CC BY
41УДК 697.922
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ШУМА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЫЛЕСОСОВ
Е.Ф. Баранов,
Московская государственная академия водного транспорта E-mail: baranov.evgeniy@inbox.ru О.С. Кочетов, д-р техн. наук,
Московский финансово-юридический университет МФЮА E-mail: o_kochetov@mail.ru
Аннотация. В статье представлены методы расчета эффективности снижения 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: промышленный пылесос, эффективность снижения шума, производственное помещение, звукопоглощающие конструкции, спектр шума, глушитель аэродинамического шума.
Abstract. In work methods of calculation of efficiency of decrease in noise of industrial vacuum cleaners in a source of occurrence of sound energy are presented at their work in industrial premises with use of designs glu-shitelej aerodynamic noise, and also taking into account constructive osoben-nostej a vacuum cleaner and a real spectrum of noise in an industrial premise.
Keywords: an industrial vacuum cleaner, efficiency snizhe-nija noise, an industrial premise, sound-proof konstruk-tsii, a noise spectrum, the muffler of aerodynamic noise
При эксплуатации промышленного пылесоса марки НПП-2 наблюдалось превышение уровней шума, регламентированных ГОСТ 12.1.003-83 [1]. Для проведения предпроектных изысканий использовался ориентировочный метод измерения шумовых характеристик в инструментальном цехе РЗТО (Рижского завода текстильного оборудования) на расстоянии d = 1 м от контура пылесоса, причем расстояние до ограждающих поверхностей цеха было больше величины d + 1 м.
МФЮА московский финансово-юридическии университет
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 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 27-72218-85 [2]. На рис.1 представлена схема измерительных точек при замере уровней звукового давления промышленного пылесоса типа НПП-2.
Параметры для акустических расчетов находим по формулам [3]
а = 05 + d; Ь = 0,5/2 + d;
с = /3 + d. (1)
к = 0,25(Ь + с - d).
5 = 4(аЬ + ас + Ьс) ■
(а + Ь + с) (а + Ь + с + 2d)'
Здесь 11,12,13 - соответственно длина, ширина и высота пылесоса, м, И - 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; S = 19,64 м2.
В качестве первого варианта был испытан серийно устанавливаемый на пылесосе многокамерный реактивный глушитель [4], 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. Отношение длины корпуса L1 к его диаметру D лежит в оптимальном интервале 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 оптимальном интервале величин: D / ё = 5,0.6,0, а отношение диа-
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
<д|Ь>
метра корпуса D к длине камеры LК лежит в оптимальном интервале величин: D/ LК = 2,0.. .4,5.
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».
Корпус 1 выполнен из конструкционных материалов, с нанесенным на его поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемп-фирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной облицовки и ви-бродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1: (2,5...3,5).
Реактивный глушитель шума работает следующим образом. Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 1 и встречают на своем пути диски 2 с отверстиями 3, при этом явление «лучевого эффекта» полностью исключается за счет того, что отверстия 3 дисков поочередно смещены относительно оси корпуса 1 таким образом, что отверстия в двух смежных дисках 2 не
Рис. 2. Схема многокамерного реактивного аэродинамического глушителя шума, серийно устанавливаемого на пылесосе
ОН НПП-2, глушитель П НПП-2, без глушителя реактивный т.№1
многокамерный, т.№1 Рис. 3. Акустические характеристики пылесоса НПП-2 с серийным глушителем шума и без него в измерительной точке №1
совпадают. Камерные полости 4, образованные дисками 2, выполняет функцию акустического фильтра низкой частоты.
Корректировка по шуму помех не вносится, т.к. фон в цехе ниже уровня шума пылесоса более чем на 10 дБ (поправка А = 0).
Уровень звуковой мощности Lp вычисляется по формуле
ЬР — Ьт + 1018 ^,
2 ^ (2) — И 2.
При принятых исходных данных эти параметры равны: К = 2,1дБ; SV=710 м2; А = 106,5 м2.
Средние корректированные уровни звукового давления Lкор, дБ, с учетом влияния отраженного звука согласно ГОСТ 12.1.028-80 определяем по формуле
2 =1 Ха - К;
К — 101ё[1 + 4£ / А • (1 - А / ]
(3)
А — а 5 ■ 8У.
где п - количество точек измерения на измерительной поверхности; Ь. - уровень звукового давления в ¡-той измерительной точке, дБ;
1
Рис. 4. Схема многокамерного аэродинамического глушителя шума с обработкой внутренних полостей звукопоглотителем толщиной 10 мм
К - постоянная, учитывающая влияние отраженного звука; SV - площадь ограждающих поверхностей в помещении, включая пол, м2; А -эквивалентная площадь звукопоглощения при коэффициенте звукопоглощения а8 = 0,15 для цеха с оборудованием, м2.
Анализируя полученные данные приходим к выводу, что акустические характеристики пылесоса НПП-2 с серийным (схема №1) глушителем шума (рис.3) при частоте вращения п=3000 об/мин и плотности установки q = 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 [5]. На рис. 4 представлена схема многокамерного глушителя с обработкой внутренних полостей звукопоглотителем толщиной 10 мм (схема № 2).
Многокамерный глушитель шума (рис. 4) 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 корпус изнутри облицован звукопоглощающим материалом 7, а также диски 2 облицованы звукопоглощающим материалом 5 со стороны движения аэродинамического потока. Отношение длины корпуса L1 к его диаметру D лежит в оптимальном интервале 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 оптимальном 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. 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). Звукопоглощающий материал выпол-
нен из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA».
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. -М., 1984.
2. ОСТ 27-72-218-85.ССБТ. Оборудование для легкой промышленности и производства химволокон. Методы определения шумовых характеристик. - М., 1985.
3. Сажин Б.С., Кочетов О.С. Снижение шума и вибраций в производстве: Теория, расчет, технические решения. - М., 2001.
4. Кочетов О.С. Реактивный глушитель шума промышленного пылесоса / Патент РФ № 2305779. Бюллетень изобретений. № 25 от 10.09.2007 г.
5. Кочетов О.С. Камерный глушитель шума промышленного пылесоса / Патент РФ № 2305783. Бюллетень изобретений. № 25 от 10.09.2007 г.
