Комбинированный глушитель шума энергетических установок


F01N1/24 - с применением звукопоглощающих материалов (F01N 1/04,F01N 1/06,F01N 1/10,F01N 1/14,F01N 1/16 имеют преимущество)

 

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к технике глушения шума, и может быть использована для снижения уровня шума энергетических установок: ДВС, поршневых компрессоров, вентиляторных установок, у которых в спектре шума выражены как низкочастотные (63÷250 Гц), так и высокочастотные (свыше 500 Гц) составляющие.

Задачей предлагаемой модели является создание конструкций комбинированного глушителя, содержащего реактивные элементы в виде резонаторов, эффективных на низких частотах, и диссипативные вставки, установленные во всасывающей трубе, снижающие шум на высоких частотах. Резонаторы выполнены в виде цилиндрического корпуса охватывающего всасывающую трубу и ограниченного торцевыми стенками. Корпус разделен внутренними поперечными перегородками. Образованные таким образом три камеры резонаторов сообщаются с пространством газовоздушного канала рядами отверстий. Резонаторы настраиваются на частоты соседних октавных полос. Диссипативные вставки представляют собой цилиндры, из перфорированного листового материала и заполненные звукопоглощающим материалом. Диссипативные вставки для взаимной интенсификации заглушения с резонаторами, располагаются под отверстиями, соосно с всасывающей трубой. Исходя из акустической и конструктивной целесообразности, диаметр резонаторов рекомендуется принимать равным (1,6÷2)d, диаметр диссипативных вставок (0,5÷0,7)d, а их длина не должна превышать (0,75÷1)d, где d - диаметр всасывающей трубы.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к технике глушения шума, и может быть использована для снижения уровня шума энергетических установок: ДВС, поршневых компрессоров, вентиляторных установок.

Известны глушители шума для компрессорных установок или газотурбинных двигателей, содержащих корпус, покрытый изнутри звукопоглощающим материалом, облицованный изнутри перфорированной оболочкой (патент на полезную модель RU 2283434 C1), а также многосекционный глушитель (патент на полезную модель RU 2392467 C1), у которого помимо внутренней облицовки звукопоглощающим материалом нескольких параллельно расположенных трубок, в самих трубках располагаются звукопоглощающие вставки.

Эффективность таких глушителей определяется длиной облицованной части трубы и коэффициентом звукопоглощения применяемого пористого или волокнистого материала. Данный коэффициент у ныне существующих материалов на частотах до 1000 Гц незначителен (менее 0,4÷0,5). Следовательно, вышеперечисленные конструкции малоэффективны на низких и средних частотах (63÷500 Гц).

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание такой конструкции комбинированного глушителя шума, которая состояла бы из отдельных универсальных резонаторных камер, включающих несколько звукопоглощающих элементов, пригодных для использования в газовоздушных трубах разных размеров, причем звукопоглощающие элементы расположены таким образом, что повышается эффективность снижения шума как на низких, так и на высоких частотах.

Технический результат, который будет получен при осуществлении полезной модели, заключается в повышении эффективности шумоглушения за счет настройки резонансной части глушителя на частоты соседних октавных полос и настройки внутренних диссипативных вставок, путем подбора свойств звукопоглощающего элемента.

Технический результат достигается за счет того, что глушитель шума энергетических установок содержит три последовательно расположенных резонатора, настроенных на частоты соседних октавных полос. Резонаторы монтируются на всасывающей трубе энергетической установки в виде соосного цилиндрического корпуса большего диаметра, ограниченного торцевыми стенками, объем которого разделен поперечными перегородками. Образованные таким образом три камеры резонаторов сообщаются с пространством газо-воздушного канала рядами отверстий. Частота, на которой наблюдается максимальное глушение резонатором, определяется из выражения , где с - скорость звука, м/с; V - объем резонаторной камеры, м3; - проводимость отверстий, м; n - количество отверстий; S1 - площадь одного отверстия, м2; l 1 - толщина стенки всасывающей трубы, м. При расчете резонаторов производится подбор размера и количества отверстий для обеспечения необходимой резонансной частоты fр при известном объеме резонаторной камеры. Под действием звуковой волны, проходящей по газо-воздушному каналу, масса воздуха в отверстиях совершает возвратно-поступательные колебания, вследствие чего газ в резонаторной камере испытывает переменное сжатие и расширение, то накапливая энергию, то ее отдавая. Происходит процесс выравнивания звукового давления в канале за резонатором и, следовательно, снижение шума на резонансной частоте. Принимают, что газ в отверстиях колеблется подобно жесткому поршню и в этой области частицы газа совершают возвратно-поступательные движения перпендикулярные оси трубы. Исходя из этого, в конструкции глушителя для расширения частотного диапазона глушения предлагается располагать соосно под отверстиями резонаторов цилиндрические диссипативные вставки, выполненные из перфорированного листового материала (с коэффициентом перфорации >0,2) и заполненные звукопоглощающим материалом. В районе отверстий наблюдается максимальная колебательная скорость частиц газа и более интенсивный процесс перехода кинетической энергии в тепловую за счет трения в пористой структуре звукопоглощающего материала диссипативных вставок. Диаметр диссипативных цилиндрических вставок для обеспечения заметного затухания шума в канале всасывающей трубы и сохранения живого сечения последнего, должен находиться в пределах (0,5÷0,6)d, где d - диаметр всасывающей трубы. Эксперименты показали, что одна общая цилиндрическая вставка, выполненная по всей длине всех последовательно расположенных резонаторов менее акустически эффективна, чем отдельные короткие вставки длиной (0,75÷1)d и расположенные последовательно в трубе в зоне отверстий каждого резонатора. Диаметр резонаторов рекомендуется принимать (1,6÷2)d.

На Фиг. представлена конструкция глушителя с указанием отдельных частей (1-8) и соотношения их размеров относительно диаметра d газовоздушной трубы.

Предложенный глушитель монтируется на всасывающей трубе 1, по которой движется поток воздуха и распространяются звуковые волны. Корпус глушителя выполнен в виде соосного цилиндра 2 размером (1,6÷2)d, где d - диаметр всасывающей трубы, ограничен торцевыми стенками 3 и разделен поперечными перегородками 4. Образованные таким образом три резонаторные камеры 5 сообщаются с пространством газо-воздушного канала во всасывающей трубе рядами отверстий 6. (Фиг.). Внутри всасывающей трубы под отверстиями резонаторов, располагают соосно три цилиндрические диссипативные вставки 7, выполненные из перфорированного листового материала с коэффициентом перфорации >0,2, и заполненные звукопоглощающим материалом 8. Для эффективного снижения шума и сохранения приемлемого гидравлического сопротивления газовому потоку, диаметр цилиндрических диссипативных вставок рекомендуется принимать равным (0,5÷0,6)d, а их длину (0,75÷1)d. Иные соотношения размеров возможны, но это приведет или к понижению акустической эффективности глушителя, или увеличению его гидравлического сопротивления газо-воздушному потоку.

Комбинированный глушитель шума энергетических установок, содержащий цилиндрический корпус, охватывающий всасывающую трубу и ограниченный торцевыми стенками, отличающийся тем, что цилиндрический корпус разделен поперечными перегородками на три камеры, каждая из которых сообщена с пространством газо-воздушного канала во всасывающей трубе рядом отверстий, под которыми вдоль оси трубы расположены цилиндрические диссипативные вставки из листового перфорированного элемента, заполненные звукопоглощающим материалом.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Эффективность снижения шума выпуска маломощных высокооборотных двигателей внутреннего сгорания снегоходов Буран - цель этой настроенной выхлопной резонансной системы.

Эффективность снижения шума выпуска маломощных высокооборотных двигателей внутреннего сгорания снегоходов Буран - цель этой настроенной выхлопной резонансной системы.
Наверх