خلاصه

دستگاه های پنوماتیک نقش مهمی در مکانیزاسیون تولید دارند. که در اخیراآنها همچنین به طور گسترده ای در حل مشکلات اتوماسیون استفاده می شوند.

دستگاه های پنوماتیک در سیستم های اتوماسیون وظایف زیر را انجام می دهند:

به دست آوردن اطلاعات در مورد وضعیت سیستم با استفاده از عناصر ورودی (حسگرها)؛

پردازش اطلاعات با استفاده از عناصر منطقی - محاسباتی (پردازنده)؛

کنترل محرک ها با استفاده از عناصر توزیع (تقویت کننده های قدرت)؛

انجام کار مفید با استفاده از محرک ها (موتورها).

کمپرسور، سیلندر پنوماتیک، توزیع کننده، نیرو، سرعت، فشار، جریان، نوموگرام.

معرفی

در حال حاضر، شاخه جدیدی از فناوری به طور فزاینده ای برای خودکارسازی فرآیندهای تولید و عملیات فردی - مکاترونیک، که شامل مجموعه ای از عناصر مکانیکی، هیدرولیک، پنوماتیک و الکترونیکی است، استفاده می شود. اتوماسیون پنوماتیک اخیراً به دلیل تعدادی از مزایای قابل توجه سیستم های پنوماتیک گسترش یافته است: کنترل آسان محرک ها، سرعت نسبتاً بالای حرکت کار و غیره. سیستم های کنترل اتوماتیک الکتروهیدرولیک و الکتروپنوماتیک به طور فزاینده ای در زمینه های مختلف فناوری از جمله گسترش می یابند. مجتمع های مهندسی رباتیک و خودکار، فضا، هوانوردی، صنایع شیمیایی، غذایی، هسته ای و غیره. این سیستم ها با ترکیب مزایای شناخته شده ارتباط و کنترل الکتریکی با سرعت و سهولت نسبی درایوهای قدرتمند هیدرولیک و پنوماتیک، جایگزین سیستم های کنترل و نظارت صرفاً مکانیکی و الکتریکی می شوند.

پیشرفت فنی در زمینه مواد، طراحی و روش‌های تولید به بهبود کیفیت و افزایش تنوع دستگاه‌های پنوماتیک کمک می‌کند که مبنایی برای گسترش دامنه استفاده از آنها به عنوان ابزار اتوماسیون بوده است.

برای اجرای حرکت مستقیم، اغلب از سیلندرهای پنوماتیک استفاده می شود، زیرا آنها با هزینه کم، سهولت نصب، سادگی و قدرت طراحی و همچنین طیف گسترده ای از پارامترهای اساسی مشخص می شوند.

محرک های پنوماتیکی

محرک های پنوماتیکی برای تبدیل انرژی هوای فشرده به حرکت یا چرخش خطی مکانیکی طراحی شده اند. از آنها برای راندن قطعات کار ماشین ها و انجام عملیات های مختلف اساسی و کمکی استفاده می شود. حرکت خطی توسط سیلندرهای پنوماتیک ارائه می شود، حرکت چرخشی توسط محرک هایی که دارای یک تیغه یا چرخ دنده با یک قفسه به عنوان عنصر کار هستند، ارائه می شود.

در سیلندرهای پنوماتیکی تک اثره، فشار هوای فشرده تنها در یک جهت بر روی پیستون عمل می کند، پیستون و میله تحت تأثیر فنر یا نیروهای خارجی حرکت می کنند. سیلندرهای پنوماتیکی با برگشت فنر برای انجام حرکات کوچک و با نیروهای کوچک توسعه یافته استفاده می شوند، زیرا فنر تعبیه شده در هنگام فشرده شدن، نیروی ایجاد شده توسط پیستون را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

در سیلندرهای پنوماتیک دو اثره، پیستون و میله تحت تأثیر هوای فشرده در جهت جلو و عقب حرکت می کنند.

موتورهای هوای دوار می توانند پیستونی یا پره ای باشند.

علاوه بر انواع ذکر شده در بالا، از دستگاه های پنوماتیکی با کاربرد خاص نیز در صنعت استفاده می شود. اینها عبارتند از سیلندرهای بدون میله، سیلندرهای موقعیت یابی، واگن های پنوماتیک، سیلندرهای با میله توخالی، دارای ترمز و گیره های پنوماتیک.

در طول نصب، تنظیم و بهره برداری از محرک های پنوماتیکی، لازم است تعدادی از اقدامات ایمنی طراحی ارائه شود.

برای به حداقل رساندن خطر آسیب به پرسنل، استفاده از موانع محافظ توصیه می شود.

در سرعت های بالای حرکت قسمت کار دستگاه یا در مورد بارهای اینرسی زیاد، دمپر خود موتور هوا ممکن است برای نرم کردن ضربه کافی نباشد. برای کاهش سرعت بدنه کار قبل از روشن کردن دمپر خود، استفاده از مدارهای کاهش سرعت یا نصب دمپرهای خارجی که ضربه را ضعیف می کند، توصیه می شود. در مورد دوم، سازه باید استحکام کافی داشته باشد.

برای جلوگیری از آسیب شخصی، آسیب به تجهیزات و تأسیسات تولید، لازم است اقدامات طراحی برای اطمینان از ایمنی در هنگام افت فشار ارائه شود. چنین اقداماتی به ویژه در سیستم هایی با بارهای معلق و مکانیسم های بلند کردن و حمل و نقل ضروری است.

اگر درایو پنوماتیکی با استفاده از شیرهای پنوماتیک سه حالته کنترل شود، که در حالت خنثی همه خروجی ها به اگزوز متصل می شوند، یا پس از کاهش فشار در سیستم پنوماتیک، کار را از سر می گیرند، یک تکان شدید عنصر کار از آن شروع می شود. مکان و سپس حرکت آن با سرعت بیش از حد بالا امکان پذیر است. این به این دلیل است که به یک حفره سیلندر فشار زیادی وارد می شود، در حالی که در حفره دیگر فشاری وجود ندارد و مقاومتی در برابر حرکت پیستون وجود ندارد که معمولاً هنگام جابجایی هوا از حفره رخ می دهد. یک سیلندر پنوماتیک در این موارد، لازم است اقداماتی در برابر تکان های ناگهانی انجام شود - به عنوان مثال، با استفاده از دستگاه های تامین هوای صاف.

انواع بارهای روی میله پیستون باید فقط در جهت محوری اعمال شود. بارهای جانبی اجتناب ناپذیر اعمال شده به انتهای میله نباید از مقادیر مجاز برای هر نوع سیلندر پنوماتیک تجاوز کند. استفاده از سیلندر پنوماتیک به عنوان ضربه گیر توصیه نمی شود.

اگر سیلندر پنوماتیک دارای دمپر هوا باشد، تنها در صورتی می تواند کار کند که میله به موقعیت شدید خود برسد. بنابراین، اگر طول کورس پیستون توسط هر محدود کننده خارجی تعیین شود، لازم است اطمینان حاصل شود که میرایی واقعاً رخ می دهد.

اگر سیلندر هوا باید با دریچه دمپر هوا کاملا باز کار کند، لازم است نوع سیلندر مجهز به دمپر لاستیکی انتخاب شود. توصیه نمی شود که محرک را با پیچ تنظیم دمپر تا آخر کار کنید، زیرا ممکن است به مهر و موم سیلندر آسیب برساند.

قبل از سفت کردن اتصال رزوه ای در انتهای میله، باید آن را به حالت کاملا فرورفته رساند. هنگام سفت شدن میله نباید بچرخد.

هنگام سرویس تجهیزات، اول از همه، لازم است اطمینان حاصل شود که در نتیجه قطع برق، اشیاء یا واحدهای تجهیزات حمل شده در موقعیت برجسته یا ناپایدار سقوط نخواهند کرد. فقط پس از این می توان برق و پنوماتیک را قطع کرد و مطمئن شد که فشار در سیستم به طور کامل کاهش یافته است.

1. خواص هوا

سیال کار برای محرک های اتوماسیون پنوماتیک الکتریکی، هوای فشرده است که مخلوطی از نیتروژن و اکسیژن (به ترتیب 78 و 21 درصد حجمی) و سایر گازهای موجود در مقادیر کم (آرگون، دی اکسید کربن و غیره) است. و همچنین جفت آب

اصلی ترین و رایج ترین پارامترهای هوای فشرده دما، فشار و حجم (یا چگالی) خاص است.

فشار نیرویی است که بر سطح بدن و به ازای واحد سطح این سطح عادی عمل می کند.

اتمسفر زمین در سطح آن فشاری معادل یک جو فیزیکی ایجاد می کند. فشاری که بیش از فشار اتمسفر اندازه گیری می شود، فشار اضافی یا گیج نامیده می شود و در مشخصات فنی دستگاه های پنوماتیک نشان داده می شود.

فشار کل برابر است با مجموع فشار اضافی و اتمسفر:

فشار کل یک گاز با دمای مطلق آن متناسب است تی و غلظت های مولکولیn ، که می تواند به عنوان یک رابطه تعریف شود;

جایی که ن - تعداد مولکول ها در ظرف؛ V - حجم کشتی

فشار آر گاز برابر است با:

.

ضریب تناسب ثابت بولتزمن برابر با:

.

حجم اغلب شناخته شده است V ظرف و جرم t هوای موجود در آن. با فرض اینکه هوا یک گاز ایده آل است (برهمکنش بین مولکولی وجود ندارد)، فشار آر داخل ظرف را می توان با استفاده از فرمول Clapeyron تعیین کرد:

,

جایی که آر - ثابت گاز جهانی (برای هواآر = 287 J/kg K)، که برابر است با کار خارجی انجام شده در فشار ثابت توسط یک کیلوگرم هوا هنگامی که 1 درجه گرم می شود. تی -دما بر حسب درجه کلوین (دمای مطلق).

دمای صفر سلسیوس در فیزیک

.

اگر غلظت گاز در یک ظرف صفر باشد، فشار کل در چنین ظرفی نیز صفر است. ما می توانیم فرض کنیم که در سطح زمین یک کشتی دارای مقداری انرژی بالقوه است، زیرا تمام هوای اطراف آن تحت فشار اتمسفر است و با ورود به کشتی، می تواند کار کند.

به این ترتیب بسیاری از دستگاه های خلاء کار می کنند، به عنوان مثال درایوهای خلاء، مکنده های خلاءو غیره آنها می گویند که این دستگاه ها با خلاء کار می کنند.

همچنین اگر فشار گاز درون آن از فشار اتمسفر بیشتر باشد، انرژی پتانسیل خواهد داشت (به عنوان مثال.پ و >0). در اینجا گاز نیز می تواند کار کند، اما هنگام خروج از رگ به جو، یعنی. دستگاه های پمپاژ را فعال کنید

از آنجایی که اکثر دستگاه های اتوماسیون الکتروپنوماتیک صنعتی بر روی تزریق کار می کنند و فشار اصلی به طور قابل توجهی بیشتر از فشار اتمسفر است، استفاده از فشار اضافی هنگام محاسبه نیروها راحت است. در محاسبات ترمودینامیکی از فشار کل استفاده می شود.

واحد فشار SI پاسکال (Pa) است. پاسکال برابر است با فشار ناشی از نیروی 1 نیوتن (نیوتن) که به طور یکنواخت روی سطحی نرمال با آن با مساحت 1 متر مربع توزیع می شود (I Pa = 1 N/m 2).

روابط بین واحدهای فشار در جدول 2 آورده شده است.

جدول 2. رابطه بین واحدهای فشار

واحدها	کیلوگرم بر سانتی متر 2	بار	پا	p si	میلی متر جیوه
1 کیلوگرم بر سانتی متر 2		0,98	9,81 10 -4	14,22	735,6
1 نوار	1,02		10 5	14,5	750,3
1 پاس	1.02 10 -5	10 -5		1,45 10 -4	7,5 10 -3
1 r si (lbf/sq.in.)	0,07	0.07	6,9 10 -3		51,71
1 میلی متر جیوه	1,36 10 -4	133,3 10 -3	133,3	19,34 10 -3
ستون آب 1 میلی متری	10 -4	9,81 10 -5	9,81	1,42 10 -3	7,36 10 -2

2. قوانین پایه ترمودینامیکی

در بسیاری از موارد می توان از معادلات حالت گازهای ایده آل در اتوماسیون پنوماتیک با دقت کافی برای گازهای واقعی استفاده کرد.

بویل در سال 1662 در انگلستان، و سپس به طور مستقل توسط ماریوت در سال 1676 در فرانسه، مشخص شد که اگر گاز حجم اولیه مشخصی را اشغال کند.V 0 و فشار داشت p o ,کهپس از فشرده سازی به حجمV 1 فشار خون او پ 1 ، به شرطی که دمای گاز تغییر نکند (فرایند همدما)، به مقداری افزایش می یابد که حاصلضرب حجم و فشار اولیه برابر با حاصلضرب حجم و فشار نهایی خواهد بود (شکل 1، a).

.

دانشمند فرانسوی J. Charles در سال 1787 دریافت که اگر یک گاز حجم ثابتی را اشغال کند (فرایند ایزوکوریک)، با افزایش یا کاهش دمای اولیه گاز در یک حجم ثابت، فشار اولیه بر این اساس افزایش یا کاهش می یابد. متناسب با تغییر دما (شکل 1، ب):

,

جایی که

.

در فشار ثابت (فرآیند ایزوباریک)، گرم کردن یا سرد کردن حجم اولیه گاز به ترتیب منجر به افزایش یا کاهش حجم متناسب با تغییر دما در درجه کلوین می شود:

.

این توسط J. Gay-Lussac در سال 1802 تأسیس شد.

در فرآیند آدیاباتیک، تبادل حرارتی بین سیستم و محیط وجود ندارد. یک فرآیند در یک سیستم غیر عایق حرارتی را می توان تقریباً آدیاباتیک در نظر گرفت اگر آنقدر سریع اتفاق بیفتد که تبادل حرارت بین سیستم و محیط عملاً زمان وقوع نداشته باشد. فرآیند آدیاباتیک توسط معادله توصیف می شود

جایی که ک - شاخص آدیاباتیک برابر با نسبت ظرفیت گرمایی یک گاز در فشار ثابت است آر به ظرفیت گرمایی گاز در حجم ثابت V .

فرآیندهای ایزوترمال، ایزوباریک، ایزوکوریک و آدیاباتیک موارد خاصی از یک فرآیند چند تروپیک (از یونانی "منیفولد") هستند. این فرآیند توسط معادله توصیف می شود

جایی که n - شاخص polytropic: درn = ک - فرآیند پلی تروپیک است. درn =0 -

فرآیند همسان است. درn =1-ایزوترمال; درn =±؟-ایزوکوریک.

3. هوای فشرده از سوراخ نشت می کند

1

روابط اصلی لازم برای توصیف عملکرد دستگاه های پنوماتیک، روابطی است که قوانین حرکت هوا را توصیف می کند. فرض بر این است که هوا یک مایع ایده آل است، به عنوان مثال. مایعی که در آن ذرات نسبت به یکدیگر بدون اصطکاک مخلوط می شوند. فرض کنید حرکت ثابت است و خواص سیال در یک بخش معین ثابت می ماند، یعنی. فشار و دما تغییر نمی کند. اجازه دهید با نشان دادنج , پ , g , ? , z به ترتیب، سرعت سیال، فشار، شتاب گرانشی، چگالی سیال و ارتفاع بالای صفحه مرجع. معادله برنولی به صورت دیفرانسیل که قانون بقای انرژی را بیان می کند به صورت زیر نوشته می شود:

.

ادغام این معادله بیانی برای قانون حرکت سیال به دست می دهد:

.

اندازه ن - ثابت ادغام، نشان دهنده کل است

فشار ایجاد شده توسط یک سیال متحرک برابر است با مجموع فشارهای سرعت، پیزومتریک و هندسی. با توجه به چگالی کم هوا، مقدارz معمولا نادیده گرفته می شود از همین رو.

.

برای یک سیال ایده آل، ذخیره انرژی در هر بخش از جریان بدون تغییر باقی می ماند. در سیالات واقعی با اصطکاک، ذخیره انرژی از مقطعی به مقطع دیگر در جهت جریان کاهش می یابد. معادله یک سیال واقعی بین دو مقطع جریان دلخواه به شکل زیر است:

.

معمولاً تلفات هیدرولیکی N 12 متناسب با تغییر انرژی جنبشی در نظر گرفته می شوند، یعنی.

,

ارزش کجاست ? ضریب تلفات هیدرولیک نامیده می شود. با - سرعت متوسط ​​در مقطع جریان.

در صورت خروج هوا از مخزن با ابعاد به اندازه کافی بزرگ (شکل 2) می توان از سرعت هوا در جلوی سوراخ چشم پوشی کرد و سپس

.

شکل 2

کمیت را ضریب سرعت می گویند.

در کانال های مقاومت پنوماتیکی، سرعت جریان هوا نسبتاً زیاد است و بنابراین، با دقت کافی، می توان فرض کرد که تبادل حرارتی بین هوای جاری و دیواره کانال وجود ندارد و بنابراین، خروجی مطابق با قانون آدیاباتیک بنابراین، می توانیم بنویسیم:اف -منطقه مقطع А-А; ? 2 - چگالی هوا در بخش A-A.

.

در بیان حاصل برای چگالی هوا در مقطع سوراخ با مساحتاف چگالی در محیطی که جریان خروجی در آن رخ می دهد در نظر گرفته می شود.

در واقع چگالی هوا در این قسمت متفاوت است. تراز کردن چگالی هوا در جت با چگالی هوا محیطدر بخش B-B، واقع در فاصله ای از سوراخ رخ می دهد. در این مورد، سطح مقطع B-B کمترمنطقه سوراخاف . نسبت مقطع فشرده به مقدار محاسبه شده را نسبت تراکم جت می گویند. حاصل ضرب نسبت تراکم و نسبت سرعت را نسبت می گویندمصرف ? . بنابراین، برای روشن شدن فرمول برای تعیین نرخ جریانجی ام بجای ? شکل 3 را دنبال می کند

وارد ? .

در عمل، محاسبه جریان هوا نه برای یک دهانه با دیواره های نازک، بلکه برای انواع مقاومت های دریچه گاز که دارای پیکربندی پیچیده تری هستند، ضروری است که هندسه دریچه گاز را در نظر می گیرد.

نرخ جریان (شکل 3) دارای حداکثر مقدار در است

.

توان آدیاباتیکک برای هوا 1.4 است، بنابراین، ? cr = 0,528.

لحظه برابری ?=؟ cr در کانال مقاومت دریچه گاز با سرعت جریان هوا برابر با سرعت صوت مطابقت دارد. به طور تجربی نشان داده شده است که اگر فشار بیشتر کاهش یابد ص 2 ، سپس مصرفجی ام - فشار در حفره به سوراخ تامین؛ آر من -1 - فشار در حفره پشت سوراخ تامین؛جی cr - مقدار بحرانی جریان جرمی که با فرمول تعیین می شود

,

جایی که د -قطر سوراخ تامین

حداکثر خطا با این تعیین نرخ جریان 3.4٪ است.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Electropneumoautomatics در فرآیندهای تولید: کتاب درسی. ویرایش شده توسط E.V. پاشکوا. – ویرایش دوم، بازنگری و گسترش یافته است. – سواستوپل: انتشارات SevNTU، 2003. -496 pp., ill.

2. محاسبه درایوهای پنوماتیک: راهنمای مرجع. E.V. هرتز، جی.وی. کرینین - مسکو: "مهندسی مکانیک"، 1975. -274 ص.

نویز ناشی از ناهمگنی جریان (Hz) در طبیعت گسسته است و طیف معمولاً چندین مؤلفه دارد (هارمونیک):

f=m(nz/60)، (16)

که در آن t تعداد جزء است (t = 1، 2، 3، ...)؛ n-سرعت چرخش، دور در دقیقه. z تعداد تیغه های چرخ است.

مبارزه با نویز ناشی از ناهمگونی جریان از طریق بهبود ویژگی های آیرودینامیکی اتومبیل ها انجام می شود.

در طیف نویز توربوماشین ها، به عنوان مثال فن، چندین ناحیه قابل تشخیص است (شکل 44، a):

برنج. 44. طیف نویز منابع با منشا آیرودینامیکی:

فن؛ ب - موتور موتور سیکلت؛ ج - نیروگاه توربین گازی؛ 1، 2 - صدای اگزوز و ورودی؛ 3 - نویز ناشی از ساختار 4 - صدا در هنگام لنگ زدن موتور

1) محدوده فرکانس نویز مکانیکی (I)، مضرب r/s.

2) ناحیه نویز ناشی از ناهمگنی جریان (II با f1، f2، f و غیره)؛

3) ناحیه نویز گرداب (III).

سطح توان صوتی صدای فن (dB) به فشار کل H (kgf/m2) و عملکرد فن Q (m3/s) و همچنین به معیار نویز t بستگی دارد که نویز این نوع فن را مشخص می کند. (t = 35-7-50 دسی بل):

LP = τ + 25 logH + 10logQ.

در موتورها احتراق داخلیمنابع اصلی نویز نویز ناشی از اگزوز و سیستم های ورودی و همچنین نویز ساطع شده از محفظه موتور است.

اگزوز موتور بیشترین صدا را تولید می کند که شدت و طیف آن به تعداد اگزوز در ثانیه، مدت زمان اگزوز، طراحی سیستم اگزوز و قدرت موتور بستگی دارد. صدای ورودی و نویز ساختار از نظر شدت کمتر از صدای اگزوز است (شکل 44، ب).

طیف نویز موتور شامل تعداد قابل توجهی از اجزای گسسته است که مضربی از فرکانس f برابر با تعداد اگزوز در ثانیه است. به عنوان مثال، برای یک موتور دو زمانه fi = in\60، برای یک موتور چهار زمانه fi = in (2*60) (i تعداد سیلندرها است؛ n سرعت چرخش میل لنگ، دور در دقیقه است).

کمپرسورها، دمنده ها، موتورهای هوا و سایر ماشین های مشابه با نویز آیرودینامیکی شدید مشخص می شوند.

منابع سر و صدا از واحدهای کمپرسور عبارتند از مجاری هوای مکش و خروجی (برای تخلیه هوا) که به اتمسفر خارج می شوند، محفظه های کمپرسور و دیواره های کانال های هوا که از داخل محوطه عبور می کنند.

بسته به طراحی کمپرسور، طیف نویز آن ویژگی متفاوتی دارد. بنابراین، صدای کمپرسورهای پیستونی به دلیل تعداد تراکم در ثانیه، ذاتاً فرکانس پایینی دارد. برعکس نویز توربوشارژرها فرکانس بالایی دارد که به دلیل ماهیت نویز تولید شده (صدای گرداب و نویز ناشی از ناهمگنی جریان) است.

در حال حاضر، نیروگاه های توربین گازی (GTUs) گسترده شده اند. سر و صدا در نیروگاه های توربین گاز به طبیعت خود به نویزهای آیرودینامیکی (گاز دینامیک) و مکانیکی تقسیم می شود که نویز آیرودینامیکی ساطع شده از مسیر مکش نیروگاه توربین گاز بیشترین اهمیت را دارد. منبع اصلی این نویز کمپرسور است که در طی آن سطح کل نویز به 135-145 دسی بل می رسد. طیف نویز مکش (شکل 44، ج) توسط اجزای گسسته با فرکانس بالا غالب است. فرکانس اساسی اولین آنها با فرمول (16) تعیین می شود.

نویز آیرودینامیکی در منبع یک واحد توربین گاز را می توان با افزایش شکاف بین آرایه های پره کاهش داد. انتخاب نسبت بهینه تعداد تیغه های راهنما و کار؛ پالایش مسیر جریان کمپرسورها و توربین ها و غیره

سر و صدای منشأ مکانیکی (ارتعاش سیستم روتور، یاتاقان ها، عناصر گیربکس و غیره) که در موتورخانه رایج است را می توان با انجام اقداماتی که در بالا در مورد نویز مکانیکی مطرح شد، تضعیف کرد.

وقتی اجسام می‌چرخند، مثلاً پروانه‌های هواپیما، به اصطلاح نویز چرخشی ایجاد می‌شود. این به دلیل این واقعیت است که بدن به طور دوره ای ضربان های فشاری را در هر نقطه از محیط ایجاد می کند که به عنوان نویز درک می شود.

فرکانس اصلی نویز چرخشی پروانه دارای پره های z، سرعت چرخش nppi n (rpm) با فرمول (16) تعیین می شود. فرکانس های هارمونیک های باقیمانده مضربی از این فرکانس اساسی هستند، یعنی f2 = 22. f3 = 3f1 و غیره

قدرت صدای نویز چرخش به سرعت محیطی نیز بستگی دارد.

در انواع توربوماشین‌ها (پنکه‌ها، کمپرسورها و غیره)، شدت نویز چرخشی بسیار کمتر از نویز گردابی و ناهمگونی است و بنابراین ممکن است مورد توجه قرار نگیرد.

یکی از قدرتمندترین منابع نویز یک جت آزاد است (شکل 43، ج را ببینید). صدای جت در نتیجه اختلاط آشفته هوا یا ذرات گازی که سرعت جریان بالایی دارند با ذرات هوای اطراف که سرعت کمتری دارند ایجاد می شود. این صداها هنگام کار موتورهای جت، زمانی که هوای فشرده یا بخار در اتمسفر آزاد می شود، غالب هستند.

قدرت صوتی جت (W) عمدتاً به سرعت انقضا vc و همچنین به قطر سوراخ (نازل) Dc و چگالی هوا یا گازها بستگی دارد:

که در آن k ضریب شباهت است.

کاهش نویز جت در منبع بسیار دشوار است. با کاهش گرادیان سرعت در جت، که به ویژه در موتورهای هواپیمای دو مدار انجام می شود، کاهش نویز 5 دسی بل به دست می آید.

نصب نازل های مختلف در خروجی نازل که عمل آنها بر اساس تبدیل طیف نویز (انتقال طیف به ناحیه فرکانس بالا و حتی به اولتراسوند) است، نویز را 8-12 دسی بل کاهش می دهد. لازم به ذکر است که چنین نازل هایی به دلیل مقاومت بالا می توانند عملکرد جت را کاهش دهند.

در جریان هایی که با سرعت مافوق صوت حرکت می کنند، نویز آیرودینامیکی به دلیل ظهور امواج ضربه ای (امواج ضربه ای) ایجاد می شود. هنگامی که جسمی با سرعت مافوق صوت حرکت می کند، مثلاً هنگام پرواز با هواپیمای مافوق صوت، پدیده بوم یا پاپ صوتی رخ می دهد. هنگامی که گاز با سرعت مافوق صوت به اتمسفر جریان می یابد، نوسانات پرش با ظهور نویز مجزای تیز رخ می دهد.

در بیشتر موارد، اقدامات برای کاهش نویز آیرودینامیکی در منبع کافی نیست، بنابراین اضافی است، و اغلب کاهش نویز اصلی با عایق صوتی منبع و نصب صدا خفه کن به دست می آید.

در پمپ ها منبع نویز کاویتاسیون سیال است که در سرعت های محیطی بالا و فشار مکش ناکافی در سطح پره ها رخ می دهد.

اقدامات برای مبارزه با نویز کاویتاسیون شامل بهبود ویژگی های هیدرودینامیکی پمپ ها و انتخاب حالت های عملکرد بهینه است.

نویز الکترومغناطیسی نویز با منشاء الکترومغناطیسی در ماشین ها و تجهیزات الکتریکی رخ می دهد. علت این صداها عمدتاً برهمکنش توده‌های فرومغناطیسی تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی متفاوت در زمان و مکان و همچنین نیروهای محرکه متقابل ناشی از برهمکنش میدان‌های مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان است.

کاهش نویز الکترومغناطیسی از طریق تغییرات طراحی در ماشین های الکتریکی انجام می شود، به عنوان مثال، با ایجاد شیارهای اریب در آرمیچر روتور. در ترانسفورماتورها باید از تراکم متراکم تر پکیج ها و استفاده از مواد میرایی استفاده شود.

هنگام کار با ماشین های الکتریکی، نویز آیرودینامیکی (در نتیجه چرخش روتور در یک محیط گازی و حرکت جریان هوا در داخل ماشین) و نویز مکانیکی ناشی از لرزش ماشین به دلیل عدم تعادل روتور نیز ایجاد می شود. از تماس بلبرینگ و برس. آسیاب خوب برس ها می تواند نویز را 8-10 دسی بل کاهش دهد.

تغییر جهت انتشار نویز در برخی موارد، مقدار شاخص جهت دهی (DI) به 10-15 دسی بل می رسد که باید هنگام طراحی تاسیسات با تابش جهت دار، جهت گیری مناسب این تاسیسات در رابطه با محل کار مورد توجه قرار گیرد. به عنوان مثال، خروج هوای فشرده، باز شدن شفت ورودی هوای یک تهویه یا واحد کمپرسورباید طوری قرار گیرد که حداکثر صدای منتشر شده در جهت مخالف محل کار یا از ساختمان مسکونی هدایت شود.

برنامه ریزی منطقی شرکت ها و کارگاه ها، درمان صوتی محل. همانطور که از بیان (12) مشاهده می شود، نویز در محل کار را می توان با افزایش مساحت S کاهش داد که با افزایش فاصله از منبع نویز تا نقطه طراحی می توان به آن دست یافت.

جریان مایع از طریق سوراخ می تواند تحت فشار ثابت و متغیر رخ دهد. اگر جریان مایع از طریق یک سوراخ به اتمسفر یا سایر محیط های گازی رخ دهد، چنین سوراخی نامیده می شود. بدون سیل. اگر خروجی به زیر تراز برود نه به جو - آب گرفتگی.

هنگامی که یک جت از یک سوراخ کوچک در یک دیوار نازک به اتمسفر جریان می یابد، تغییری در شکل جت در طول آن رخ می دهد، به نام وارونگی جت . این پدیده عمدتاً در اثر اعمال نیروهای کشش سطحی بر روی جریان‌های منحنی خطی و جریان ایجاد می‌شود شرایط مختلففشرده سازی در اطراف محیط سوراخ. وارونگی زمانی که از سوراخ های غیر دایره ای جریان می یابد، بیشتر مشخص می شود.

شکل - وارونگی جت

اجازه دهید جریان مایع را در یک سوراخ در یک دیوار نازک با فشار ثابت در نظر بگیریم. سوراخ در دیوار نازک سوراخی است که قطر آن حداقل 3 برابر ضخامت دیوار باشد، یعنی. د o > 3δ.

هنگامی که مایع از سوراخی در یک دیوار نازک در فاصله ای از دیوار جریان می یابد ( ل = د o)، جت فشرده شده است. سطح مقطع زنده جت کمتر از مساحت سوراخ خواهد بود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که ذرات مایع وارد شده به سوراخ دارای سرعت هایی در جهات مختلف هستند.

جت در لبه سوراخ از دیوار جدا می شود و سپس تا حدودی منقبض می شود. جت در فاصله ای معادل تقریباً یک قطر سوراخ شکل استوانه ای به خود می گیرد. فشرده سازی جت به دلیل نیاز به یک انتقال صاف از جهات مختلف حرکت سیال در مخزن، از جمله از حرکت شعاعی در امتداد دیوار، به حرکت محوری جت است.

آ- در جو؛ ب- زیر سطح مایع

شکل - جریان مایع از طریق سوراخ در یک دیوار نازک

فشرده سازی جت با نسبت تراکم مشخص می شود - نسبت سطح مقطع جت در نقطه بیشترین فشرده سازی به سطح مقطع سوراخ.

جایی که اس czh سطح مقطع زنده جت است. اس- منطقه سوراخ

ضریب تراکم e به صورت تجربی تعیین می شود و برای سوراخ های گرد 0.64 است.

وظیفه محاسبه دبی مایعات تعیین سرعت و دبی جریان در حین جریان است. سرعت خروجی را با استفاده از معادله برنولی تعیین می کنیم. برای این منظور معادله برنولی را برای یک سیال واقعی برای دو بخش زنده می نویسیم 1-1 و 2-2 ، رسم صفحه مقایسه از طریق محور سوراخ:

در بخش 1-1 فشار هندسی z 1 = اچ، و در بخش 2-2 z 2 = 0. ظرف باز است، خروج از سوراخ به فضایی با فشار اتمسفر رخ می دهد، بنابراین p 1 = پ 2 = پآ. سرعت در سطح مقطع ظرف را می توان در مقایسه با سرعت در سوراخ نادیده گرفت، یعنی. w 1 = 0. سرعت در بخش 2-2 w 2 = w s.

با انجام تعویض ها و کاهش های مناسب، به دست می آوریم:

از نظر ریزش سر ساعت n نامیده می شوند مقاومت محلیو با فرمول تعیین می شوند:

که در آن ζ (زتا) ضریب مقاومت محلی است (برای ورودی لوله بدون لبه های گرد ζ = 0.5، و با لبه های گرد ζ = 0.1).

بدین ترتیب:

در نهایت به کجا می رسیم:

کمیت را ضریب سرعت می نامند و با φ نشان می دهند. ضریب φ نسبت سرعت جریان خروجی واقعی به سرعت تئوری است که به صورت تجربی تعیین می شود.

بنابراین، سرعت جریان یک مایع واقعی است:

با دانستن سرعت جریان سیال، می توانید جریان سیال را از طریق سوراخ تعیین کنید:

با جایگزینی مقادیر، برای سرعت و نسبت تراکم، به دست می آوریم:

جایی که e ضریب تراکم جت است،

S - ناحیه سوراخ،

φ - ضریب سرعت،

حاصل ضرب ضریب تراکم جت و ضریب سرعت، ضریب جریان نامیده می شود و با μ نشان داده می شود. از این رو:

و معادله جریان از سوراخ شکل نهایی خود را می گیرد:

در عمل، ما اغلب مجبوریم با خروج مایعات نه به اتمسفر یا یک محیط گازی، بلکه به فضایی پر از این مایع سر و کار داشته باشیم. به این حالت خروجی زیر تراز یا خروجی از سوراخ غرقابی گفته می شود.

هنگامی که در زیر سطح جریان دارید، فقط فرمول های محاسبه سرعت و سرعت جریان یکسان باقی می مانند اچبه عنوان اختلاف سطح در نظر گرفته می شود.

هنگام عبور از یک سوراخ در دیواره جانبی، فشار برای تمام نقاط در امتداد مقطع سوراخ یکسان نخواهد بود، در این مورد، جریان سیال را می توان با جمع تعیین کرد. ادغام نرخ جریان اولیه در کل سطح مقطع سوراخ.

هنگامی که مایع از طریق یک نازل استوانه ای کوتاه (نازل) جریان می یابد، اتلاف انرژی اضافی رخ می دهد که عمدتاً به دلیل انبساط ناگهانی جت در نازل است.

شکل - خروج از نازل

بنابراین سرعت جریان مایع در لوله کمتر از سرعت جریان آن از سوراخ دیواره نازک است. در عین حال، سرعت جریان مایع در لوله بیشتر از زمانی است که از سوراخ عبور می کند. از آنجایی که جت پس از ورود به نازل، تقریباً به همان روشی که از سوراخی در یک دیوار نازک عبور می کند فشرده می شود و سپس جت به تدریج به اندازه سوراخ منبسط می شود و با سطح مقطع کامل از نازل خارج می شود. بنابراین، ضریب تراکم جت در خروجی از نازل e = 1 است که منجر به افزایش مقدار ضریب جریان μ و بر این اساس، سرعت جریان مایع می شود.

نازل استوانه ای بیرونی را می توان با گرد کردن لبه ورودی یا ایجاد یک ورودی مخروطی به طور قابل توجهی بهبود بخشید.

شکل - جریان مایع از طریق نازل a - مخروطی در حال گسترش. ب - مخروطی مخروطی. ج - مخروطی؛ g - داخلی استوانه ای.

از نازل های مخروطی همگرا و مخروطی در جاهایی استفاده می شود که لازم است یک جت فشرده خوب با طول نسبتا طولانی با تلفات انرژی کم (در نازل های آتش نشانی تحت فشار، مانیتورهای هیدرولیک و غیره) بدست آوریم. نازل های مخروطی همگرا برای افزایش سرعت جریان در سرعت های خروجی پایین استفاده می شوند.

شرح:

هنگام کارکردن سیستم های تهویه مطبوع و تهویه در ساختمان ها برای اهداف مختلف، بیشترین ناراحتی ناشی از سر و صدا در محل سرویس دهی شده است که در حین کار دستگاه های تامین هوا ایجاد می شود.

تاثیر ویژگی های طراحی دستگاه های توزیع هوا بر نویز تولیدی

M. Yu، محقق ارشد در NIISF

هنگام کارکردن سیستم های تهویه مطبوع و تهویه در ساختمان ها برای اهداف مختلف، بیشترین ناراحتی ناشی از سر و صدا در محل سرویس دهی شده است که در حین کار دستگاه های تامین هوا ایجاد می شود.

کاهش آن با وسایل کاهش نویز سنتی که برای نصب فن و دستگاه های کنترل شبکه های تهویه استفاده می شود تقریباً غیرممکن است، زیرا خود توزیع کننده های هوا عناصر انتهایی (آخرین شبکه) هستند و صدا را مستقیماً به داخل اتاق منتشر می کنند.

کاهش لازم را می توان تنها با کاهش سرعت جریان هوا از واحد تامین به دست آورد، اما این با نقض کل الگوی توزیع هوا در اتاق همراه است.

عدم امکان کاهش سرعت جریان هوا در تعدادی از موارد مستلزم تعویض این توزیع کننده هوا با توزیع کننده دیگری با نویز کمتر، اما با پارامترهای سینماتیکی و حرارتی یکسان یا مشابه است.

دستگاه های تهویه اگزوز نیز به سر و صدای داخل خانه کمک می کنند. اما برخلاف واحدهای هوای تامینی، با افزایش ابعاد کلی یا تعداد دستگاه‌ها، می‌توان صدای آن‌ها را با کاهش دبی هوا در بخش نشیمن تا سطوح مورد نیاز کاهش داد. چنین تغییراتی، به عنوان یک قاعده، منجر به اختلال در الگوی توزیع هوا نمی شود.

با توجه به سادگی نسبی حل این موضوع، صدای اگزوز اگزوز در حوصله این مقاله نمی باشد.

قبل از رفتن به ویژگی های صوتی دستگاه های توزیع هوای تامین، توصیه می شود که شرح مختصری از جت های تهویه ارائه شود.

جت های تهویه به عنوان جت های آشفته ای شناخته می شوند که از خروج اجباری هوا از یک دهانه به وجود می آیند و در اتاق در جهت خروجی منتشر می شوند و تأثیر قابل توجهی از تعامل، عدم همدما و محدودیت را تجربه می کنند.

جت ها می توانند مایل، عمودی، مسطح، مخروطی و به شکل بادبزن باشند.

ماهیت هر نوع جت توسط ویژگی های طراحی توزیع کننده هوا تعیین می شود.

توزیع کننده های هوا وجود دارند که می توانند چندین نوع جت تولید کنند. چنین دستگاه هایی جهانی نامیده می شوند.

جت‌های مورب به عنوان جت‌های فشرده شناخته می‌شوند که در آنها زاویه رهاسازی افقی در محدوده 30± درجه تغییر می‌کند تا بسته به اختلاف دمای اولیه بین جت و هوای اطراف، حداکثر محدوده را تضمین کند.

جت های فشرده عمودی با زاویه 30± درجه نسبت به عمودی عرضه می شوند.

جت های فشرده زمانی تشکیل می شوند که هوا از سوراخ ها خارج می شود. اگر دهانه ورودی دایره ای نباشد، جت در ابتدا نامتقارن است، اما در طول معینی به متقارن محوری تبدیل می شود که به آن بخش شکل گیری می گویند.

دستگاه های توزیع هوا که چنین جت هایی را تشکیل می دهند شامل توری های قابل تنظیم و غیر قابل تنظیم و توزیع کننده های هوا هستند که طراحی آنها بر اساس نازل های متقارن محوری است.

جت های تخت زمانی تشکیل می شوند که هوا از یک سوراخ شکافی شکل خارج می شود، مشروط بر اینکه جریان از انتها توسط سطوح موازی صاف محدود شود. اینها توزیع کننده های هوا هستند که بر اساس نازل های مسطح (عرض چندین برابر بیشتر از ارتفاع) مخروطی یا مستقیم، سوراخ های مستطیلی و توری با پره های راهنما موازی با جریان اولیه هستند.

جت های فن با پراکندگی اجباری هوای عرضه شده در یک صفحه در یک زاویه خاص تشکیل می شوند.

در این حالت، بین جت‌های فن کامل با زاویه پراکندگی اجباری 360 درجه (شبکه‌های فن، دیسک و سایه‌های چند دیفیوزر با طرح‌های مختلف، بادگیر) و جت‌های فن ناقص کمتر از 360 درجه (سوراخ‌ها و توری‌های مستطیلی) تفاوت قائل می‌شود. با پره های راهنمای موازی).

جت های مخروطی زمانی تشکیل می شوند که یک مخروط پراکنده در خروجی ورودی نصب شود. اگر زاویه راس مخروط 60 ± 2.5 درجه باشد، در تمام طول خود بسته نمی شود. جریان های تغذیه ضد در حفره های داخلی و خارجی جت تشکیل می شوند.

تنها طرح های شناخته شده ساخته شده بر اساس این اصل، توزیع کننده هوای مخروطی، توسعه یافته توسط تجهیزات مهندسی TsNIIEP، و لامپ چند دیفیوزر قابل تنظیم VNIIGS (زمانی که گروهی از پخش کننده های متحرک در پایین ترین موقعیت نصب می شوند) هستند.

برای چندین سال، NIISF مطالعات هواآکوستیک ویژگی‌ها و الگوهای تولید نویز توسط توزیع‌کنندگان هوا با طرح‌های مختلف را انجام داده است. نتایج به‌دست‌آمده امکان ارزیابی کمی و کیفی را از چگونگی تأثیر یک یا دیگر عنصر ساختاری توزیع‌کننده هوا بر ماهیت و شدت نویز تولید شده توسط دستگاه تأمین هوا فراهم می‌کند. این مقاله نظراتی را در مورد نتایج به دست آمده ارائه می دهد.

مشخص شده است که دلیل اصلی ایجاد نویز توسط یک جریان هوا با هر جسم جریانی که در آن قرار می گیرد، ظهور و جدا شدن گرداب ها از دومی (جریان جدا شده) با تشکیل یک پی آیرودینامیکی با گرداب قوی است.

سطح مشترک بین پی و جریان، سطح یک لایه گردابی است که به دلیل مشخصه ناپایداری لایه‌های گرداب آزاد، در فاصله کوتاهی از بدنه، به تعدادی گرداب مجزا تجزیه می‌شود (ورتکس wake).

در اثر عمل نیروهای چسبناک، گرداب های گسسته به نوبه خود به تعدادی گرداب کوچکتر تجزیه می شوند که در نتیجه گرداب متلاطم می شود.

فرآیند تشکیل گرداب هایی در مقیاس یکسان و متعاقب آن تجزیه آنها به گرداب هایی با مقیاس کوچکتر همراه با نویز است که به آن نویز گردابی می گویند.

علاوه بر این، زمانی که جریان برخورد به یک مانع متلاطم باشد (این مورد در اکثر طرح های توزیع کننده هوا به دلیل وجود تنظیم کننده جریان، تیغه ها و غیره در قسمت جریان دیده می شود)، در این صورت صدای همراه با فرآیند جریان به طور قابل توجهی بالاتر خواهد بود. نسبت به جریان آرام .

اگر طرح‌های شناخته‌شده دستگاه‌های توزیع هوای عرضه را در نظر بگیریم، تقریباً همه آنها "مجموعه‌ای" از عناصر با کارآمدی ضعیف یا عناصر از نوع پخش کننده هستند که جریان‌های مجزا را تحریک می‌کنند.

بنابراین، بدترین دستگاه های تامین، از نقطه نظر تولید نویز آیرودینامیکی آنها، طرح هایی هستند که در آن جریان های مجزای جریان هوا در قسمت جریان حداکثر نمایان می شود.

چنین دستگاه هایی در درجه اول شامل توری های پر قابل تنظیم (جت فشرده)، توزیع کننده های هوا است که طراحی آنها حاوی عناصر پخش کننده و دستگاه هایی است که جهت جریان اولیه (جت فن) را تغییر می دهند.

صدای توری های پر را می توان به طور قابل توجهی کاهش داد (5 تا 12 دسی بل) با دادن شکلی منظم به پرها از یک قطره در حال سقوط با قسمت ضخیم شده به سمت جریان. این منجر به تأثیر مثبت در سرعت جریان هوا بین پرهای توری تا 10-12 متر بر ثانیه خواهد شد.

افزایش بیشتر سرعت نتیجه معکوس خواهد داشت: صدای مشبک با پرهای قطره‌ای در مقایسه با پرهای معمولی و غیرپروفایل افزایش می‌یابد.

این امر با این واقعیت توضیح داده می شود که شکل قطره ای شکل دو پر مجاور یک پخش کننده در امتداد جهت حرکت هوا تشکیل می دهد که در آن، هنگامی که سرعت جریان بالای 12 متر بر ثانیه افزایش می یابد، جریان های جدایی شدید رخ می دهد که منجر به افزایش تولید نویز

همین امر در مورد تنظیم کننده های جریان هوا پروانه ای نیز صدق می کند، که در برخی موارد در ورودی مشبک نصب می شوند، که در آن هر دو فلپ بر روی یک محور ثابت می شوند. با باز شدن به سمت جریان در هنگام دریچه گاز، فلپ ها یک دیفیوزر را تشکیل می دهند.

توزیع کننده های هوای چند دیفیوزر همان معایب توزیع کننده های هوای تک دیفیوزر را دارند. با این حال، اگر لازم است جریان هوا از توزیع کننده هوا هر چه سریعتر در فضای اطراف تجزیه شود، استفاده از دستگاه های مبتنی بر دیفیوزر ترجیح داده می شود. جریان های جدا شده شدید در چنین توزیع کننده های هوا منجر به آشفتگی قابل توجه جریان خروجی و در نتیجه تضعیف سریع جت می شود.

همین امر در توزیع کننده های هوا که جت های فن را تشکیل می دهند مشاهده می شود.

توری تامین فن نوعی مجموعه دیفیوزرهای کوچک است که در قسمت خروجی دستگاه تعبیه شده است.

سایر توزیع کننده های هوا که جت های فن را تشکیل می دهند لامپ های دیسکی هستند.

این طرحی است که در آن جریانی از هوا که از نازل اصلی بیرون می‌آید به دیسک افقی برخورد می‌کند، جهت آن را تغییر می‌دهد و با زاویه 90 درجه نسبت به جریان اصلی پراکنده می‌شود. در این حالت، یک ناحیه گرداب بسته در نقطه عطف ظاهر می شود، جت ابتدا در محل این ناحیه فشرده می شود و سپس گسترش می یابد، یعنی منطقه گرداب نقش دیوار پخش کننده را با اثرات متعاقب آن ایفا می کند.

علاوه بر این، در سایه‌های دیسک و سازه‌های مشابه، زمانی که به سرعت‌های جریان هوای معینی می‌رسد یا زمانی که ابعاد دیسک کافی نیست، باز شدن ناحیه گردابی قابل مشاهده است.

در این حالت ، هوا از فضای اطراف شروع به مکش شدید به فضای دوم می کند ، شدت تبادل ضربه بین جریان اصلی و ناحیه گرداب افزایش می یابد و در نتیجه جریان های جدا شده شدیدتر و نویز قابل توجه تر می شود.

بهینه ترین آنها از نظر نویز تولید شده، یعنی کمترین نویز، توزیع کننده های هوا مبتنی بر عناصر گیج کننده - نازل های مخروطی (جت های فشرده و مسطح) هستند.

شکل هندسی آن‌ها لایه‌ای شدن جریان را افزایش می‌دهد که منجر به محدود شدن ضربان‌های آشفته (جریان‌های جدایی) می‌شود که تأثیر مثبتی بر نویز این دستگاه‌ها دارد و اجازه می‌دهد جریان هوا با سرعت بالاتری نسبت به هوا به اتاق سرویس‌دهی شود. توزیع کنندگان طرح های دیگر

سرعت های بالا به نوبه خود، دستیابی به پایداری هیدرودینامیکی جت تغذیه را در هنگام نوسانات اختلاف دمای عملیاتی ممکن می کند.

در نتیجه مطالعات هواآکوستیک توزیع‌کننده‌های هوا بر اساس نازل‌های مخروطی، نویسنده مقدار بهینه مخروطی نازل (نسبت ابعاد هندسی تعیین‌کننده مقاطع ورودی و خروجی) را از نقطه نظر تولید نویز برابر با 2.5-3.5.

مطالعات طراحی بزرگ در مورد ایجاد توزیع کننده های هوا بر اساس نازل های مخروطی زمانی توسط موسسات تجهیزات مهندسی TsNIIEP و MNIITEP انجام شد.

تا حدی، طرحی که اصل گیج کننده را در خود جای داده است را می توان یک توزیع کننده هوا در نظر گرفت که توسط موسسه تجهیزات مهندسی TsNIIEP توسعه یافته است که یک جت مخروطی شکل را تشکیل می دهد.

یکی از ویژگی های توسعه، حفظ یک سطح مقطع آزاد ثابت برای عبور هوا بین مخروط های داخلی و خارجی است و خود سطح مقطع در طول طول یک گیج کننده است که باعث کاهش اختلال در جریان از سطوح می شود. جریان بخشی از دستگاه و تولید نویز.

یکی دیگر از دلایل افزایش تولید نویز، که تقریباً در همه دستگاه های تأمین هوا رایج است، وضعیت ناقص تأمین هوا به توزیع کننده هوا است.

اگر مجرای هوا که توزیع کننده هوا را به بخش اصلی شبکه متصل می کند به اندازه کافی کوتاه باشد (کمتر یا مساوی چهار کالیبر)، جریان هوا پس از انشعاب زمانی برای تراز کردن ندارد و یک انحراف قابل توجه در نمودار سرعت باعث می شود. در ورودی توزیع کننده هوا مشاهده شود.

سرعت محلی در طول بخش می تواند بسیار بیشتر (یا کمتر) از سرعت متوسط ​​طراحی باشد. در این حالت، بخشی از توزیع کننده هوا که تحت تأثیر افزایش سرعت قرار می گیرد، نسبت به زمانی که سرعت طراحی شده بود، صدای بیشتری تولید می کند.

بسته به سرعت طراحی، مقدار اضافی ممکن است 6-13 dBA باشد. هنگامی که سطح مقطع توزیع کننده هوا بزرگتر از سطح مقطع مجرای تغذیه باشد، همین تصویر را می توان مشاهده کرد.

شاید تنها وسیله مبارزه با این پدیده، اتاقک های انبساط یا همان محفظه های استاتیکی باشد که بین مجرای هوا و توزیع کننده هوا نصب شده و از تامین جریان یکنواخت هوا به دومی اطمینان حاصل می کند.

بنابراین، طراحی بهینه توزیع کننده هوا باید دارای تعدادی ویژگی طراحی باشد که منجر به کاهش توقف جریان در قسمت جریان می شود.

چنین ویژگی هایی عبارتند از: استفاده از پروفیل های به خوبی کارآمد، نگهداری، در صورتی که به ویژگی های طراحی یا وظایف خاص مربوط نباشد، بخش های جریان ثابت در طول قسمت جریان، و استفاده از نازل های متقارن محوری.

علاوه بر این، توصیه می شود یک محفظه فشار ساکن در ورودی توزیع کننده هوا نصب شود تا از ورود هوای یکنواخت به دستگاه اطمینان حاصل شود.

ادبیات

2. Poz M. Ya., Kats R. D., Leskov E. A., Leshko M. Yu. تحقیق در مورد ویژگی های آیرودینامیک و آکوستیک دستگاه های خروجی هوا با سرعت بالا در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع // تامین آب و مهندسی بهداشتی. 1980. شماره 3. ص 26-28.

3. Tarnopolsky M.D., Salikhov A.A., Gomberg S.L., Aleskovsky V.N., Leskov E.A., Leshko M.Yu توزیع کنندگان هوای مجتمع ورزشی المپیک // تامین آب و مهندسی بهداشتی, 1983. شماره 4. صفحات 17-19.

در محاسبات آکوستیک ما عادت داریم به کاهش نویز در کانال های هوا، صدا گیرها و ... توجه کنیم، اما فراموش می کنیم که کانال های هوا و همچنین صدا گیرها، اتفاقاً منبع صدا هستند.

من عمداً بین سطوح فشار صدا و سطوح قدرت صدا تمایز قائل نمی شوم، در مورد فیلترهای A و غیره نمی نویسم. بیایید نگاهی به بالا بیاندازیم ...

بنابراین بیایید ببینیم تولید نویز در کانال ها چگونه بر محاسبات صوتی ما تأثیر می گذارد ...

سطح نویز اکتاو تولید شده توسط کانال با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

L w = 10 + 50 log(v) + 10 log (A)، که در آن

L w = سطح قدرت صدا، dB

v = سرعت هوا، m/s

A=سطح مقطع مجرای هوا، متر مربع

در واقع، در صفحه وب سایت

http://www.engineeringtoolbox.com و در اینجا یک مثال برای یکی از موارد ذکر شده است:

حال بیایید مدل ریاضی خود را تصور کنیم:

1. فن فشار بی نهایت بالا. مشخصات آکوستیک طبق یک نصب استاندارد VTS گرفته شده است
2. صدا خفه کن 2 متری بعد از فن تعبیه شده است. تولید نویز آن را در نظر نمی گیریم که در ادامه توضیح داده خواهد شد.
3. کانال هوا 400x400 میلی متر با نشت هوا صفر، i.e. جریان هوا در تمام طول مجرا ثابت است

ما همچنین به یک پیرمرد اما وفادار نیاز خواهیم داشت

SNiP II-12-77 "محافظت در برابر سر و صدا" ، یعنی جدول 5، که از آن قانون اضافه کردن منابع نویز از چندین منبع را درک می کنیم:

بنابراین، اجازه دهید داده های خود را در جدول قرار دهیم.
من می خواهم توجه شما را به جدول 5 SNiP II-12-77 جلب کنم. اگر تفاوت نویز از دو منبع بیش از 10 دسی بل باشد، در عمل تأثیر منبع "آرام" در نظر گرفته نمی شود. و تفاوت 10 دسی بل افزایش 0.4 دسی بل به پر سر و صداترین منبع است.

مورد 1. سرعت 7 متر بر ثانیه. طول کانال هوا 10 متر:

همانطور که می بینیم، تا کنون تولید نویز در کانال های هوا (خط 6) بر سطح کلی نویز در کانال های هوا تأثیری ندارد. بله، من تولید نویز در صدا خفه کن را به همین دلیل در نظر نمی گیرم.

مورد 2. سرعت 7 متر بر ثانیه. طول کانال هوا 50 متر:

با چنین طول مجرای هوای طولانی، کاهش نویز در کانال به قدری قابل توجه است که نویز ایجاد شده توسط دیواره های کانال شروع به تأثیر بر سطح کلی نویز می کند.

مورد 3. سرعت 7 متر بر ثانیه. طول کانال 170 متر:

با چنین طولی که در عمل به ندرت به دست می آید، فرکانس های بالاافزایش با تولید نویز از مجرا تعیین می شود.

خوب، اگر طول صرفاً تئوری 1000 متر را در نظر بگیریم، آنگاه فقط تولید نویز باعث ناراحتی شما می شود.

شما می توانید با این برنامه ساده بازی کنید. آن را دانلود کنید

.

نتیجه گیری از همه موارد فوق:

1. هرچه سرعت بیشتر باشد، تولید نویز توسط کانال بیشتر است
2. هرچه سطح مقطع کانال بزرگتر باشد، تولید نویز در همان سرعت بیشتر می شود. این قابل درک است: سفتی ساختار مجرا، حتی با افزایش ضخامت دیوار، با افزایش قطر کاهش می یابد.
با این حال، من با ASHRAE بررسی خواهم کرد تا ببینم آیا واقعاً چنین است یا خیر. بنا به دلایلی، فرانسوی ها افت فشار خاص را با تولید نویز مرتبط می کنند، یعنی. هرچه سطح مقطع بزرگتر باشد، نویز کمتری در همان سرعت خواهد بود.
3. حتی بی صداترین فن نیز قادر به تامین هوای اتاقی با قدرت صدای "صفر" در خروجی توزیع کننده هوا نیست. تولید نویز از بین نخواهد رفت، به علاوه تولید نویز در توزیع کننده های هوا و غیره.

همکاران، اگر من کند باشم و این همه، از نظرات و پیشنهادات سازنده سپاسگزار خواهم بود.