Системы шумоглушения для крышных вентиляторов на стороне выхлопа

Маслова Эмма Григорьевна; Клименкова Ольга Иосифовна; Калашникова Надежда Константиновна; Гончаренко Ирина Анатольевна

УДК 62-758.34, 534.833.52

СИСТЕМЫ ШУМОГЛУШЕНИЯ ДЛЯ КРЫШНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ НА СТОРОНЕ ВЫХЛОПА

'ФГУП ЦАГИ НИ Московский комплекс ЦАГИ, г. Жуковский Московской области

2ООО ПБ ЦЭИ, г. Москва 3ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в г. Москве» 4ГУП «НИ и ПИ Генплана Москвы»

Поступила в редакцию 06.10.2011

В статье рассмотрены методы шумоглушения на стороне выхлопа для двух вариантов компановки крышных вентиляторов ВКРШ-6.3 фирмы ООО «ВЕЗА»: с корпусом (вариант 1) и со свободным колесом (вариант 2). Каждый метод проверен экспериментально и приведены результаты измерений шумоглушения.

Ключевые слова: шум, шумоглушение, система, крышнй вентилятор, сторона выхлопа, звукопоглощающее покрытие, акустические волны, эффективность, глушитель, дБА, дБ, фирма «ВЕЗА».

Крышные вентиляторы ВКР применяются в вытяжных вентиляционных системах общего назначения, в промышленном и гражданском строительстве.

Вентиляторы предназначены для перемещения невзрывоопасных газо- воздушных смесей с температурой не выше 40ОС, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям не выше агрессивности воздуха. Допустимое содержание пыли и других твердых примесей в перемещаемых средах - не более 10 мг/м.

Вентиляторы предназначены для эксплуатации в условиях умеренного (У) климата 2-й категории размещения.

Системы шумоглушения крышных вентиляторов подбираются для конкретных изделий с учётом их геометрических параметров и аэроакустических характеристик. В данной работе в качестве источника шума использован вентилятор ВКРШ-6,3 ООО «ВЕЗА», параметры которого приведены в табл. 1.

Здесь Брк - диаметр рабочего колеса в метрах, Вдв и Вкорп - диаметры двигателя и корпуса вентилятора, И , Н, И и И высоты рабо-

1 7 рк дв корп отв - 1

чего колеса, двигателя, корпуса выходного отверстия соответственно.

Акустические характеристики ВКРШ-6.3 получены при испытаниях в вентиляторной лаборатории ЦАГИ.

На стороне выхлопа рассмотрены системы

Маслова Эмма Григорьевна, ведущий инженер. E-mail: [email protected]

Клименкова Ольга Иосифовна, главный специалист-акустик. E-mail: [email protected], [email protected] Калашникова Надежда Константиновна, эксперт-акустик. Гончаренко Ирина Анатольевна, старший научный сотрудник. E-mail: [email protected]

шумоглушения для двух вариантов компоновки ВКРШ-6.3: с корпусом, как на рис. 1 (вариант 1), и со свободным рабочим колесом (вариант 2). Вентиляторы в аналогичных компоновках были испытаны в вентиляторной лаборатории.

Вариант 1

На рис 1, 2 для вентилятора ВКРШ-6.3 показаны схемы компоновки в корпусе с выходным сечением, закрытым горизонтальной пластиной (схема 1), и с системой лопаток, открывающихся при запуске вентилятора (схема 2). Форма корпуса: цилиндрическая или прямоугольная, выбирается заказчиком в соответствии с конструктивными требованиями.

Система шумоглушения в корпусе по схеме 1 включает звукопоглощаюшую облицовку стенок корпуса и крышки, а также звукопоглощающую вставку.

Звукопоглощающие облицовки должны обладать стабильными физико-механическими и акустическими показателями в течение всего периода эксплуатации, быть биостойкими и влагостойкими. В качестве звукопоглощающего материала может быть использовано супертонкое базальтовое волокно (ТУ 57-69) плотностью 17-20кг/м2 в оболочке из стеклоткани Э3-100 или Э2-100 (ГОСТ 19907-74) и перфорированного оцинкованного стального листа с процентом перфорации не менее 20% или металлической сетки [1]. Эксплуатационная температуростойкость супертонкого базальтового волокна (БСТВ) от -40 до +4500С, материал БСТВ - несгораемый, его гигроскопичность - 2% за 50 суток. Толщина звукопоглощаю-

Таблица 1. Параметры вентилятора

ОрК , м Бдв, м ^корп, М НрК, м Иде, м Икорп,М Иотв,М Q, м3/сек увьк, м/с

0,63 0,21 1,16 0,23 0,35 0,80 0,21 3,5 4,5

0,63 0,21 1,03 0,23 0,35 0,80 0,21 3,5 5

Н

-зпк

Нрк

0,05^

'корп

Рис. 1. Схема 1

Крышка с поворотными лопастями Двигатель

^ Звуко п о глощающая вставка

I)

■^ДЕ

Б

РЕ

(Ок^п-0,4)

0,2

Б

^Рабочее колесо - Корпус с ЗПК

корп

Рис. 2. Схема 2

щей облицовки равна 100 мм. Звукопоглощающая вставка изготавливается из того же материала, что и облицовка, но перфорированный лист или сетка располагаются с обеих сторон наполнителя. Толщина вставки также равна 100 мм.

На участке НЗПК (рис. 1, 2) формируется пластинчатый глушитель шума с толщиной пластины (вставки) а=100 мм и расстоянием между пластиной и стенкой с=200 мм. Акустическая эффективность глушителя тем выше, чем ближе друг к другу расположены пластины. В то же

время для обеспечения хороших аэродинамических характеристик (допустимой скорости потока воздуха) и удобства эксплуатации, в частности, для периодической очистки поверхности пластин от пыли, которая может привести к уменьшению эффективности глушителя, расстояние между пластинами необходимо делать достаточно большим. При выбранных параметрах (а и с) скорость потока воздуха в канале составит 5 и 7 м/с для Dкорп, равного 1,16 и 1,03 м соответственно.

Расчет снижения уровней шума на отдельных участках канала выполняется в соответствии с рекомендациями работы [1].

Звуковые волны от рабочего колеса вентилятора распространяются по двум путям: вдоль наружной стенки корпуса (1 - основной канал) и вдоль двигателя (2 - боковой канал). При этом в каждом из каналов происходит снижение уровней звуковой мощности, которое зависит от соотношения их площадей. При выбранной схеме вентилятора и системы шумоглушения снижение шума для всех частот составит 1 и 7дБ соответственно в основном и боковом каналах.

В основном канале снижение шума происходит в пластинчатом глушителе и на прямых поворотах: на двух поворотах при сборке по схеме 1 и на одном повороте при сборке по схеме 2. Полученные в результате расчёта величины снижения уровней шума показаны в табл. 2 и на рис. 3.

Как видно из приведенных данных, величина эффективности, равная, например, 15дБА -может быть получена с глушителем длиной НЗПК = 0.5 м при сборке по схеме 1 и с глушителем длиной НЗПК = 0.9 м при сборке по схеме 2.

Высота корпуса вентилятора по схеме 1 определяется соотношением Н = Н + Н +

1 корп рк отв

НЗПК ~ 0,5 + НЗПК, так что величина эффективности 15дБА может быть получена при высоте корпуса вентилятора Н ^ 1 м (максимальная

корп

высота корпуса за колесом, где располагается двигатель, при этом не превышает 800 мм).

При сборке по схеме 2 высота корпуса вентилятора Н = Н + Н™,, ^ 0,25 + Н„П1, и, со-

корп рк ЗПК ЗПК

ответственно, требуемая высота корпуса состав-

ляет 1,15 м (максимальная высота корпуса за колесом - 900 мм).

Диаметр корпуса определяется в соответствии с требованиями к скорости потока воздуха: он тем меньше, чем выше допустимая скорость потока. В таблице 1 для иллюстрации показаны величины Б при скоростях потока на

корп

выходе 4,5 и 5 м/с.

В боковых каналах величины снижения уровней шума практически такие же, как и в основных каналах, но уровни звуковой мощности на входе в эти каналы на 6 дБА ниже (из-за соотношения площадей каналов), поэтому при выбранных схемах компоновки излучаемые из них звуковые волны не вносят существенного вклада в звуковую мощность вентиляторов.

Таким образом, величина эффективности системы шумоглушения, равная @15дБА, для вентилятора ВКРШ-6.3с горизонтальной крышкой может быть получена при высоте корпуса над рабочим колесом около 800 мм, для вентилятора с системой лопаток, открывающихся при запуске, - при максимальной высоте корпуса над колесом около 900 мм.

Вариант 2

На рис. 4 показана компоновка вентилятора ВКРШ-6.3 с потоком воздуха, выходящим в стороны.

Система шумоглушения включает три звукопоглощающих кольца а также звукопоглощаю-шую облицовку крышки и стенок корпуса вокруг двигателя.

Звуковые волны от рабочего колеса вентилятора распространяются по двум путям: по основному каналу, выходящему в стороны от рабоче-

Снижение уровней шума, дБА Длина глушителя, м

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Схема 1 13 14 15 16 17 18 19 20

Схема 2 7 9 10 11 12 13 15 15

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Длина глушителя, м

Рис. 3. Снижение уровня шума

Таблица 2. Снижение уровня шума

Рис. 4. Компоновка вентилятора ВКРШ-6.3 с потоком воздуха, выходящим в стороны

го колеса, и вдоль двигателя (боковой канал).

В основном канале на участке /ЗПК (рисунок 4) формируется пластинчатый глушитель шума. Толщина средней кольцевой пластины делается равной а = 80мм, расстояние между пластинами - с = 100 мм. Толщина нижней пластины выбирается так, чтобы её верх был на уровне нижней поверхности рабочего колеса, но не меньше а = 40 - 50 мм. Толщина верхней пластины так же, как и звукопогло-щаюшей облицовки крышки и стенок корпуса вокруг двигателя равна 100 мм (рисунок 4, справа). Над верхней поверхностью рабочего колеса размещается боковой кольцевой канал высотой 50 мм для охлаждения двигателя. Для уменьшения потерь вход в боковой канал может быть выполнен в виде диффузора (рисунок 4, слева). При этом в каждом из каналов происходит снижение уровней звуковой мощности, которое зависит от соотношения их площадей: 1 и 7 дБ соответственно для по-

тока, выходящего в стороны, и в кольцевой канал вокруг двигателя.

Расчет снижения уровней шума в основном канале выполняется в соответствии с рекомендациями работы [1]. Снижение уровней звуковой мощности основного потока составляет 5,5 и 7,5 дБА при длине /ЗПК = 0,2 и 0,3 м и, соответственно, внешнем диаметре звукопоглощающих колец 1,05 и 1,25 м (рис. 5).

В боковом канале величины снижения уровней шума практически такие же, как и в основном канале, но уровни звуковой мощности на входе в этот канал на 6 дБА ниже (из-за соотношения площадей каналов), поэтому при выбранной компоновке излучаемые из них звуковые волны не вносят существенного вклада в звуковую мощность, излучаемую вентилятором.

Таким образом, снижение уровней звуковой мощности вентилятора с выходящим в стороны потоком воздуха составляет 5,5 - 7,5 дБА при внешнем диаметре звукопоглощающих колец 1,05 - 1,25 м.

12

<

ш ю

ч

¡5 3

о

о £ 6

ф ^ -82

О

0.2

1,05

0,3 1,25

0.4 0,5

Длина ЗПК, м 1,45 1,65 Диаметр кольца, м

Рис. 5. Снижение уровня шума

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник проектировщика. Защита от шума [под редакцией Е.Я.Юдина]. Москва, Стройиздат, 1974.

2. Государственный Комитет СССР по делам строи-

тельства. Типовая документация на строительные системы и изделия зданий и сооружений. Серия 5.904-17. Глушители шума вентиляционных установок. Технические характеристики и рекомендации по применению.

NOISE SUPPRESSING SYSTEMS AT THE EXHAUST PART OF ROOF VENTILATION INSTALLATIONS

1 Federal State Unitary Enterprise "Central Aero-Hydro Dynamic Institute" Research Institute "Moscow Complex CAHDI", Zhukovsky, Moscow Region 2 Limited Liability Company Project Bureau "Environmental Initiative Center", Moscow

3 Federal State Institution for Health Protection "Moscow Center for Hygiene and Epidemiology"

4 State Unitary Enterprise "Scientific, Research and Design Institute of Moscow City Master Plan"

The objective of noise level reduction in ventilators used in roof exhaust systems of general application in industrial and civil building construction is becoming more and more vital nowadays. Actually, at project designing stage the problem of protection from these noise sources is often remains neglected. This practice results in growing number of grounded complaints against roof ventilation systems noise which penetrates into inner spaces of buildings. Several variations of noise suppressing systems built at the exhaust part of roof ventilation installations are presented in this report.

Key words: noise, noise suppression, system, roof ventilation installation, exhaust part, sound-adsorbing coating, acoustical waves, effectiveness, silencer, dBA, dB, firm "VEZA".

Emma Maslova, Leading Engineer.

E-mail: [email protected]

Olga Klimenkova, Main Specialist-Acoustician.

Nadezhda Kalashnikova, Expert-Physic.

E-mail: [email protected], [email protected]

Irina Goncharenko, Senior Research Fellow .

E-mail: [email protected]

Системы шумоглушения для крышных вентиляторов на стороне выхлопа Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

NOISE SUPPRESSING SYSTEMS AT THE EXHAUST PART OF ROOF VENTILATION INSTALLATIONS

Текст научной работы на тему «Системы шумоглушения для крышных вентиляторов на стороне выхлопа»