CC BY
0
УДК 658.345 + 06
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-133-134
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ШУМА КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК
М.А. Кравченко
В статье описаны результаты измерений шума, генерируемого компрессорными установками различных типов, анализ которых показывает, что наиболее значительные уровни звука, наблюдаются в диапазоне низких частот. Экспериментальные исследования спектрального состава шума компрессорных установок, проведены при различных технологических нагрузках в условиях производственной эксплуатации.
Ключевые слова: компрессорные установки, экспериментальные исследования, виброакустические характеристики, шум.
Компрессор является установкой для подачи сжатого воздуха нужного давления для оборудования, использующего пневматику, т.е. силу сжатого воздуха. В настоящее время работа ни одного крупного предприятия не обходится без компрессора. При эксплуатации компрессоров различных моделей с электроприводом используются электродвигатели, которые различаются по мощности от 5,5 кВт до 1600 кВт [1-3].
Экспериментальные исследования уровней звука от источников шума при работе компрессорных установок. Экспериментальные исследования включали измерения уровней звука (дБА), октавных уровней звукового давления (дБ) на участках компрессорных установок, которые включают два источника - привод и непосредственно компрессор. В качестве привода применяется как электродвигатели, так и двигатели внутреннего сгорания. Поэтому на первом этапе экспериментальных исследований измерялись уровни звука непосредственно двигателей [4-7]. Результаты измерений уровень звука электродвигательный приведены в таблице 1.
Уровни звука электродвигателей
Мощность электродвигателя, кВт Уровень звуки, дБА Превышение, дБА
5,5 64-67 -
7,5 67-70 -
11 71-73 -
15 73-74 -
18,5 75-76 -
22 77-79 -
30 79-80 1
37 80-80 0
45 81-82 2
55 82-83 3
75 84-84 4
90 84-85 5
110 85-86 6
132 86-87 7
160 87-88 8
200 88-89 9
250 89-90 10
315 90-91 11
400 92-93 13
500 94-95 15
630 95-96 16
800 97-98 18
1000 98-100 20
1600 100-101 21
Проведённый анализ измерений уровней шума показал, что у двигателей мощностью до 37 кВт октавных уровни звукового давления не превышает допустимых значений, предусмотренных для производственных помещений. У двигателей мощностью 75 -110 кВт уровни звукового давления превышает предельно допустимые значения только в пятой и шестой октавах, где величины превышений составляют от 2 до 4 дБ (соответственно). Таким образом, фактически звуковое излучение электродвигателей вышеуказанной мощности практически не оказывает влияния на шум компрессора.
Спектры шума электродвигателя и компрессора мощностью 110 кВт приведены на рис. 1.
Спектр шума имеет четко выраженный среднечастотный характер. Уровни звукового давления превышают предельно допустимые величины в области частот 250 - 4000 Гц. Причем, превышения уровня звукового давления в четвертой октаве составляет 3,3 дБ, а в девятой октаве находится на предельно допустимом уровне. Максимальные уровни звукового давления 85 - 88 дБ зафиксированы с пятой и шестой октавах и их превышение составляет 8 - 13 дБ (соответственно). К характерным особенностям спектрального состава следует также отнести достаточно равномерное распределение интенсивности в интервале частот 2500 - 1000 Гц.
Спектральный состав акустических характеристик компрессора ДЭМ-250ШМ приведены на рис. 2.
Отличие данного спектра при идентичной закономерности спектрального состава с вышеуказанным компрессором заключается в следующем. Фактически расширяется диапазон частот, в котором уровни звукового давления превышает предельно допустимые величины. Действительно, в третьей октаве величина превышения составляет 4 дБ, а в девятой октаве 5 дБ. В пятой - восьмой октавах повышения уровня звукового давления составляет 2 - 8 дБ. Воздействие акустического излучения компрессора увеличивает превышения уровней звукового давления до 10 -18 дБ, причем наиболее интенсивные составляющие спектра расположены в четвертой - шестой октавах и достигают величины 90 - 92 дБ.
L, дБ 110
100
90
80
70
60
31,5
63
125
250
1 500
1000 2 3
2000
4000
8000 f Гц
Рис. 1. Спектр шума компрессорной установки мод. ДЭМ-110Ш: 1 - предельно-допустимые уровни звукового давления; 2- уровни звукового давления компрессора и двигателя; 3- уровни звукового давления только
двигателя
L, дБ 110
100 90 80 70 60
31,5
63
125
250
500
1000 2 — -- 3
2000
4000
8000 f Гц
Рис. 2. Спектр шума компрессорной установки мощностью 250 кВт: 1 - предельно-допустимые уровни звукового давления; 2 - уровни звукового давления компрессора и двигателя; 3 - уровни звукового давления
только двигателя
У компрессора МКУ 500 с электродвигателем 500 кВт уровни звукового давления достигают величины 95 дБ (рис. 3).
L, дБ 110
100 90 80 70 60
ь.__
---------- — í^------ ---------- ------—< —II. ..............„Л?.*-,....
...... i—
31,5
63
125
250
500
2
1000 - -- 3
2000
4000
8000 f, Гц
Рис. 3. Спектр шума компрессорной установки мод. МКУ 500: 1 - предельно-допустимые уровни звукового давления; 2 - уровни звукового давления компрессора и двигателя; 3 - уровни звукового давления только двигателя
Превышения над предельно допустимыми значениями составляет 6 дБ в третьей октаве,13 дБ в четвертой, 17 дБ в пятой, 20 дБ в шестой, 17 дБ в седьмой, 13 дБ в восьмой и 6 дБ в девятой. Превышения уровней звукового давления непосредственно двигателя составляют 2, 8, 10, 15, 13, 7 дБ в третьей - восьмой октавах (соответственно).
Следует отметить, достаточную для инженерных целей сходимость теоретических и экспериментальных данных по измерению уровней звукового давления в зависимости от мощности, которая по расчетам составляет:
АЦ = 1
а экспериментальные данные показали, что
ДЬЭ = (12 - 14)
Так по расчетным данным при изменении мощности в 2 раза ДЪ составляет 3 дБ, а по экспериментальным от 2 ^ 4 дБ. Кроме этого обращают на себя внимание, что при увеличении мощности привода уменьшается разница в уровнях звукового давления между непосредственно самим двигателем и при наличии компрессора. Аналогичные закономерности наблюдается и у компрессора МКУ 1000 (рис. 4).
Уровни звукового давления достигают значения 98 дБ в шестой октаве. Превышения уровней звукового давления и двигателя совместно с компрессором составляют соответственно: 7 и 9 дБ в третьей октаве 9 и 14 дБ в четвертой, 14 и 17 дБ в пятой, 18 и 23 дБ в шестой, 15 и 20 дБ в седьмой, 11 и 16 дБ в восьмой и 6 и 8 дБ в девятой.
Рис. 4. Спектр шума компрессорной установки мод. МКУ 1000: 1 - предельно-допустимые уровни звукового давления; 2 - уровни звукового давления компрессора и двигателя; 3 - уровни звукового давления только
двигателя
У компрессора УХЛ1 с электродвигателем мощностью 1600 кВт уровни звукового давления в сравнении с компрессором МКУ 1000 на 2 - 4 дБ выше. (рис. 5), причем теоретическое значение уровня звукового давления составляет 2 дБ.
^ дБ 110
100
90
80
70
60
31,5
63
125
250
500
2 -■
1000 ., з
2000
4000
8000 I Гц
Рис. 5. Спектр шума компрессорной установки мод. УХЛ1:1 - предельно-допустимые уровни звукового давления; 2 - уровни звукового давления компрессора и двигателя; 3 - уровни звукового давления только
двигателя
Максимальный уровень звукового давления достигает значения 100 дБ в седьмой октаве. Разница в уровнях звукового давления самого двигателя и в соединении с компрессором не превышает 4 дБ в области частот 31,5 - 125 Гц и 2 - 3 дБ в интервале частот 250 - 8000 Гц. Превышения уровня звукового давления двигателя и компрессора составляет по октавам (соответственно) 7 и 10 дБ в третьей октаве, 13 и 16 дБ в четвертой, 17 и 20 дБ в пятой, 20 и 25 дБ в шестой, 18 и 22 в седьмой, 15 и 19 дБ в восьмой, и 9 и 11 в девятой.
Выводы. Приведенные в статье данные подтверждает вывод, что по мере увеличения мощности двигателей по уровням звукового давления самого привода и привода с компрессором становятся соизмеримыми [8]. Эти данные фактически будут использованы для инженерных решений для снижения виброакустических характеристик как по октавным уровням звукового давления, так и по уровням вибрации, различных конструкций фундаментов для исследованного оборудования.
Список литературы
1. Кравченко, М. А. Исследование процессов шумообразования при работе компрессорных установок / М. А. Кравченко, А. Н. Чукарин // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2022. № 4. С. 50 - 54.
2. Дроздова Л.Ф. Обзор современных компрессорных установок и материалов для снижения их шума / Л.Ф. Дроздова, ЕЮ. Чеботарева, А.В Кудаев // Noise Theory and Practice - 2018 - №4(2) - С. 11-20.
3. Терехов А.Л. Источники шума на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Их характеристики и пути снижения шума // Охрана окружающей среды и промышленная безопасность: Обзор, инф. - М.: ИРЦ Газпром, 2003. - 63 с.
4. ГОСТ 12.2.016.1-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование компрессорное. Определение шумовых характеристик. Общие требования
5. Методика и техническое обеспечение проведения экспериментальных исследований определения шума на рабочих местах / Финоченко Т.А., Баланова М.В., Яицков И.А. // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2019. № 1(46). С. 5-7
6. Методологический подход к выбору аналитического оборудования по оценке безопасности труда для мобильных лабораторий / Борисова А.В., Козлюк В.В., Финоченко В.А. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - Тула: №7, 2023. - С. 150-153. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-150-151
7. Экспериментальные исследования шума и вибрации при местном упрочнении деталей шарико-стержневым упрочнителем / Морозов С.А., Чукарин А.Н., Финоченко Т.А. // Российский научно-технический журнал «Мониторинг. Наука и Технология» 2019. № 1 С. 65-69.
8. Кравченко, М. А. Теоретическое исследование процессов шумообразования компрессорных установок / М. А. Кравченко // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2022. № 4. С. 19-25. DOI 10.46973/0201-727X_2022_4_19.
Кравченко Михаил Александрович, канд. фил. наук, доцент, [email protected]. Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
RESULTS OF EXPERIMENTAL STUDIES OF THE NOISE OF COMPRESSOR UNITS
M.A. Kravchenko
The article describes the results of measurements of noise generated by compressor units of various types, the analysis of which shows that the most significant sound levels are observed in the low frequency range. Experimental studies of the spectral composition of noise from compressor units were carried out under various technological loads under industrial operating conditions.
Key words: compressor units, experimental studies, vibroacoustic characteristics, noise.
Kravchenko Mikhail Alexandrovich, candidate of philosophical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport
УДК 004.04
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-136-137
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАЗНОРОДНЫХ ДАННЫХ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Р.В. Романов, С.С. Кочеткова
В данной работе рассмотрены и применены инструменты по обработке разнородных данных полученных в ключевых измерительных точках сети централизованного водоснабжения. Выделены общие группы показателей влияющих на возникновения аварий сети централизованного водоснабжения. Систематизация данных, анализ и представление результатов осуществляется в программном обеспечении Zulu GIS. В результате формируется интегральная оценка о состоянии труб.
Ключевые слова: централизованное водоснабжение, алгоритм оценки, интегральная оценка, качество
труб.
1. Введение. С ростом городского населения к существующей сети добавляются новые трубопроводы разного возраста, материалов и размеров, тем самым осложняя задачу мониторинга эксплуатации и технического обслуживания [1]. В связи с этим возникают постоянные утечки добываемой и транспортируемой воды по изношенным водопроводам. Так же из-за большого износа труб и образования сквозных отверстий, в них резко ухудшается качество воды, доставляемой до конечных пользователей. Снижение потерь от утечек и выявления изношенных участков водопроводной сети является важнейшим мероприятием для снижения как экономических затрат предприятий, осуществляющих транспортировку воды так и для обеспечения населения качественной водой [2,3].
Оценка риска муниципальных трубопроводных сетей сосредоточена на качественном и количественном анализе последствий аварий [4]. Однако, чтобы оперативно выявлять проблемные участки системы централизованного водоснабжения, необходимо определить ключевые измерительные точки, в которых будет проводиться контроль качества воды централизованного водоснабжения. В выбранных точках необходимо контролировать показатели, на основе которых можно будет определить состояние износа труб. Также необходима систематизация и оценивание полученных данных в ключевых точках. Для этого хорошо подходят геоинформационные технологии, которые позволят анализировать большие объемы данных, автоматизировать процесс оценки, рассчитывать интегральные и среднегодовые показатели, картировать полученные результаты [5].
136
