Страница 164

Рис. 6.43. Схемы снижения шума:

а—изолирующим кожухом; б—звукоизолирующей перегородкой; в —с помощь» звукоизолирующей кабины

При установке экрана между источником и приемником (рис. 6.44) за экраном образуется звуковая тень. Уровень шума в теневой зоне от точечного источника может быть рассчитан на основе законов дифракции. Эффективность чвукоизоляции при защите экраном

где N—число Френеля; N = ± 2(a + b – d)/l (формула применима при условии N > —0,2). Кроме того, формулу не рекомендуется применять при малых теневых углах q. Если не выполняется указанное неравенство, то е = 0. Расстояние (а + b) складывается из расстояния а от источника до верхней кромки экрана и расстояния b от верхней кромки экрана до приемника. Число N берется со знаком минус, если экран расположен ниже визирной линии (расстояние по визирной линии между источником и приемником равно d). Экраны, установленные в производственных помещениях, обычно покрывают с одной или двух сторон поглощающим материалом.

Р и с . 6.44. Схема снижения шума экраном

Кожухи и кабины, рассмотренные выше, имеют технологические отверстия (например, отверстия или проходы для воздуха в целях вентиляции), через которые может проникать шум. Во время рабочего цикла ряда установок (компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, турбин и др.) через специальные отверстия происходит истечение отработавших газов в атмосферу и (или) всасывание воздуха из атмосферы, при этом генерируется сильный шум. В этих случаях для снижения шума используют глушители.

Система глушения шума включает источник шума, обладающий некоторым внутренним импедансом zн; источник соединен с помощью трубопровода длиной l1 с глушителем шума, а трубопроводом длиной h — с приемником шума, который характеризуется импедансом излучения zп. Эффективность глушения определяют по формуле (6.49), полагая, что W+ —усредненная во времени звуковая мощность на входе в глушитель, a W—на выходе. Конструктивно глушители состоят из активных и реактивных шумоглушащих элементов. Простейшим активным элементом является любой канал, стенки которого покрыты изнутри звукопоглощающим материалом.

Если звуковая мощность в сечении площадью S (рис. 6.45, а) равна W, то плотность потока энергии, падающего на поверхность стенки канала, по формуле (6.31) равна Iд = W/4S. Таким образом, на поверхности канала площадью Pdl (где Р — периметр) поглощающая звуковая мощность dW = aIдPdl и эффективность активного элемента

Рис. 6.45. Применение в глушителе поглощающих материалов:

а —схема активного элемента глушителя; б— схема снижения шума при

повороте трубопровода покрытого изнутри звукопоглощающим материалом

Трубопроводы всегда имеют повороты, которые будут снижать шум, если их покрыть звукопоглощающим материалом. Как видно из рис. 6.45, б, на участке АВ существуют преимущественно волны, направленные вдоль оси канала (другие волны будут поглощаться). Изгиб канала будет поглощать или отражать осевые волны назад к источнику. Таким образом, после изгиба останутся преимущественно дифрагиро-ванные волны, которые в значительной мере подавляются на участке CD, так что в конце этого участка останутся ослабленные волны в направлении оси канала.

Реактивный камерный элемент (рис. 6.46) представляет собой участок канала (трубы), на котором внезапно меняется площадь сечения от S1 до S2 и образуется камера длиной l. При изменении площади сечения звук отражается. Эффективность камерного элемента можно определить по формуле (6.46), заменив отношение импедансов на отношение площадей [см. формулу (6.34)] и толщину h на длину l камеры (k2 = k = w/с)^

На очень низких частотах, когда kl® 0 или когда длина глушителя равна l/2, l, 3l/2 и т. д., образуются стоячие волны, которые увеличивают давление на концах камерной полости. В результате импеданс трубопровода с поперечным сечением S2 также увеличивается от значения rc/S2 до значения mrc/S2, которое в точности равно импедансам входного и выходного трубопроводов, т. е. равно pc/S1. Таким образом, на этих резонансных частотах взаимодействие волн приводит к рассогласованию импедансов и отражению звуковой энергии к источнику шума. На более высоких частотах, когда длина волны l равна или меньше поперечного размера камеры, эффективность будет зависеть от других параметров (теоретически максимум эффективности достигается при разности диаметров d2 d1 = l/2, 3l/2, 5l/2 и т.д.).

Рис. 6.46. Реактивный камерный элемент глушителя:

а — схема элемента; б — зависимость эффективности камерного

 глушителя от длины камеры и отношения площадей

Эффективность е растет с увеличением числа камер и длины соединяющей трубы. Однако уже добавление третьей камеры создает незначительный эффект по сравнению с двумя предыдущими (рис. 6.47).