|
Азбука горенияУровень шума в вентиляторных горелках (Вентиляторные горелки)>> Вернуться к содержанию Шум - это нежелательный звук в акустическом диапазоне с частотой от 20 до 20000 Герц, который вызывает раздражение и/или наносит ущерб здоровью. Таблица 17. Стандартные значения звуковой мощности
Таблица 18. Средние значения звукового давления
Звук - это совокупность механических колебаний в упругих средах и телах. Излучение звука определённым источником является излучением энергии, которая при делении на время даёт звуковую мощность, измеряемую в Ваттах. Уровень звуковой мощности определяется по следующей формуле:
где: W0 - это базовая мощность, равная 10-12 Вт Разница между давлением в присутствии звука и давлением при отсутствии звука в определённой точке пространства называется звуковым давлением. Звуковое давление измеряется в Паскалях. Уровень звукового давления рассчитывается по следующей формуле:
где: Р0 - это базовое давление, равное 20·10-6 Па, оно равно минимальному давлению, которое может почувствовать человеческое ухо. Для того, чтобы облегчить вычисления, были введены уровни мощности и давления, выражаемые в децибелах (дБ). Децибел отображает логарифмическую чувствительность уха к изменению силы звука. В приведенной ниже таблице указана мощность некоторых источников звука и их звуковое давление. Необходимо понимать разницу между звуковой мощностью и звуковым давлением. Звуковая мощность - это абсолютная характеристика, относящаяся к источнику звука. Звуковое давление - это величина, относящаяся как к точке в пространстве, так и к источнику звука. Звуковое давление, измеренное в определённой точке пространства, зависит как от источника звука и расстояния до точки, где производится измерение, так и от характеристик системы измерения. Поэтому при указании звукового давления всегда приводятся условия, при которых проводились испытания: расстояние до точки измерения и тип помещения, где проводились испытания. Звуковую мощность нельзя измерить напрямую. Зная звуковое давление, её можно вычислить в специальных акустических лабораториях. Исходя из формул вычисления звукового давления, мы можем сделать заключение, что удвоение звуковой мощности равно повышению уровня мощности на 3 дБ, а удвоение звукового давления, равно росту уровня давления на 6 дБ. Чтобы сложить или вычесть разные уровни давления, пользуются следующей формулой:
Надо помнить, что если уровни разные, суммировать следует относительные значения. Любой шум состоит из набора звуков различной частоты. Человеческое ухо воспринимает звуки с частотой от 20 Гц до 20000 Гц. При этом, звуки различной частоты воспринимаются по-разному. На экспериментальной основе получены несколько изофонических кривых (кривых с одинаковым уровнем громкости, измеряемых в "фонах"). Количество фон равно уровню звукового давления, соответствующего базовой частоте 1000 Герц. На рис. 73 показаны эти кривые. Рисунок 73. Изофонические кривые
 По оси X отложена частота в Гц, а по оси Υ отложен уровень звукового давления в дБ. Видно, что звуки различной частоты дают один и тот же уровень громкости (такое же значение фон) при разном уровне звукового давления. Чем ниже частота, тем выше уровень звукового давления (при одинаковом уровне громкости). В ходе измерений близких к слуховой чувствительности уха, для достижения максимальной точности следует, заглушать низкие частоты. Некоторые изофонические кривые полученные экспериментально приведены к нормализованному виду Наиболее часто используемые из них называются "А" кривыми. Они показаны на рис. 74. Рисунок 74. Экспериментальные кривые
 Инструменты для измерения звукового давления, называемые измерителями уровня шума или фонометрами, имеют возможность производить измерения на базе заниженной в них взвешенной кривой "А". Если измерение проводится с использованием линейной экспериментальной шкалы, уровень звукового давления измеряется в дБ. Если измерение проводится с использованием экспериментальной кривой "А", то уровень звукового давления выражается в дБ (А). Если нам известно, как разделён уровень конкретного шума по разным частотам (например, полоса частот размером в октаву), общий уровень шума суммируется по формуле 2.8.3.
Таблица 19. Спектр полосы частот размером в октаву
Для примера возьмём спектр полосы частот величиной в одну октаву: смотри таблицу 19. Уровень общего давления будет равен:
Как мы уже говорили, звуковую мощность устройства измерить напрямую нельзя. Следует сначала замерить звуковое давление в какой-либо конкретной точке, а потом вычислить мощность. На открытом пространстве, когда волны движутся от источника звука во всех направлениях, уровень звукового давления и уровень звуковой мощности связаны следующим уравнением:
Это уравнение используется также при измерениях, проводимых в акустических лабораториях, где условия аналогичны открытому пространству. Для моделирования идеальных условий открытого пространства в этих специальных измерительных лабораториях стены изготавливаются из материала с повышенным коэффициентом поглощения. Из приведённого выше уравнения следует, что уровень звукового давления понижается по мере удаления от источника излучения. Это снижение приблизительно равно 6 дБ. при каждом удвоении расстояния от источника излучения до точки замера. Если вы хотите определить теоретический уровень звукового давления в помещении, где установлен теплогенератор с горелкой, следует воспользоваться следующей формулой:
где: Lp - уровень звукового давления в дБ; Lw - уровень звуковой мощности в дБ; r - расстояние до источника (м); Q - коэффициент направления, который равен: 1 - для источников, находящихся рядом с центром комнаты; 2 - если источник звука находится по центру стены или пола; 4 - если источник звука находится на пересечении двух стен. R - константа помещения (м² ). Константу помещения можно определить по следующей формуле:
где: S - общая площадь стен помещения; αm - средний коэффициент поглощения помещения, который равен:
где: Si - площадь поверхности Ν-й стены помещения; αi - коэффициент поглощения Ν-й стены помещения. Коэффициент поглощения меняется в зависимости от частоты падающей звуковой волны, поэтому для анализа во формуле 2.8-5 используют конкретные частоты, а затем описанным выше способом вычисляют общее значение. В таблице 20 приведены коэффициенты поглощения для некоторых материалов. Таблица 20. Коэффициенты поглощения для некоторых материалов
Обозначения PU - это эластичный пенополиуретан плотностью 30 кг/м³. PU1 толщина 10 мм; PU2: толщина 30 мм; PU3: толщина 50 мм; PU4: толщина 70 мм; из которых 20 мм это основание и 50 мм это пирамидальные тела; PU5 толщина 50 мм, из которых 30 мм это основание и 20 мм - ячеистые элементы. При измерении шума в помещении необходимо помнить, что помимо шума, произведённого оборудованием, в нём присутствует шум от других источников. Набор посторонних звуков называется фоновым шумом. Поэтому при выполнении измерений значение фонового шума необходимо вычесть из результата. Для того, чтобы определить это значение следует измерить уровень звукового давления в тот момент, когда установка выключена. Подставляя значения в формулу (2.8-3), можно рассчитать значение давления, которое соответствует включенной установке. Предположим, например, что мы измерили два значения: Установка включена, Lp = 80 дБ; Установка выключена, Lр = 76 дБ; Звуковое давление, которое создано только установкой, будет равно:
2.8.1. Снижение шума, вызываемого вентиляторными горелками Производимый горелкой шум в основном идёт от трёх источников:
Для ограничения шума следует устанавливать горелку в звукоизолирующий кожух, а насосы, по возможности, на эластичные виброгасители отдельно от горелки. Упомянутый в каталоге RIELLO в разделе аксессуаров к горелкам, звукопоглощающий кожух изготовлен из звукопоглощающего материала (лёгкие материалы поглощают преимущественно высокочастотные шумы, а тяжёлые - преимущественно низкочастотные шумы). Этот кожух предназначен для моноблочных горелок, и позволяет снизить шум от вентилятора, топливного насоса и частично от факела. На рис. 75 изображён такой звукопоглощающий кожух. Рисунок 75. Звукопоглощающий кожух для вентиляторных горелок
 Первичным и основным источником шума в блочных горелках является, отдельно устанавливаемый, вентилятор. Звуковые волны от работающего вентилятора распространяются по воздуху во всасывающий и подающий воздуховоды. Для того, чтобы понизить уровень шума, требуется вентилятор с высокой производительностью и небольшой скоростью вращения. Рабочая точка этого вентилятора должна находиться на устойчивом участке характеристической кривой. При установке вентилятора необходимо использовать антивибрационные подставки. Соединения вентилятора и воздуховодов должны быть выполнены из антивибрационных переходников. Сечение воздуховодов должно меняться в непосредственной близости от вентилятора. Угол перехода должен быть не более 15°. Различные элементы системы воздухо-снабжения (заслонки, воздухоподогреватели и др.) должны устанавливаться на расстоянии не ближе 3 диаметров от вентилятора. Если требуется очень сильно снизить шум, производимый системой, внутри всасывающего воздуховода можно установить специальные глушители. Они представляют собой перегородки, из звукопоглощающего материала. Надо помнить, однако, что при установке таких глушителей в системе возможна потеря давления. Поэтому их следует применять только в случае острой необходимости. Есть ещё одно техническое решение, как ограничить звуковое излучение. Оно состоит в том, чтобы "одеть" вентилятор в специальный звукопоглощающий кожух. В любом случае: применяя одно из вышеперечисленных технических решении (звукопоглощающий бокс, глушитель или кожух) убедитесь в том, что потери напора находятся в допустимых пределах. Следует также принимать во внимание, что в различных странах существуют предельные нормы уровня звукового излучения в быту и промышленном производстве. >> Вернуться к содержанию | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
