Домашнее задание 2 (вариант 18) / 18.DOC

МГИЭТ ТУ

Домашняя работа по курсу

 «Производственная и экологическая безопасность»

Вариант 18

Выполнил : Ромадина И.

группа МП-41

Принял : Никулина И.М.

Москва, 2002

Задание 2.

2.1. Глушители шума ( cхемы и описания).

Повышенный шум в окружающей среде часто создается при работе вентиляторных, компрессорных и газотурбинных установок, систем сброса сжатого воздуха, стендов для испытания различных двигателей и других источников аэродинамического происхождения. Снижение этого шума осуществляется глушителями, установленными в каналах, трубопроводах, воздуховодах. В зависимости от принципа действия глушители делят на абсорбционные, реактивные (рефлексные) и комбинированные. Снижение шума в абсорбционных глушителях происходит за счет поглощения звуковой энергии в применяемых для них звукопоглощающих материалах, а в реактивных глушителях—в результате отражения звука обратно к источнику. Комбинированные глушители обладают свойством как поглощать, так и отражать звук. Такое деление условно, поскольку в каждом глушителе звуковая энергия и поглощается, и отражается (только в разных соотношениях).

Выбор типа глушителя зависит от спектра шума источника, требуемого снижения шума, конструкции заглушаемой установки, допустимого аэродинамического сопротивления.

Ðèñ 1. Ãëóøèòåëè àáñîðáöèîííîãî òèïà.

Схемы конструкций глушителей абсорбционного типа приведены на рис. 1. Эти глушители обеспечивают необходимое снижение шума в широком диапазоне частот при небольшом аэродинамическом сопротивлении, поэтому они нашли широкое применение в аэродинамических установках. Наиболее простыми из них являются трубчатые глушители (рис. 1, а, б), в которых каналы 1 круглого, квадратного или прямоугольного сечений, выполнены из перфорированного листового материала с коэффициентом перфорации не менее 0.2, облицованы слоем 2 звукопоглощающего материала типа супертонкого стеклянного или базальтового волокна (r=25 кг/м³), минераловатных плит (r=100 кг/м³). Для предотвращения выдувания звукопоглощающий материал защищают слоем стеклоткани типа ЭЗ-100. Трубчатые глушители, как правило, применяют в каналах с поперечными размерами до 500-600 мм. Такое ограничение по размерам связано с необходимостью выполнения трубчатого глушителя минимальной длины (не более 1-2 м) для обеспечения требуемого снижения шума. Дело в том, что снижение шума DLгл абсорбционным глушителем прямо пропорционально его длине l, коэффициенту звукопоглощения a применяемого материала, периметру П облицовочной части поперечного сечения глушителя и обратно пропорционально площади S поперечного сечения, т.е. DLгл ~ laП/S. Поэтому для широких каналов (1—6 м) при существенном снижении шума (на 15—70 дБ) длина трубчатого глушителя оказывается слишком большой. Например, для снижения УЗД на 20 дБ в октавной полосе с f=500 Гц в каналах диаметром 125 мм и 2500 мм требуется установка трубчатого глушителя длиной соответственно 0,5 и ~10 м. Естественно, что во втором случае глушитель столь большой длины оказывается неприемлемым.

Для сокращения габаритов глушителей и увеличения затухания шума на единицу длины широкого канала применяют пластинчатые глушители (рис. 1, в), представляющие собой набор параллельно установленных звукопоглощающих пластин 3.  Пластины обычно выполняются в виде щитов с наружными перфорированными стенками, внутри которых находится слой мягкого звукопоглощающего материала с защитной оболочкой из стеклоткани, а также в виде пластин - перегородок, выполненных из твердых звукопоглощающих материалов.

Поскольку выбор звукопоглощающего материала для абсорбционных глушителей шума зависит от условий эксплуатации ( температура, влажность, запыленность и т. д.), в крупных вентиляторных установках шахт, рудников и тоннелей широко применяют глушители из звукопоглощающих бетонных блоков, сохраняющих эффективность в условиях запыленного и влажного воздуха.

Снижение шума пластинчатым глушителем зависит от толщины пластин и расстояния между ними - чем ниже частота заглушаемого звука, тем толще должны быть пластины. Поэтому для снижения высокочастотного шума применяют пластины толщиной 50-100 мм, а для средне- и низкочастотного шума—толщиной 200 - 600 мм. Уменьшение расстояния между пластинами увеличивает затухание на единицу длины глушителя, поскольку межпластинчатые каналы становятся меньше, но одновременно возрастает гидравлическое сопротивление глушителя. Это обстоятельство особенно важно учитывать для аэродинамических установок с большим возможным противодавлением, выбирая такую конструкцию глушителя, которая бы не влияла на рабочие характеристики заглушаемой установки.

Отметим, что при проектировании глушителей любого типа необходимо внимательно относиться к определению величины гидравлического сопротивления.

Глушители шума с цилиндрическими звукопоглотителями бывают двух типов. В одном типе глушителей (рис. 1, г) звукопоглощающими элементами являются цилиндры 4 диаметром 0.2 м и длиной 1 м из перфорированного металла или сетки, заполненные керамзитовой крошкой. Цилиндры устанавливают равномерно по сечению шахты 5 в несколько рядов по высоте. Такие глушители чаще применяют для снижения шума выхлопа в боксах испытаний ТРД.

В глушителях другого типа (рис. 1, Д) звукопоглощающим элементом служит один большой перфорированный цилиндр диаметром 1,5 - 2 м и высотой 6 - 8 м, заполненный керамзитовым гравием и установленный в железобетонном корпусе 7. Такие глушители применяют в основном для снижения шума небольших аэродинамических труб, обеспечивая уменьшение шума 25 - 30 äÁ широком диапазоне частот.

В последние годы были разработаны цилиндрические глушители для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Глушитель (рис. 2, а) состоит из корпуса, выполненного из тонколистовой перфорированной стали, и торцевых звуконепроницаемых крылышек. Внутренний объем глушителя заполнен волокнистым звукопоглощающим материалом, защищенным от выдувания акустически прозрачной стеклотканью. Глушители требуемой длины, определяемые акустическим расчетом, могут быть выполнены в виде одной или нескольких секций каждая длиной ~ 1 м. Диаметры Dгл глушителей составляют от 140 до 560 мм. Снижение шума глушителями (рис. 2, б) зависит от их диаметра и соотношения диаметров воздуховода Dв и глушителя Dгл. Глушители устанавливают (рис. 2) внутри трубчатых глушителей или непосредственно в воздуховодах.

Необходимую площадь свободного сечения абсорбционного глушителя Fсв определяют из соотношения Fсв>Q/u_доп, где Q - объемный расход воздуха или газовоздушной смеси, м³/с; u_доп - их допустимая скорость в глушителе, м/с.

Рис. 2. Схемы установок цилиндрических глушителей: а - для снижения шума радиальных вентиляторов (в комбинации с трубчатыми); б - то же, осевых вентиляторов; в - в магистральных воздуховодах

Снижение шума DLгл за счет установки глушителя должно быть не меньше DLтр во всех частотных полосах. Выбор конструкции глушителя с необходимой эффективностью DLгл производится по экспериментальным данным, приведенным в нормативно - справочной литературе. В частности, эффективность трубчатых глушителей круглой формы (или равновеликих им по площади свободного поперечного сечения глушителей квадратной и прямоугольной формы) при скорости потока до 10 м/с и толщине облицовки 50 мм может быть определена по табл. 1. Значения Dlгл для конструкций ряда пластинчатых глушителей приведены в табл. 2.

Табл. 1

Табл. 2