Расчет звукопоглащающих устройств

Курсовая-расчет с полным приложением и обоснованием всех технических характеристик звукопоглащающего кожуха ...

1. Способы звукопоглощения. Основные звукопоглощающие материалы

Одним из самых рациональных методов снижения уровней шума промышленного оборудования является его уменьшение в самом источнике.
Однако осуществить мероприятия, способствующие уменьшению шума в самом источнике, бывает очень трудно, а иногда совсем невозможно. Поэтому приходится заниматься вопросами глушения шума вне его источника, на пути распространения, применяя для этого всевозможные шумоглушащие устройства. Следует отметить, что конструкция шумоглушащих устройств может обеспечить требуемый эффект снижения шумности промышленного оборудования.
Для того чтобы та или иная конструкция щумоглушащих устройств обеспечила необходимую величину уменьшения шума, ее нужно правильно спроектировать, а следовательно, необходимо иметь методику расчета конструкции шумоглущащих устройств. Одним из наиболее распространенных видов шумоглушащих устройств являются звукоизолирующие кожухи.
Кожухи должны быть выполнены таким образом, чтобы они могли обеспечивать свободный доступ к агрегату, были простыми и удобными в монтаже и демонтаже. Особое внимание должно быть обращено на недопущение неплотностей, щелей и отверстий, которые резко снижают звукоизолирующую способность кожуха.

Одним из неблагоприятных факторов производственной среды является высокий уровень шума. При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторные, управленческие) уровень шума не должен превышать 50 ДБ. В помещениях, где работает инженерно-технический персонал, осуществляющие лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не должен превышать 60 ДБ.
Снизить уровень шума в вышеуказанных помещениях можно с применением звукопоглощающих материалов с максимальным коэффициентом поглощения.

Объемная масса 8—10 кг/м3. Размеры мата 1100Х600 мм, толщина 40, 50 и 60 мм. Температурный диапазон применения до 450°С. Материал негорючий, разрушается .под действием влаги (после обработки водоотталкивающей добавкой ГКЖ-94 может применяться в условиях повышенной влажности), биостойкий, не выделяет токсичных веществ.Маты теплозвукоизоляционные марки АТМ-10 изготовляются из холстов ультра-супертонкого и стекломикрокристал-лического стеклянного штапельного волокна из горных пород и используются в интервале температур от —200 до +900°С. Маты АТМ-10 в зависимости от облицовочного материала применяются трех типов:—АТМ-10к—облицованные с обеих сторон кремнеземной тканью;—АТМ-10т—обл-ицованные с обеих сторон термостойкой кремнеземной тканью (термостойкие);—ATM-10c и ТМ-10—облицованные с двух сторон стеклянной тканью.В промышленной звукоизоляции чаще всего применяют маты марки ATM-l0c и ТМ-10. Эти маты выпускаются толщинами 5, 16, 15, 20, 30, 50 и 60 мм. Размеры матов ATM-l0c и ТМ-10: длина 1100 мм, ширина 600 мм. Объемная масса 20—50 кг/м3. Маты негорючие, влагостойкие, биостойкие не выделяют токсичных веществ.Поропласт полиуретановый эластичный марки ППУ-ЭТ представляет собой газонаполненную пластмассу пористой структуры. Объемная масса 40 кг/м3. Выпускается в виде пластин длиной 2000 мм, шириной 400, 850 и 1000 мм и толщиной от 5 до 300 мм. Температурный диапазон применения в необитаемых помещениях от 15 до 100°С, в обитаемых— от 15 до 60°С. Материал влагостойкий и биостойкий, трудно-сгораемый (с использованием в качестве огнегасителя поливинилхлорида и трехокиси сурьмы). В процессе горения возможно выделение токсичных веществ, поэтому применение этого материала должно быть согласовано с органами пожарной охраны и Госсанинспекцией.Все эти материалы являются лучшими звукопоглощающими материалами, одновременно они выполняют функции теплоизоляционных. Однако, стоимость их достаточно высока, поэтому на практике получили широкое применение также дешевые звукопоглощающие материалы.Звукопоглощающие плиты “Силакпор” изготовляются из ячеистых бетонов автоклавного твердения, имеют пористую структуру и лицевой слой различной фактуры с неглубокой перфорацией, окрашенный в различные цвета. Толщина плиты 40 и 45 мм. Размеры 400Х400 и 450Х450 мм. Средняя объемная масса 345 кг/м3. Плиты негорючие, влагостойкие, биостойкие, не выделяют токсичных веществ.Акустические гипсовые плиты марки АГП состоят из наружной перфорированной гипсовой панели, укрепленной ребрами жесткости, между которыми находится звукопоглотитель из минеральной или стеклянной ваты, оклеенный с тыльной стороны плиты фольгой. Коэффициент перфорации панели 12—15%. Толщина плит 30, 40 и 55 мм; размеры 600Х600 и 810Х810 мм. Плиты марки АГП широко используются для снижения шума и улучшения акустики помещений. Очень технологичны в изготовлении. Плиты трудносгораемые, биостойкие, не выделяют токсичных веществ. Применяются в помещениях с относительной влажностью не выше 70%.Минераловатные плиты акустические марки ПА на синтетическом связующем изготовляются из минеральной ваты марки ВФ-75 и синтетического связующего в виде композиции поливинилацетатной эмульсии и фенолоспиртов. Синтетическое связующее фиксирует пористость структуры — полужесткий или жесткий скелет—при плотности плит 120— 200 кг/м3. Изготовляют плиты двух типов: ПА/С — стандартные и ПА/О — особые. Лицевая поверхность выполняется с несквозной перфорацией (ПА/О) или с отделкой “набрызгом” (ПА/С). Размер плиты 20Х500Х500 мм. Плиты трудносгораемые, биостойкие, не выделяют токсичных веществ. Применяют в помещениях с относительной влажностью не выше 70%.В качестве звукопоглощающих материалов могут применяться также плиты теплоизоляционные из минеральной ваты (ГОСТ 9573—82), минеральные прошивочные маты на металлической сетке марки МП/С, войлок из поливинилхлоридных волокон, плиты из поливинилхлоридного поропласта марки “Винипор”, войлок грубошерстный технический (ГОСТ 6418—81), войлок полугрубошерстный технический (ГОСТ 6308—71) и другие материалы, используемые в качестве теплоизоляционных.Среди применяющихся непосредственно в качестве звукопоглощающих материалов в настоящее время наилучшими являются маты и холсты из базальтового волокна с объемной массой около 20 кг/м3 и толщиной волокон около 2 мкм. В промышленной звукоизоляции они часто используются в виде звукопоглощающих облицовок толщиной 20—100 мм— звукоизолирующей преграды как со стороны источника звука, так и со стороны рабочего места. Перспективным звукопоглотителем является также легкий, эластичный, трудносгораемый пенополиуритан с заткнутыми порами. Он хорошо держит форму при эксплуатации, технологичен в изготовлении и обладает высокими звукопоглощающими свойствами. Наиболее часто его применяют в кожухах машин.Расчет звукопоглощающего устройства в производственном помещенииПути проникновения шума через кожухиЗвукоизолирующий кожух машины представляет собой всесторонне замкнутую оболочку, внутри которой размещается источник шума. Идеальным конструктивным решением кожуха считается решение, при котором обеспечивается полная герметичность. В этом случае величина требуемой звукоизоляции стенок Rтр может быть определена по эмпирической формулеR тр = D L эф тр + 10 lg ( S к / S ист) , (1)где D Lэф тр - требуемая величина снижения уровня звукового давления кожухом в расчетной точке, дБ;S k - площадь поверхности кожуха, м 2;S ист - площадь воображаемой поверхности, вплотную окружающей источник шума.Реальные конструкции кожухов весьма далеки от идеала, так как в условиях их эксплуатации герметичность замкнутого пространства нарушается из-за необходимости подводки внутрь кожуха трубопроводов, устройства каналов для прохода воздуха и отвода избыточного тепла, смотровых окон и открывающихся дверей. Кроме того, наличие обязательных стыковых соединений, неизбежно сопровождающихся щелевыми отверствиями и неплотностями, также ведет к усложнению конструктивных решений и значительным трудностям при попытках обеспечить выполнение требований формулы (1).Рассмотрим на примере кожуха машины (рис.1) наиболее характерные из путей проникновения шума в защищаемое помещение.Рис.1. Возможные пути передачи звука через кожух машиныОсновным путем передачи звука в защищаемое помещение является путь, обозначенный на рис.1 символом А - передача через ограждающую конструкцию. Величины снижения проникающих уровней определяются потерями на звукоизоляцию и могут достигать в зависимости от запроектированной конструкции ограждения значенийD Lкож= R - 10 lg (Sкож / A кож) , (2)где R - звукоизолирующая способность ограждающей конструкции кожуха, дБ, определяется по формуле (1);S кож - площадь поверхности кожуха, м 2;A кож = a кож S п - эквивалентная площадь звукопоглощения в пространстве под кожухом;a кож= 1/ S п S a v S v- средний коэффициент звукопоглощения в пространстве под кожухом;S п - суммарная площадь поверхностей, находящихся под кожухом, включая поверхность кожуха S кож ;a v S v - парциальный средний коэффициент звукопоглощения и площадь поверхности отдельных частей кожуха и деталей машины, находящейся под ним.Наличие технологически необходимых отверстий или неплотностей в кожухе или отдельных его деталях приводит к интенсивной передаче воздушного звука по путям, обозначенным на рис.1 символами Б1, Б2, Б3,Б4.