CC BY
34
SCIENCE TIME
МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ШУМА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЫЛЕСОСОВ
Кочетов Олег Савельевич, Московский государственный университет приборостроения и информатики, г. Москва
E-mail: [email protected]
Аннотация. В работе представлены мероприятия по снижению шума промышленных пылесосов в источнике возникновения звуковой энергии при их работе в производственных помещениях с использованием конструкций глушителей аэродинамического шума, а также с учетом конструктивных особенностей пылесоса и реального спектра шума в производственном помещении.
Ключевые слова: рабочая зона, уровень звуковой мощности, уровень звукового давления, глушитель аэродинамического шума.
При эксплуатации промышленного пылесоса марки НПП-2 наблюдалось превышение уровней шума, регламентированных ГОСТ 12.1.003-83 [3, с. 18; 4, с. 130; 5, с.275]. Для проведения предпроектных изысканий использовался ориентировочный метод измерения шумовых характеристик в инструментальном цехе РЗТО (Рижского завода текстильного оборудования) на расстоянии ё = 1 м от контура пылесоса, причем расстояние до ограждающих поверхностей цеха было больше величины ё + 1 м. При исследованиях использовался комплект акустической аппаратуры типа ИШВ-1, а испытываемый пылесос был установлен свободно на полу в цехе с размерами: длина Э = 20 м, ширина W = 12 м, высота Н = 3,4 м. Режим работы пылесоса соответствовал вращению крыльчатки вентилятора со скоростью п = 3000 об/ мин. Количество точек измерения (рис.1) равнялось пяти, а число измерений в каждой точке - 3. Расчет шумовых характеристик пылесоса НПП-2 проводился согласно ОСТ 27-72-218-85 [6, с.200; 7, с.37; 8, с.30]. На рис.1 представлена схема измерительных точек при замере уровней звукового давления промышленного пылесоса типа НПП-2 [1, с.11; 2, с.17].
В качестве первого варианта был испытан серийно устанавливаемый на
SCIENCE TIME
пылесосе многокамерный реактивный глушитель, схема которого представлена на рис.2 (схема №1). Реактивный глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1, жестко соединенный с торцевым впускным 6 и выпускным 8 патрубками.
В корпусе 1, перпендикулярно направлению движения аэродинамического потока, установлены, по крайней мере, два диска 2 с отверстиями 3, образующие камеры 4, причем отверстия 3 дисков поочередно смещены относительно оси корпуса 1 таким образом, что отверстия в двух смежных дисках 2 не совпадают.
Рис. 1 Схема измерительных точек при замере уровней звукового давления промышленного пылесоса типа НПП-2: а) схема измерительных точек во фронтальной плоскости, б) схема измерительных точек в горизонтальной плоскости; 1 - корпус пылесоса, 2 - всасывающий патрубок, 3 - патрубок для выхлопа воздуха с аэродинамическим глушителем шума
SCIENCE TIME
Отношение длины корпуса L1 к его диаметру D лежит в оптимальном итервале величин: L1/ D = 3,5... 4,0; а отношение диаметра корпуса D к диаметру D1 выпускного патрубка лежит в оптимальном интервале величин: D / D1 = 4,5... 5,5; а отношение диаметра корпуса D к диаметру ё отверстия дисков лежит в отимальном интервале величин: D / ё = 5,0.6,0, а отношение диаметра корпуса D к длине камеры LК лежит в оптимальном интервале величин: D/ LК = 2,0. 4,5.
Параметры для акустических расчетов находим по формулам:
а = 0,5/1 + й;
Ь = 0,5/2 + й;
с = /3 + й.
к = 0,25(Ь + с - й).
£ = 4(аЬ + ас + Ьс)
(a + b + c) (a + b + c + 2d)'
Здесь 11,12,13 - соответственно длина, ширина и высота пылесоса, м, И -ф высота точек измерения над уровнем пола, м.
При принятых исходных данных эти параметры равны: а=1,6 м; Ь=1,3 м; с=2,2м; И=0,63 м; Б=19,64 м2.
Конструктивно он выполнен в виде цилиндрической трубы 1 диаметром 204 мм, длиной 766 мм и толщиной 2 мм, внутри которой установлены девять жестких перегородок 2, имеющих отверстия 3 диаметром 40 мм и образующих десять реактивных камер 4, причем перегородки установлены таким образом, что отсутствует «лучевой эффект».
Рис. 2 Схема многокамерного реактивного аэродинамического глушителя шума,
серийно устанавливаемого на пылесосе
Корпус 1 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).
Анализируя полученные данные приходим к выводу, что акустические характеристики пылесоса НПП-2 с серийным (схема №1) глушителем шума (см. рис.3) при частоте вращения п=3000 об/мин и плотности установки д = 0,01 шт/ м2 не соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.003-83, причем превышение уровней звукового давления наблюдается в основном в высокочастотной области 1000...8000 Гц и составляет порядка 7...10 дБ.
Для устранения этого недостатка при разработке средств модернизации в схему реактивного глушителя шума были введены элементы звукопоглощения. На рис.3 представлена схема многокамерного глушителя с обработкой внутренних полостей звукопоглотителем толщиной 10 мм (схема № 2).
1
Рис. 3 Схема многокамерного аэродинамического глушителя шума с обработкой внутренних полостей звукопоглотителем толщиной 10 мм
Многокамерный глушитель шума (рис.3) содержит цилиндрический корпус 1, жестко соединенный с торцевым впускным 6 и выпускным 8 патрубками. В корпусе 1, перпендикулярно направлению движения аэродинамического потока, установлены, по крайней мере, два диска 2 с отверстиями 3, образующие камеры 4, причем отверстия 3 дисков поочередно смещены относительно оси корпуса 1 таким образом, что отверстия в двух смежных дисках 2 не совпадают, при этом
SCIENCE TIME
корпус изнутри облицован звукопоглощающим материалом 7, а также диски 2 облицованы звукопоглощающим материалом 5 со стороны движения аэродинамического потока.
Измерения акустических характеристик проводились по контуру пылесоса с поочередной установкой двух схем аэродинамических глушителей шума, после чего определялись средние значения уровней звукового давления и строились графики для анализа эффективности каждой из схем (рис.4).
Рис. 4 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
SCIENCE TIME
Следует отметить, что наиболее характерной точкой измерения является точка № 1, т.к. она расположена на расстоянии 1 м от среза выхлопного патрубка глушителя шума по его оси. Кроме вышеперечисленных схем аэродинамических глушителей шума в точке № 1 проводились испытания пылесоса:
а) при снятом глушителе;
б) с использованием резинового гофрированного рукава длиной 3 ми диаметром 40 мм в качестве второй ступени глушителя к схеме №1.
Результаты испытания активного глушителя шума (схема №2, рис.3) 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. Разработанные средства модернизации серийного глушителя, выполненные с использованием элементов звукопоглощения, позволили повысить его эффективность в высокочастотной области на 8...12 дБ.
Литература:
1. Кочетов О. С. Реактивный глушитель шума промышленного пылесоса. /Патент РФ № 2305779, Б.И. № 25 от 10.09.2007г.
2. Кочетов О.С. Камерный глушитель шума промышленного пылесоса. /Патент РФ № 2305783, Б.И. № 25 от 10.09.2007г.
3. 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.
4. Кочетов О.С. Акустические характеристики комбинированных аэродинамических глушителей шума // Science Time. - 2014. - № 9 (9). - C. 128—
5. Кочетов О.С. Эффективность снижения шума звукопоглощающими конструкциями // «Science Time». — 2015. - № 1 (13). - C. 271—278.
6. Кочетов О.С. Методика расчета аэродинамических глушителей шума // Интеграция мировых научных процессов как основа общественного прогресса: материалы Международных научно-практических конференций Общества Науки и Творчества за апрель 2015 года / Под общ. ред. С.В. Кузьмина. — Казань, 2015. С. 196-202.
7.Кочетов О.С. Экспериментальные характеристики комбинированных аэродинамических глушителей шума // Международный журнал «Естественно-гуманитарные исследования». — 2014. — № 3 (5). — C. 37—42.
8. Кочетов О.С. Исследования аэродинамических глушителей шума / Национальная ассоциация ученых (НАУ) Ежемесячный научный журнал. — 2014. — № 5, Ч.2 — C. 29—33.
137.
