ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОБЕСШУМЛИВАНИЕ И ИЗОЛЯЦИЯ ЗВУКА из "Шум " Обратимся к типичному случаю, в котором отчетливо проявляется большинство возникающих практических проблем, — к шуму дизель-генератора. Такие установки используются в качестве резервных агрегатов в самых неожиданных местах — там, где нельзя мириться с возможными капризами Национальной системы электроснабжения. Например, их часто устанавливают в больницах, и там их шум особенно нежелателен. Представим себе, что нам необходимо установить один из таких агрегатов и нет возможности его переконструировать. [c.240] Недостаточно, однако, просто посадить генератор яа амортизаторы и успокоиться на этом. Необходимо также, чтобы все связи, ведущие как к двигателю, так и к генератору, были гибкими. Сюда относятся трубопроводы горючего, кабелепроводы, а также воздуховоды. [c.241] Если противовибрационные амортизаторы применены не были, последующие мероприятия по снижению шума окажутся в значительной степени обесцененными, поскольку, помимо генератора, и грунт, и само здание также будут излучать звук даже на значительном расстоянии от генератора (вспомните камертонный эффект) поэтому, в какое бы совершенное звуконепроницаемое ограждение мы ни заключили механизм, все равно достаточно сильный источник шума окажется вне ограждения. [c.241] Сначала, однако, рассмотрим другую проблему. Как мы помним из гл. 10, если возвести вокруг ис точника звука ограждение, результирующее число де- цибел нельзя найти, просто вычитая из исходного уровня в децибелах величину звукоизоляции стенок. Следует еще прибавить десятикратный логарифм по верхности перегородок, обращенных в интересующую нас сторону, и вычесть десятикратный логарифм среднего коэффициента поглощения поверхностей внутри помещения. Это обусловлено тем, что звуковая волна, идущая от источника к стенке помещения, частично проходит наружу, а частично отражается обратно. Отраженная волна вновь попадает на стенку, снова частично проходит наружу и отражается еще раз. Другими словами, часть волны, которой не удается проникнуть через ограждение сразу, отражается и опять повторяет свою попытку. Поэтому, если стены хорошо отражают звук изнутри, наружу пройдет больше звука, чем в случае, когда стены поглощающие. [c.242] Если каменное ограждение построить нельзя, а однослойная перегородка из стального листа калибра 16 не дает необходимой изоляции, можно, как было указано в гл. 9, применить принцип двойной перегородки. Это, в частности, можно сделать, построив снаружи первого ограждения такое же второе на расстоянии примерно 150 мм и установив оба ограждения на лентах из податливой микропористой резины (это мероприятие желательно провести и для однослойного ограждения). [c.243] В более сложных системах применяют конструкции типа сандвич из более легких перегородок, зажатых между слоями минеральной шерсти. Можно, разумеется, применять и различные другие поглотители звука, например неопреновые или полиуретановые пенопласты, которые, однако, требуют специальной противопожарной обработки тем не менее они оказываются более экономичными и не нуждаются в специальных закреплениях. Но ие всякий старый пенопласт пригоден для этой цели поры должны быть сообщающимися, а сопротивление продуванию должно быть достаточно большим. [c.243] Типичный пример, когда подавление резонанса воздушного объема позволяет снизить общий шум,— это дымоход котельной, в котором к случайному шуму может добавиться компонента чистого тона, так как случайные исходные возмущения, создаваемые сгоранием горючего в воздухе, ведут себя подобно завихрениям, которые создает музыкант, дующий в блок-флейту (см. гл. 3), причем дымовая труба ведет себя как корпус флейты. Избежать такого резонанса трудно — это вопрос тщательного выбора размеров. Все котельные установки различны, и поэтому универсальных рекомендаций не существует, но если резонансы дымовой трубы дают существенный вклад в суммарный шум, то иногда единственный выход — установить глушитель типа, который будет описан в следующей главе. [c.244] Другой важный пример — это вентилятор, присоединенный к приемному или выходному трубопроводу. Главное требование здесь — отличие резонансов трубопровода от частот прохождения лопастей вентилятора и их гармоник. Аналогичные неприятности могут встретиться в пылесосах и электромоторах. [c.244] Поэтому, например, для электрического мотора, установленного на перекрытии прямо на болтах, к площади источника звука следует прибавить и поверхность пола, и, даже если не вмешаются еще и резонансные явления, шум мотора будет излучаться весьма эффективно из-за больших размеров излучающей поверхности. Простое средство — установка мотора на упругом фундаменте — обеспечит значительное снижение шума. Вспоминая, что в некоторых строительных материалах, например в бетоне, звук распространяется на большие расстояния с малыми потерями, легко понять, что, не принимая мер по изоляции механизма от опоры, мы рискуем распространить эффективный источник звука до самых удаленных точек здания. [c.245] Вопрос эффективности излучения весьма важен и при меньших масштабах установок. Недавно мне пришлось встретиться с сильными вибрациями трубы на частоте 3 кГц. Труба была обшита и сама по себе излучала немного звука, но кронштейны, на которых труба была закреплена и которые находились снаружи обшивки, вынуждали всю конструкцию издавать громкую ноту этой же частоты. [c.245] Пожалуй, во всех случаях, прежде чем принимать какие-либо меры по обесшумливанию, следует попытаться виброизолировать источник исходного возмущения от всех других предметов. Это особенно важно, когда дело касается крупных механизмов, к которым прикреплены насосы и моторы, а также элементы, работающие со стуком. Обычно в таких ситуациях возникают и резонансы, и, разумеется, изоляция источника возмущений намного снизит требования к поглощению звука. [c.246] Что же такое собственно виброизоляция Недостаточно просто подложить попавшийся под руку старый кусок резины или пробки под механизм это может либо ничего не дать, либо даже ухудшить положение. [c.246] Вообще нельзя получить выигрыша, пока вынуждающая частота не превзойдет резонансную частоту нагруженного амортизатора более чем ъ л]2 раз, а заметное подавление вибраций начинается, только когда отношение этих частот превысит 2. Теоретически изоляция вибраций продолжает возрастать по мере увеличения этого отношения, однако в действительности это верно только при выполнении ряда предположений, в том числе предположения об идеальной жесткости опоры фундамента. На практике нельзя рассчитывать на изоляцию, превышающую 20 дБ, а если опора или настил слишком податливы, то и это недостижимо, особенно на резонансных частотах самого настила. При изоляции вибраций звуковой частоты нельзя ограничиваться пружинами в качестве амортизаторов, потому что высокочастотный звук прекрасно распространяется по металлу вдоль витков пружины. Во многих случаях нежелательны только низкочастотные вибрации, и тогда это обстоятельство несущественно однако, если приходится бороться и со звуковыми частотами, амортизаторы должны содержать резиновые прокладки, или, где возможно, следует пользоваться резиновыми амортизаторами. [c.247] Собственная частота колебаний груза на аморти заторе связана с прогибом амортизатора под лежа-щей на нем нагрузкой. На рис. 53 дан график, связывающий эти величины. Однако для выбора нужного типа изолятора при данных вынуждающих частотах требуется специальный расчет, поскольку агрегат, установленный на амортизаторах, может одновременно колебаться шестью различными способами с шестью разными частотами. [c.248] Прежде всего придется прорезать в ст не входное и выходное отверстия. Это откроет дорогу воздуху, но также и звуку. Как обычно, отверстия можно рассматривать как самостоятельные источники звука. Эти источники будут создавать полусферические волны. В области более высоких частот скажутся интерференционные эффекты, вследствие которых излучение высокочастотного звука будет направлено в основном вперед от отверстия. [c.249] В целом оказывается, что затухание в облицованном воздуховоде пропорционально толщине облицовки и обратно пропорционально ширине сечения за вычетом толщины облицовки. Что касается сопротивления продуванию облицовки, то здесь можно руководствоваться величиной коэффициента поглощения наибольший коэффициент поглощения соответствует и наибольшему сопротивлению. Затухание в облицованном воздуховоде растет с частотой до тех пор, пока звук не образует пучка, распространяющегося вдоль средней линии воздуховода, независимо от стенок. Это происходит при частоте, когда длина волны в воздухе примерно равна ширине воздуховода. [c.251] Немало формул измышлялось для того, чтобы определять эффективность облицовки в воздуховоде путем расчета. Некоторые из них дают недопустимую погрешность, другие невозможно применить на практике. Наилучший путь — составление таблиц, основанных на реальных испытаниях подобная таблица приведена в Приложении 5. Простая облицовка всех четырех стенок воздуховода прямоугольного сечения еще не предел возможного. Весьма эффективна конструкция, в которой звук проходит по узким каналам между поглощающими стенками, — пластинчатый глушитель с звукопоглощающими перегородками, разделяющими воздуховод вдоль его длины (рис. 55). Такие перегородки часто применяют в патентованных глушителях, используемых э вентиляционных системах. [c.251] Разумеется, для глушения можно использовать короткий круглый воздуховод, облицованный поглощающим материалом (проточный глушитель). Однако основная часть энергии шума выхлопа (как и шума всасывания) сосредоточена на низких частотах, в частности на частоте следования вспышек в двигателе, а если, как обычно, процессы сгорания различаются от цилиндра к цилиндру и от такта к такту, то это может привести к субгармоникам еще меньших частот. [c.252] НИЯ в трубе. Работа этого другого типа глушителя в отличие от поглощающего глушителя основана на реактивном принципе. Основной вид реактивного глушителя— это просто расширительная камера, не содержащая ничего, кроме воздуха. И здесь снова мы встречаемся с рассогласованием импедансов. Вместо того чтобы приводить электрические аналоги, лучше объяснить происходящие в этом глушителе процессы путем сравнения его с антивибрационными амортизаторами, о которых мы уже вкратце говорили. [c.253] Возвращаясь к механизму, установленному на амортизаторах, мы вспоминаем, что при увеличении числа оборотов усиление уменьшается и заменяется ослаблением — изоляцией вибраций. В точности тоже происходит и с резонатором. При возрастании частоты источника звука усиление прекращается при достижении частоты, в - /2 раз большей, чем собственная частота резонатора. По мере дальнейшего увеличения отношения частот колебания воздуха проходят наружу все в меньшей степени ослабление упадет на резонансной частоте второй гармоники. Затем кривая ослабления снова поднимается вверх и снова круто падает вниз на каждой из высших гармоник основной резонансной частоты. [c.254] Вернуться к основной статье