Читать онлайн «Правила проектирования малошумных систем вентиляции»

Акустические требования и правила проектирования малошумных систем вентиляции
В. П. Гусев, доктор техн. наук, зав. лабораторией защиты от шума вентиляционного и инженерно-технологического оборудования (НИИСФ)
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.
При проектировании системы вентиляции необходимо, прежде всего, выбирать воздухообмены (количество воздуха) без излишних запасов, т. к. с увеличением количества воздуха возрастают скорости его движения в элементах воздуховодов и их гидравлические сопротивления или поперечные размеры. Следствием этого является рост поступающего в помещение потока звуковой энергии.
Сопротивление системы вентиляции определяется конфигурацией и размерами сети воздуховодов при условии, что сопротивление равно развиваемому давлению вентилятора.
Конфигурация системы вентиляции обычно задана условиями компоновки, а размеры — экономичностью, минимальными габаритами и низкой генерацией шума в фасонных элементах.
Оценка влияния параметров системы вентиляции на ее шумность
Влияние параметров системы вентиляции на ее шумность можно оценить с помощью двух, известных из работ Е. Я. Юдина, уравнений, справедливых при отсутствии противодавления, когда сопротивление сети равно полному давлению вентилятора:
- уравнение для уровня шума в помещении:
(1)
- уравнение сети воздуховодов в отвлеченных координатах:
(2)
где y — коэффициент давления; f — коэффициент расхода; Q, D — расход воздуха и диаметр патрубка вентилятора (воздуховода); Fc — площадь сечения патрубка вентилятора (воздуховода); xc — коэффициент сопротивления, учитывающий потери в фасонных элементах и прямых участках воздуховодов; B — величина, включающая критерий подобия вентилятора и звукопоглощение в помещении.
Из уравнения (1) видно, что при постоянной рабочей точке (y, f) на безразмерной характеристике вентилятора величина D2/Fc постоянна для заданного xc.
Это уравнение также дает возможность оценить влияние параметров сети воздуховодов, а именно:
а) при заданной конфигурации сети и размерах воздуховодов уменьшение расхода снижает уровень шума на величину DL = 60lg Q2/Q1;
б) увеличение поперечных размеров воздуховодов снижает уровень шума на величину, равную DL = 50lg Fс2/Fс1;
в) снижение коэффициента сопротивления сети также является важным средством снижения шума (DL = 30lg xc2/xc1), поэтому следует стремиться к применению фасонных элементов более совершенной аэродинамической формы.
Из уравнения (2) следует, что снижение коэффициента гидравлического сопротивления воздуховодов, увеличение их поперечного сечения и уменьшение по возможности производительности дает экономию электроэнергии. Мощность, потребляемая вентилятором, пропорциональна произведению расхода воздуха и развиваемого напора, который пропорционален квадрату скорости движения воздуха по воздуховоду.
Рисунок 1.
Удельные уровни звуковой мощности вентиляторов (сторона нагнетания)
С одной стороны, увеличение скорости потока воздуха позволяет уменьшить площадь поперечного сечения воздуховода, сделать его компактным и тем самым снизить затраты на изготовление и монтаж.