Концевое шумопоглощающее устройство Советский патент 1992 года по МПК G10K11/00 

Изобретение относится к акустическим испытаниям, в частности к технике измерений шумовых характеристик вентилятора внутри подсоединенного к нему трубопровода, и может быть использовано в других областях народного хозяйства и техники, например, для снижения шума на рабочих местах в производственных помещениях, когда необходимо знать шумовые характеристики, начиная с 63 Гц.

Известно концевое шумопоглощающее устройство, содержащее корпус, выполненный в виде экспоненциального рупора, внутри которого и соосно с ним размещен акустически прозрачный трубопровод, а пространство между корпусом и трубопроводом разделено на отсеки, заполненные волокнистым звукопоглотителем. Такое концевое шумопоглошающее устройство позволяет улучшить условия акустического согласования измерительного канала с окружающей средой, но не позволяет оптимизировать его параметры, поскольку не указана связь между частотой, диаметром измерительного трубопровода и коэффициентом отражения.

Целью изобретения является создание концевого шумопоглощающего устройства повышенной акустической эффективности за счет оптимизации его параметров.

Указанная цель достигается тем.что внешний корпус концевого шумопоглощающего устройства выполнен в форме осесиммет- ричного экспоненциального рупора с показателем экспоненты, равным

2

00

м

VI VI

т0 -2art VI -(1 -)Х/С. где fi f f2, f- - частота: fi - нижняя граничная частота нормирования шума на рабочем месте; h - нижняя граничная частота источника шума; р- заданный коэффициент отражения зву. , 1g /Do +2 h. ка; и длиной равной L (

ГПоL O

где Do - диаметр измерительного трубопровода; h - максимальная толщина звукопогло- тителя; с - скорость звука. Эти зависимости выведены теоретически и подтверждены экспериментально.

На фиг. 1 изображено предлагаемое концевое шумопоглощающее устройство; на фиг. 2 - схема азроакустической установки для измерения аэроакустических характеристик вентилятора; на фиг. 3 - изменение акустического сопротивления внутренней поверхности концевого шумопоглощающего устройства вдоль его длины для измерительного трубопровода диаметром 252 мм на частоте 90 Гц; на фиг. 4 - экспериментальные частотные характеристики коэффициента отражения концевых шумопоглощающих устройств.

Предлагаемое концевое шуйопогло щаю- щве устройство состоит из внешнего корпуса 1, выполненного в форме осесимметричного рупора, внутри которого размещен акустически прозрачный трубопровод 2 с диаметром, равным диаметру измерительного трубопровода 3, подсоединяемого к-вентилятору 4. Пространство между корпусом рупора и акустически прозрачным трубопроводом разделено перегородками 5 на отсеки и заполнено по всему периметру волокнистым звукопоглощающим материалом 6. Образующая рупора представляет собой экспоненту с показателем, ра внйм

т0 2 п f V1 -(1 -@Ff /С. а длина рупора ограничивается толщиной звукопоглощающего слоя в выходном сечении концевого шумопоглощающего устройства, акустическое сопротивление которого равно волновому на частоте настройки, и определяется по формуле

, 1. р„ ,00+211.

Еп(

).

ГОо v Do

Принципиальная схема аэроакустической установки для измерения акустических и аэродинамических характеристик промышленного вентилятора 4 приведена на фиг. 3. Здесь всасывающий трубопровод 3 служит дйя определения акустических характеристик, а нагнетательный 7 -для аэродинамических/

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При работе вентилятора 4 в измерительном трубопроводе 3 устанавливается звуковое поле. Излучение звуковых волн в окружающее пространство происходит через концевое поглощающее устройство 8, подсоединенное к измерительному трубопроводу 3. За счет плавного экспоненциальному закону изменения импеданса стенок

измерительного трубопровода от бесконечно большого на входе в концевое поглощающее устройство до волнового на выходе из него, звуковая волна без отражения попэдает в концевое шумопоглощающее устройство и уменьшается по амплитуде при распространении в нем как за счет распределения звуковой энергии на все возрастающее сечение по мере приближения к

0 выхлопу, так и за счет поглощения в толще звукопоглощающей облицовки. В идеальном концевом шумопоглощающем устройстве не происходит отражения и от открытого конца при излучении звуковых

5 волн в окружающее пространство, В реальном концевом шумопоглощающем устройстве, учитывая приближенность импеданса к волновому, а также зачастую наличие за . ним абсолютно жесткого коллектора Э.звуко0 вая волна при излучении окружающее про- странств о испытывает некоторое отражение в выхлопном сечении концевого поглощающего устройства. Однако отраженная звуковая волна затухает в концевом

5 шумопоглощающем устройстве так, что во входном его сечении 10 обеспечивается допустимый коэффициент отражения.

Для экспериментальной проверки работы концевого шумопоглощающего устройст0 ва были изготовлены опытные образцы концевых шумопоглощающих устройств, испытания которых показали, что они обеспечивают экспоненциальное изменение импеданса звукопоглощающей облицовки

5 от бесконечности, присущей абсолютно жестким стенкам измерительного трубопровода, до заданного на выхлопе. В качестве примера типичная картина изменения импеданса облицовки по длине концевого шу0 мопоглощающего устройства для измерительного трубопровода диаметром 252 Мм приведена на фиг. 3. На входе в конце вое шумопоглощающее устройство /начало координат/ импеданс облицовки

5 стремится к бесконечности, на выходе из него /X 2220 мм/ к 2 рС. Такое изменение импеданса внутренней поверхности концевого шумопоглощающего устройства позволяет акустические измерения в плоской

0 бегущей волне, начиная с 63 Гц и вплоть до граничной частоты первой поперечной моды.

Формула изобретения Концевое шумопоглощающее устройст5 во, содержащее корпус, выполненный в виде экспоненциального рупора, внутри которого и соосно с ним размещен акустически прозрачный трубопровод, а пространство между корпусом и трубопроводом разделено на отсеки, заполненные волокнистым звукопоглотителем, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности шумопоглощения, экспоненциальный рупор выполнен с показателем экспоненты,

равным т0 ной, равной L

-(1 -/З2)2 /С.идли- 0-l-2h,

Do

-), причем f i

f f2, где fi - нижняя граничная частота нормирования шума на рабочем месте, h - нижняя граничная частота источника шума, /J- заданный коэффициент отражения звука; Do - диаметр трубопровода; h - максимальная толщина звукопоглотителя; с - скорость звука.

Использование: техническая акустика, измерение шумовых характеристик источников шума, в частности вентиляторов. Сущность изобретения: концевое шумопоглощающее устройство содержит корпус в виде экспоненциального рупора. Внутри корпуса и соосно с ним размещен акустически прозрачный трубопровод. Пространство между корпусом и трубопроводом разделено на отсеки и заполнено волокнистым звукопоглотителем. Экспоненциальный рупор выполнен с приведенным показателем экспоненты, 4 ил.

1

фиг. 1

Фиг 2.

н

M

I |

ъ |

to м

,Ј 1 Я/HSMff WUtforO Ш МОПОГЛОЩОХ:( //./5 x /- xS/-/rr &

yCsn/yGUCTrGG

Редактор М.Васильева

Составитель Е.Гречнева Техред М.Моргентал

to м

ОЩОХ:

.

-/ост

фамице gcttycytMt T jMovfM / яо

Я.ЧХмм

.

1ЙГ

iw /e«

2Ј«ДОл

ч:

.

D-SOSMM

s So ло «о яо /Л Piit.

Корректор Л.Бескид