Как уменьшить шум осевого вентилятора

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6cd6fa4d0c947879 • Your IP : 88.135.219.175 • Performance & security by Cloudflare

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017

Физическая характеристика громкости звука — уровень звукового давления. Измеряется в децибелах (дБ). Например, 30 дБ — шепот. 50-65 дБ — тихий / громкий разговор. 70-80 дБ — крик. 100 дБ — tutti симфонического оркестра. 140 дБ — самолет на старте [2].

Чувствительность акустической системы — характеристика, показывающая, насколько громким будет звучание при подаче на динамик сигнала определенной мощности. Чувствительность измеряется в дБ/Вт/м. Например, значение чувствительности в 93 дБ/Вт/м говорит о том, что при подаче мощности 1 Вт от усилителя динамик создает на расстоянии 1 м на оси излучения уровень звукового давления 93 дБ. Типовые значения чувствительности современных акустических систем лежат в диапазоне 84 -97 дБ/Вт/м.

Помимо полезной составляющей, акустика может иметь и неполезную составляющую, от которой стремятся избавиться.Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры [3]. Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах.

Как было сказано ранее суммарный шум, который издает подводная лодка, может рассекретить местоположение объекта под водой. Чтобы уменьшить фактор обнаружения посредством гидролокации, нужно определить источники шумов на подводной лодке и избавится от них. Так как современная подводная лодка в обычном погруженном состоянии не может обновлять свой внутренний воздух свежим атмосферным воздухом, на ней должна быть создана искусственная среда. Так как лодка может находиться под водой долгое время, одной из самых насущных проблем для людей, находящихся на борту субмарины, является создание комфортной и здоровой среды обитания. Данную среду обитания помогает установить вентилятор, который и является одним из источников шумов [4].

Для правильной оценки акустических параметров вентилятора необходимо иметь шумовые (акустические) характеристики, определение которых предусматривается действующими стандартами и техническими условиями на вентиляторы.

Шумовые характеристики вентиляторов определяются по ГОСТ 12.2.028–84 и должны быть указаны в паспортах и каталогах вентиляционного оборудования, а при их отсутствии должны рассчитываться. Для вентилятора как источника шума характерно существование трех независимых путей распространения шума: по воздуховодам, на всасывании и нагнетании и через стенки корпуса в пространство, окружающее вентилятор (вокруг вентилятора).

В большинстве случаев весьма эффективной мерой борьбы с шумом в системе вентиляции является рациональный выбор параметров и качества этой системы на стадии ее проектирования, в частности, выбор состава, протяженности, оптимального количества подаваемого воздуха, выбор вентилятора, размеров воздуховодов и скорости потока в них, компоновки арматуры.

Источниками шума в вентиляционных системах являются работающий вентилятор, электродвигатель, подшипники, воздухораспределители, воздухозаборные устройства.

По природе возникновения различают аэродинамический и механический шум. Аэродинамический шум вызывается пульсациями давления при вращении колеса вентилятора с лопатками, а также за счет интенсивной турбулизации потока. Механический шум возникает в результате вибрации стенок кожуха вентилятора, в подшипниках, в передаче.

Существуют следующие технические решения. Для уменьшения шума и вибрации проводится ряд предупредительных мер [5]:

тщательная балансировка рабочего колеса вентилятора;

применение вентиляторов с меньшим числом оборотов (с лопатками, загнутыми назад и максимальным КПД);

крепление вентиляторных агрегатов на виброоснованиях;

присоединение вентиляторов к воздуховодам с помощью гибких вставок;

обеспечение допустимых скоростей движения воздуха в воздуховодах, воздухораспределительных и воздухоприемных устройствах.

Если перечисленных мероприятий недостаточно, для снижения шума применяют специальные шумоглушители. Шумоглушители бывают трубчатые, пластинчатые и камерного типа. Необходимость установки шумоглушителей определяется на основании акустического расчета вентиляционной системы.

При выборе подшипников также предъявляются требования к шумности. Для снижения шума лучше всего применять однорядные радиальные шариковые подшипники; подшипники других типов создают более высокий уровень шума и вибрации. Так, уровень вибрации роликовых подшипников выше, чем у шариковых, на 5 дБ и более. Такую же величину составляет превышение уровней вибрации подшипников тяжелой серии по сравнению с подшипниками средней серии.

Устранение перекосов, осевых люфтов, а также чрезмерно больших радиальных и осевых натягов уменьшает шум подшипников на 5—10 дБ 6. Уменьшение размера подшипника на один номер сопровождается снижением его шума на 1—3 дБ. Грязь и прочие инородные тела в подшипнике и в смазочном материале могут вдавливаться в дорожку качения и привести к увеличению шума. Целесообразно также применение специальных малошумных подшипников, производство которых освоено промышленностью. Радикальным средством снижения шума и вибрации подшипников является переход на подшипники скольжения, имеющие уровни шума на 15—20 дБ ниже, чем у подшипников качения, особенно в области высоких частот 7.

Использование малошумных электродвигателей с уровнем шума, не превышающим 50— 60 дБ, также является одним из технических решений. Для создания такого электродвигателя применяются следующие меры 8:

1. Большое значение имеет правильная центровка электродвигателя с приводным механизмом, совместная их балансировка, применение амортизаторов и эластичных муфт.

2. Изменяются конфигурация и размеры магнитопровода для снижения магнитного шума электродвигателей, В частности, уменьшению шума способствуют выбор благоприятного соотношения чисел пазов статора и ротора, скос пазов статора или ротора на одно зубцовое деление, уменьшение раскрытия пазов, снижение индукции в воздушном зазоре и увеличение зазора, укорочение шага обмотки и т. д.

А вот применение электродвигателей большей мощности, используемой не полностью для устранения шума в вентиляционной системе не целесообразно, так как запас мощности позволяет ослабить вентиляцию, что в условиях отсутствия свежего воздуха, негативно скажется на жизнедеятельности людей, находящихся на субмарине. Хотя ослабление вентиляции позволяет снизить шум.

Следующая область, которая занимается уменьшением шума, является использование специальных материалов. Для монтажа звукоизолирующих кожухов следует применить два типа материалов – поглощающие избыточные звуки и шумоизолирующие 9. Они делятся на мягкие материалы и полужесткие материалы.

В основе изготовления мягких материалов лежит минеральная вата, стекловолокно, а также это может быть войлок, джут, обычная вата и т.д. Такой материал обладает высокими звукопоглощающими свойствами, звукопоглощающий коэффициент составляет более 0, 7 или 70%. Также большую роль играет небольшая объемная масса – около 70 кг/м3.

Полужесткие материалы представляют собой плиты из спрессованной минеральной ваты или стекловолокна. Также это материалы, которые имеют ячеистое строение – например, пенополиуретан. Звукопоглощающий коэффициент лежит в пределах между 0,5 и 0,75 (от 50% до 75%). Объемная масса больше и находится в промежутке между 80 и 130 кг/м 3 .

Также существуют сэндвич-системы – это многослойная конструкция, которая состоит из нескольких слоев строительных материалов: жесткие слои снаружи, мягкие и плотные слои внутри. Жесткими слоями могут быть плиты перекрытия и листы гипсокартона. Они играют звукоизоляционную роль и звукоизоляция прямо пропорциональна их плотности. Мягкий и плотный материал играет роль звукопоглотителя. Здесь находят применение материалы, у которых волокнистая структура: стекловата, минеральная вата и т.д. Большое значение имеет толщина такого материала, она должна быть не менее 5см и заполнять внутреннее пространство на менее чем наполовину.

В настоящее время существует материал, производством которого занимается компания «ШумОФФ», имеющий коэффициент поглощения шума примерно 0.95 9.

1. Материал обладает способностью медленно (в течение 40 минут) восстанавливаться после длительного сжатия. Тем самым обеспечивается легкий монтаж двух поверхностей большой площади между которыми монтируется уплотнитель «Герметон». Материал, восстанавливаясь, заполняет пустоты, не позволяя в дальнейшем панелям издавать скрипы и создает дополнительную герметизацию, уменьшая нежелательное воздействие внешнего шума.

2. Пропитка материала обеспечивает его специальные свойства по горючести. Скорость его горения менее 10 м/мин (ГОСТ 25076). Другими словами, если убрать открытое пламя, материал не разгорается, а затухает. Это свойство очень важно, так как материал часто применяется для обработки стыков воздуховодов в автомобиле и при обработке электропроводки и колодок электропроводов (чтобы от них не возникало нежелательных звуков, стуков во время движения). Пропитка, так же, значительно снижает способность воды попадать во внутрь материала, что позволяет вести обработку поверхностей с возможным попаданием воды (например, внутренняя часть двери автомобиля, окна ПВХ).

3. Клеевой монтажный слой обладает стойкостью к воде, что позволяет работать материалом внутри дверей автомобиля, где возможно попадание воды через уплотнитель в районе стекла.

4. Материал не выделяет запаха и не окрашивает прилегающие поверхности в процессе эксплуатации, что свойственно некоторым подобным продуктам с битумной пропиткой (имеют высокую горючесть, запах, маслянистые пятна на монтажных панелях).

В ходе работы были выявлены основные причины шума в вентиляторах и вентиляторных системах, проведен их анализ и приведены практические советы по снижению шума, будь то технические решения или использование специальных материалов. Хочется отметить, что интеграция различных технических решений позволит повысить качество снижения шума.

Акустика. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0 (дата обращения 6.03.2017).

Что такое децибелы? URL: http://www.avclub.pro/articles/audio-video-ot-a-do-ya/izmereniya-edinitsy-izmereniya-detsibely/ (дата обращения 6.03.2017).

Шум. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D1%83%D0%BC (дата обращения 6.03.2017).

Шумопоглотители. URL: http://enginerishka.ru/ventilyaciya/shumoglushiteli.html (дата обращения 6.03.2017).

Борьба с шумом электродвигателей

http://delta-grup.ru/bibliot/16/74.htm (дата обращения 6.03.2017).

Механический шум. URL: http://www.un-s.ru/mech_shum.html (дата обращения 6.03.2017).

Борьба с шумом от электродвигателей. URL: http://delta-grup.ru/bibliot/16/74.htm (дата обращения 6.03.2017).

Шумоизоляция оборудования. URL:http://www.shumovnet.ru/practice/shumoizoljacija_oborudovanija/(дата обращения 6.03.2017).

Шумофф. URL: http://xn--54-7lcixia1a.xn--p1ai/index/shumopogloshhenie/0-6 (дата обращения 6.03.2017).

Гольдштейн А.Е. Физические основы получения информации: учебник для прикладного бакалавриата/ А.Е. Гольдштейн. – М.: Издательство Юрайт, 2016. – 291с. – Серия: Университеты России.

Дмитриев В.С., Иванова В.С. Основы теории колебаний и моделирование колебательных систем в технике. Часть I / В.С. Дмитриев, В.С. Иванова; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 216с.

Как снизить уровень шума в системе вентиляции

Свои плюсы и минусы есть у любого технологического решения. Системы вентиляции тоже не исключение: они хорошо справляются с задачей воздухообмена в помещениях, но являются источником дополнительного шума. А это снижает уровень комфорта для людей, находящихся в помещениях.

Причины и источники шума в системах вентиляции

Источники шума в системах вентиляции можно сгруппировать следующим образом:

Воздуховоды. В них шум появляется в результате движения потока воздуха, изменения его направления и скорости. При выборе воздуховодов важна толщина их стенок, площадь сечения, наличие уплотнений, правильный монтаж распределительных устройств, клапанов, шиберов и фасонных частей воздуховода.

Повысить шум могут такие ошибки при проектировании и монтаже системы вентиляции:

неправильно подобранная мощность вентиляционной установки;
слишком тонкие стенки воздуховодов;
неправильный подбор сечения воздуховода;
некачественный монтаж, который приводит к выпадению резиновых уплотнений и прокладок из мест соединений элементов воздуховода.

Шум от работы системы вентиляции может распространяться двумя способами: по воздуху (акустический) или через строительные конструкции (структурный). Бороться с ними нужно разными способами.

Как понизить уровень шума вентиляционной установки

Первый шаг – правильно подобрать мощность вентиляционной установки и скорость вращения вентилятора.

Измерения показали, что при снижении скорости вращения вентилятора на 20 % уровень шума в системе вентиляции уменьшается на 5 дБ. Если понизить частоту оборотов еще на 10 %, уровень шума уменьшается на 8 дБ.

Не менее важно размещение установки в здании. Опытным путем получены такие цифры:

Если источник шума расположен рядом с одной твердой поверхностью (стеной или полом), то, отражаясь от нее, шум усиливается на 3 дБ. Такой вариант можно реализовать, разместив вентиляционную установку в помещении большой площади или на крыше.
Если источник шума расположен вблизи двух твердых поверхностей (стены и пола), шум усиливается на 6 дБ. Такой вариант чаще всего реализуют на практике, устанавливая вентиляционную установку в помещении возле стены.
Если источник шума расположен вблизи трех твердых поверхностей, шум усиливается на 9 дБ. Такое возможно, если поместить вентиляционную установку в углу помещения.

Не стоит устанавливать вентиляционные установки рядом с окнами или дверями вентиляционных камер. Они значительно хуже гасят шум. Еще более худшим решением будет разместить оборудование в шахте или лестничном пролете.

Как понизить вибрацию вентиляционной установки

Источниками вибрации в вентиляционной установке являются электродвигатель и рабочее колесо вентилятора. Пока они новые, шум будет невысоким, но по мере износа деталей оборудования он будет неизбежно возрастать и распространяться через строительные конструкции. Вибрацию можно гасить несколькими способами:

Виброопоры максимально эффективны при вращении вентилятора с частотой от 1800 об/мин и выше. Они могут изготавливаться из разных материалов (резины, комбинации резины и стали) и иметь разную конструкцию.

Такие виброопоры используют для снижения вибрации

Вибропружины лучше всего проявляют себя при вращении вентилятора с частотой 1200-1500 об/мин. Как правило, это вентиляционные установки для промышленных целей.

Вибропружины чаще используют для промышленных установок

Полы на упругом основании считаются оптимальным решением, если в венткамере размещают несколько вентиляторов с разной частотой вращения. В этом случае используют полиуретановые или эластомерные материалы. Они устойчивы к нагрузкам и хорошо гасят структурные шумы.

Как понизить акустический шум вентиляционной установки

Вентиляционная установка, одновременно со структурным, является источником акустического шума. Чтобы снизить его, нужно использовать звукоотражающие и звукопоглощающие материалы. Первые отличаются высокой плотностью (например, кирпич или бетон), за счет которой отражают звуковые волны и не дают им распространиться. Вторые имеют пористую структуру (например, акустическая минеральная вата), благодаря которой эффективно поглощают энергию звуковых волн и таким образом гасят их.

Оптимальный вариант – использование многослойных конструкций, в которых чередуются плотные звукоотражающие и легкие звукопоглощающие материалы. В этом случае звук, проходя через эти материалы, поочередно отражается, поглощается и заметно теряет мощность.

Как снизить уровень шума воздуховода

Воздуховод распространяет структурный шум от вентиляционной установки и сам служит источником шума при прохождении по нему воздуха. Здесь наблюдается прямая зависимость: чем выше скорость воздуха, тем более шумным будет воздуховод.

Для гражданских зданий максимальная скорость воздуха в воздуховоде – 6 м/с, для промышленных – 12 м/с.

Как снизить распространение шума через воздуховод

Для этого следует обратить внимание на несколько моментов:

В месте подсоединения воздуховода к вентилятору необходимо ставить антивибрационную прокладку. Она заметно снижает передачу вибрации. Далее должен идти прямой участок, который снизит турбулентность потока воздуха, и расширительный патрубок для снижения скорости потока воздуха и уменьшения гула.
При монтаже и подключении к воздуховоду воздухораспределителей и воздухозаборников важно правильно их отцентрировать и выдержать соосность. Если они будут смещены к одной из стенок воздуховода, шум возрастет. Важна и скорость воздуха. Если она превысит расчетную на 10 %, то при прохождении потока через воздухораспределители и воздухозаборники шум возрастет на 2 дБ.
При высоких требованиях к уровню шума поверхность воздуховода покрывают звукопоглощающим материалом. При толщине 25 мм он способен понижать шум на 2-40 дБ/пог. м (этот показатель зависит от внутренних размеров воздуховода и частоты звука).

Использование звукопоглощающих материалов – один из способов снижения шума воздуховода

Если воздух подается в помещение большой площади, то желательно увеличить количество воздухораспределителей, а не их размер.
При монтаже воздуховода нужно использовать шумоглушители. Их изготавливают с использованием шумопоглощающих материалов. При контакте с ними снижается шум воздушного потока.

Шумоглушители различаются по габаритным размерам, форме поперечного сечения (прямоугольные и круглые) и конструкции (гибкие и жесткие). Они могут быть трубчатыми, пластинчатыми, канальными, цилиндрическими, камерными или экранными. Такие устройства эффективны для снижения шумов на средних и высоких частотах, но с низкочастотными звуками они справляются хуже.

Для воздуховодов можно подобрать шумоглушители разной формы и конструкции

Заключение

При правильном расчете системы вентиляции отлично справляются с задачей воздухообмена в помещениях. Чтобы они были еще и тихими, нужно использовать предназначенные для гашения шума технические решения и грамотно выполнять монтажные работы.

Как уменьшить шум осевого вентилятора