Перегляд вихідного коду сторінки Глушники аеродинамічного шуму

== 1. Вступ ==

Однією із важливих проблем екологічної безпеки
міст є зниження рівня шумового забруднення довкілля.
Дія шуму на людський організм дуже різноманітна і до
кінця ще не вивчена. Шум діє негативно на центральну
і вегетативну нервові системи викликаючи ряд змін
вже при рівні 4 0–50 д Б [1]. Крім цього шум вражає
серцево-судинну та імунну системи, підсилює або ви-
кликає ряд захворювань (гіпертонію, діабет, виразкову
хворобу шлунку і т.д.), підсилює шкідливу дію тран-
спортних газів у 2,5–3 рази, скорочує людське життя
на 8–12 років [2–4]. Шум навколишнього середовища
може перешкоджати мовному зв’язку, відпочинку, ви-
кликати пошкодження слуху, зменшувати вартість
нерухомого майна [5]. Якщо рівень шуму постійно
перевищує 85 дБ, то люди втрачають слух з 30 років, в
той час як звичайно це відбувається після 70 років [6].
Шум є сильним стресором, що знижує імунний статус
організму людини [7].
Основним джерелом шуму в містах є транспорт,
кількість якого постійно зростає і внесок якого в шу-
мове забруднення міст складає 75-80% [1, 2]. П ідпри-
ємства також створюють значне шумове забруднення.
В першу чергу це стосується підприємств, які в момент
створення знаходились за межами міст і внаслідок
росту міст опинилися в оточенні житлових кварталів.
В цих випадках житлова забудова відбувалася без вра-
хування необхідності створення санітарно-захисної
зони. Шум обладнання таких підприємств наклада-
ється на шум від автодоріг, що створює значний рівень
екологічної небезпеки. Наприклад, в м. Кременчук
підприємства займають площу 2368 га, з них 2000 га
– безпосередньо в межах міста. Практично всі підпри-
ємства, незалежно від профілю, мають осьові і відцен-
трові вентилятори, які створюють рівень шуму 80-90
дБ. Цей рівень дуже високий, враховуючи те, що вночі
в житлових кімнатах по санітарним нормам рівень
шуму не повинен перевищувати 30 дБ [8]. Розрахунки
зниження шуму точкового джерела, наприклад, з 85
до 30 дБ показують, що для цього потрібна санітарно-
захисна зона шириною більше 500 м. В тому випадку,
коли житловий будинок і вентилятор розділяє лише
вулиця шириною 40 м для забезпечення санітарних
нормативів необхідно встановлення глушника ефек-
тивністю 25 дБ.

== 2. Аналіз попередніх досліджень і публікацій ==

Проблемі зниження шуму осьових і відцентрових
вентиляторів присвячено досить багато робіт [9,
10]. Шум відцентрових вентиляторів складається
з механічної і аеродинамічної складових, із яких
пріоритетною є аеродинамічна складова, що в значній
мірі залежить від лінійної швидкості лопаток венти-
лятора. Звичайно рекомендують підтримувати цю
швидкість на рівні 15-20 м/с.
Для зниження шуму відцентрових вентиляторів
застосовують камерні, пластинчаті, резонансні глуш-
ники [9] (рис. 1).
[[Файл:Безымянныйoiiii.jpg]]

Рис. 1. Схеми конструкцій глушників вентиляторів: а, б
– камерні глушники, в – лабіринт ний глушник, г – резо-
нансний глушник, д – екранний глушник

Недоліком вказаних глушників є їх великі розміри,
маса та аеродинамічний опір, пропускання прямого
звуку, недостатня ефективність.

== 3. Мета роботи ==

Розробити конструкції нових високоефектив-
них глушників аеродинамічного шуму відцентрових
вентиляторів та дослідити їх характеристики.

== 4. Виклад основного матеріалу ==

Сучасні відцентрові вентилятори по створюваній
ними різниці повних тисків діляться на вентилятори
низького (до 100 кг/м2), середнього (до 300 кг/м2) та
високого (до 1500 кг/м2) тисків.
Глушники повинні відповідати таким вимогам:
а) зменшувати рівень шуму відцентрового вентиля-
тора на 15-25 дБ;
б) не створювати значний аеродинамічний опір;
в) бути малогабаритними, щоб не створювати знач-
не вітрове навантаження.
Остання вимога ставиться тому, що вентилятори
дуже часто встановлюють на покрівлі цеху.
Всі конструкції глушників ділять на три класи, а
саме: активного, реактивного і комбінованого типів. В
глушниках активного типу повітряний струмінь про-
пускають через пористий матеріал, в якому за рахунок
тертя зменшується енергія струменя. В глушниках
реактивного типу глушіння шуму відбувається, напри-
клад, за рахунок резонансних явищ.
Аналіз роботи існуючих глушників шуму
відцентрових вентиляторів, а також використаних в
них принципів зниження рівня шуму вказує на те, що
високоефективним може бути глушник комбінованого
типу, в якому використано кілька різних способів зни-
ження шуму. Кожний спосіб зниження шуму має свої
переваги і недоліки.
Глушники активного типу та екранні ефективні
на середніх і високих частотах, реактивні – на зада-
них конструкцією частотах, комбіновані глушники
ефективні в широкому діапазоні частот.
Покриття внутрішньої поверхні газоходу звукопо-
глинаючим матеріалом також сприяє зниженню рівня
шуму газового струменя. Так, наприклад, проходжен-
ня газового струменя через трубу, покриту зсередини
волокнистим матеріалом знижує рівень шуму на 5-6 дБ
[9]. Добрі результати дає футерований поворот труби
на кут 90° [10].
Зниження рівня шуму газового струменя можна
досягти шляхом зменшення його швидкості. На рис.
2 показана залежність рівня шуму струменя від його
швидкості [9].
[[Файл:Vcxvvx.JPG]]

Рис. 2. Залежність рівня шуму від швидкості повітряного
потоку

Номер відцентрового вентилятора дорівнює
діаметру ротора в дециметрах.
Шум великих вентиляторів, що мають номери
більше десяти, часто зменшують шляхом пропускан-
ня повітря через засипку із гравію товщиною 1–3 м.
Нами була досліджена можливість зниження шуму
повітряного потоку шляхом пропускання через шар
дрібнодисперсних частинок інертного матеріалу
(граніту) діаметром 5–10 мм. В наших дослідах пропу-
скання стисненого до 5 атм повітря (швидкість близько
300 м/с) через шар частинок висотою 15 см знижує
рівень шуму струменя на 20–22 дБ, а пропускання
повітря зі швидкістю 24 м/с через шар частинок висо-
тою 6 см і діаметром 5–10 мм знижує рівень шуму на
4–5 дБ.
В глушнику аеродинамічного шуму комбінованого
типу, розробленого нами, використано кілька способів
зниження шуму, а саме:
а) зменшення швидкості газового потоку;
б) покриття внутрішньої поверхні глушника звуко-
поглинаючим матеріалом;
в) поворот напрямку руху газового потоку;
г) пропускання повітря через шар дрібнодисперсного
матеріалу.
На рис. 3 зображено дві розроблені нами конструкції
глушників, захищені патентами України № 32977 і №
42432.