Расчёт активных глушителей шума

 

Назначение, устройство, принцип действия

Активных глушителей шума

Любые установки, использующие в качестве рабочего тела воздух или газообразные потоки, излучают в атмосферу интенсивный шум через устройства забора и выброса воздуха или отработанных газов.

В технике борьбы с шумом вентиляторов, компрессоров, воздуходувок, пневмоинструмента, пневмопочты, газотурбинных и дизельных установок, других аэродинамических и пневматических агрегатов и устройств используются активные и реактивные глушители шума.

Назначение глушителей – препятствовать распространению шума через трубопроводы, воздухопроводы, технологические и смотровые отверстия.

Активные глушители шума (рис. 2.1) представляют собой перфорированные каналы круглого или прямоугольного поперечного сечения, по форме и размерам соответствующие всасывающим или выхлопным отверстиям, на которые они устанавливаются. Каналы глушителей обворачиваются звукопоглощающими материалами и помещаются в герметичный кожух.

В качестве звукопоглощающих материалов используются минеральная вата, супертонкое стекловолокно, супертонкое базальтовое волокно и другие пористые материалы с высокими коэффициентами звукопоглощения (табл. 2.1) [3].

Таблица 2.1

Характеристика звукопоглощающих материалов

для активных глушителей шума

 

Материал	Толщина слоя звукопоглощающего материала h, мм	Воздушный промежуток, мм	Коэффициент звукопоглощения в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц
Супертонкое базальтовое волокно, стеклоткань типа ЭЗ-100, металлический перфорированный			0,06 0,12 0,22	0,2 0,34 0,51	0,5 0,69 0,73	0,82 0,81 0,8	0,9 0,83 0,88	0,92 0,89 0,92	0,85 0,85 0,85	0,64 0,64 0,84

Окончание табл.2.1

лист с перфорацией 27 %
То же, но супертонкое стекловолокно			0,07 0,09 0,19	0,2 0,29 0,49	0,47 0,65 0,81	0,83 0,94 0,94	0,98 0,89 0,94	0,91 0,94 0,9	0,82 0,81 0,81	0,58 0,58 0,58
Маты из супертонкого стекловолокна, оболочка из стеклоткани типа ЭЗ-100			0,1	0,4	0,85	0,98	1,0	0,93	0,97	1,0
Маты из супертонкого базальтового волокна, оболочка из декоративной стеклоткани ТСД			0,1 0,15 0,28	0,2 0,47 1,0	0,9 1,0 1,0	1,0 1,0 1,0	1,0 1,0 0,9	0,95 1,0 0,81	0,90 0,95 0,97	0,85 0,95 0,96
Звукопоглощаю-щие маты из штапельного капронового волокна	50–60		0,1 0,12	0,12 0,2	0,18 0,4	0,4 0,72	0,77 0,9	0,9 0,8	0,98 0,98	0,9 0,92
Теплоизоляцион-ный материал АТМ-1			0,05 0,07	0,12 0,16	0,28 0,66	0,76 0,99	0,99 0,87	0,99 0,97	0,94 0,92	0,9 0,9
Теплоизоляцион- ные маты АТИМС			– – 0,13 0,15	0,03 0,08 0,14 0,3	0,12 0,260,38 0,6	0,47 0,64 0,67 0,62	0,75 0,89 0.73 0,69	0,84 0,75 0,83 0,83	0,84 0,78 0,89 0,9	0,9 0,8 0,91 0,92
Теплоизоляцион-ный материал ВТ4С			0,1 0,11	0,12 0,16	0,21 0,4	0,44 0,83	0,77 0,94	0,9 0,82	0,92 0,92	0,9 0,8
Прошивные минераловатные маты, стеклоткань типа ЭЗ-100, просечно-вытяжной лист толщиной 2 мм с перфорацией 74 %			0,11	0,35	0,75	1,0	0,95	0,90	0,92	0,95
То же, но супертонкое стекловолокно			0,07	0,25	0,1	0,95	1,0	1,0	1,0	0,95
То же, но маты из супертонкого базальтового волокна			0,05 0,2	0,4 0,37	0,66 0,9	0,98 0,99	0,99 1,0	0,98 1,0	0,95 0,98	0,95 0,97

 

Звуковые волны в активных глушителях шума вследствие дифракции попадают в звукопоглощающий слой пористого материала. Затухание шума происходит за счет преобразования звуковой энергии в тепловую при трении в порах звукопоглощающего материала.

Рис. 2.1. Схема активного глушителя шума:

1 – фланец; 2 – звукопоглощающая облицовка; 3 – перфорированная труба; 4 – герметичный кожух глушителя

Снижение шума с помощью активного глушителя на каждой среднегеометрической октавной частоте с достаточной для практики точностью определяется по формуле

(2.1)

где ΔL – снижение уровней звукового давления с помощью активного глушителя шума, дБ;

1,3 – эмпирический коэффициент;

α – коэффициент звукопоглощения звукопоглощающего материала;

П – периметр глушителя, м;

L – длина глушителя, м;

S – площадь поперечного сечения глушителя, м².

На стадии проектирования, когда известно превышение уровней звукового давления над нормированными значениями, расчет сводится к определению необходимой длины глушителя шума по формуле

, (2.2)

где ΔL – превышение уровней звукового давления над нормированными значениями, дБ.

При расчетах следует учитывать, что постоянные рабочие места на территории предприятия или жилые дома на селитебной территории находятся на некотором расстоянии r от источника шума.

Уровни звукового давления на расстоянии r от источника шума с учетом затухания [1] определяются по формуле

– 20 lg r – Δ – 8, (2.3)

где L_r – уровень звукового давления на расстоянии r от источника шума, дБ;

L₁ – уровень звукового давления на расстоянии 1 м от источника шума, дБ;

r – расстояние от источника шума, м;

Δ – дополнительное затухание шума в воздухе, дБ;

8– эмпирическая поправка, дБ.

Дополнительное затухание шума в воздухе определяется по формуле

Δ = 6 ·10^-6 · f · r, (2.4)

где f – среднегеометрическая октавная частота, Гц.

 

 

Исходные данные для расчета активного глушителя шума

1 Спектр шума (уровни звукового давления на среднегеометрических октавных частотах) на расстоянии 1 м от источника шума.

2 Расстояния от источника шума до постоянных рабочих мест на территории предприятия и жилого микрорайона (если проектом предусмотрено снижение шума на селитебной территории).

3 Форма и размеры поперечного сечения всасывающего или выхлопного отверстий или патрубков агрегата, на которые устанавливается активный глушитель.