S. Kochetov. A Study into the Acoustic Characteristics of Multichamber Combined Aerodynamic Silencers. European Researcher, Engineering Sciences, 2014, Vol.(66), № 1-1. Р. 12-20.
Лымарь Е.А.
Научный сотрудник, кандидат технических наук, ОАО «Российские космические системы», Москва
К ВОПРОСУ О ПОРИСТОСТИ КОМПОЗИТОВ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Аннотация
В работе выявлено, что наряду с размерами пор существенное значение на прочность оказывает равномерность их распределения. Установлено, что закрытые поры в значительно меньшей степени снижают прочность, чем открытые при одинаковом объеме. Точно также поры, находящиеся в зернах, менее снижают прочность, чем поры связки и поры находящиеся между зернами и связкой. Полученный материал содержит в основном закрытые мелкие поры округлой формы, вследствие чего обладает высокими прочностными характеристиками.
Ключевые слова: металл, глины, совместимость, поры, свойства
Lymar E.-А
Scientist, candidate of engineering sciences, OJSC "Russian space systems", Moscow TO QUESTION POROSITY COMPOSITES CONSTRUCTION PURPOSES
Abstract
The work revealed that in addition to the pore sizes is essential for providing uniform strength distribution. It has been established that the closed pores in the substantially lesser extent reduce toughness than the same volume when open. Likewise, the pores in the grains are less than lower strength than the binder and the pores are pores between the grains and the binder. The resulting material contains mostly closed circular form fine pores, thus has high strength characteristics.
Keywords: metal, clay, compatibility pore properties
Особенностями современных строительных материалов являются простота и строгость форм, при которых особое значение приобретают требования к их долговечности. В связи с этим вопросом получения материалов, сочетающих высокие конструктивные, декоративные и эксплуатационные качества с относительно низкой стоимостью, весьма актуальны [1 - 24]
Эффективное совмещение металлической и неметаллической составляющих разного состава в определенных количественных соотношениях позволяет достичь не только значительной экономии металла, но и создает возможность изменения в нужном направлении физико-механических свойств готовых керамометаллических материалов [25].
Применение в качестве неметаллической составляющей глинистых масс позволяет значительно повысить прочностные свойства композиционных материалов при их эксплуатации при высоких температурах [26 - 30]. Кроме того, глинистая составляющая способна в процессе обжига изделия привести к протеканию физико-химических реакций между компонентами, что позволяет получить материал с заданными эксплуатационными характеристиками.
Использование алюминиевого наполнителя позволяет непосредственно придать композиционному материалу уникальные свойства этого металла, так как алюминий в высшей степени технологичен, хорошо воспринимает пластическую деформацию, позволяет изделию работать в условиях растягивающих и изгибающих напряжений, ударных нагрузок. Хотя алюминий малопрочен, но способен образовывать намного более прочные композиты, которые обладают не только более высокими физикохимическими и механическими характеристиками, но и имеют небольшой вес.
Постоянным структурным элементом керамического материала являются поры, количество, размер и морфология которых влияют на свойства керамических изделий.
48
