5-2. Выбор ЗПМ и защитного покрытия для облицовки каналов
ЗПМ для активного глушителя шума определяется, в первую очередь, параметрами газовоздушного потока, который надо пропустить через глушитель, его температурой, влажностью, химическим составом и т. п. Физико-механические свойства выпускаемых промышленностью ЗПМ описаны в § 3-4. Если несколько видов ЗПМ удовлетворяют поставленным требованиям, надо сравнить их акустическую эффективность.
Акустическая эффективность ЗПМ в каналовых глушителях в значительной степени определяется равномерностью и плотностью его укладки по каналу. Поэтому при проектировании необходимо строго придерживаться рекомендуемой в табл. 3-4 объемной плотности набивки ЗПМ и в технических требованиях указывать на выдержку равномерной плотности укладки по длине глушителя. Необходимо отметить, что объемную плотность следует выбирать, по возможности, минимальной из соображений экономии материала.
На рис. 5-2 показано затухание в канале do = dι = 50 мм для облицовки из ультратонкого волокна (УТВ) без связующего. Как видно из рисунка, при объемной плотности 15 кг/м3 (кривая 2) обеспечивается, в целом, большее затухание в рассматриваемом диапазоне частот, чем при плотности 20 и 25 кг/м3 (кривые 3 и 4). Набивка же с объемной плотностью 8 кг/м3 (кривая 1) явно недостаточна, так как дает неудовлетворительную характеристику. Полученные данные согласуются также и с результатами работы [14] по низкочастотным пластинчатым глушителям, где утверждается, что для супертонкого стекловолокна (СТВ) без связующего оптимальной объемной плотностью является 15 кг/м3. Следует отметить, что для СТВ со связующим, например связанных феноло-формальдегидной смолой, как в матах АТМ-1, оптимальная объемная плотность набивки, по нашим данным, составляет 25 кг/м3.
Рис. 5-2. Затухание в канале с облицовкой из УТВ без связующего (а) и ЗПМ (б), различной плотности
Результаты определения затухания в канале da = d\ = 50 мм для некоторых рыхловолокнистых ЗПМ представлены на рис. 5-2, б. Видно, что затухание при облицовке канала УТВ без связующего объемной плотностью 15 кг/м3 (кривая 2) и СТВ со связующим плотностью 25 кг/м3 (кривая 1) примерно одинаково и имеет достаточно широкополосный характер. В то же время характеристика затухания при облицовке канала капроновыми очесами (отходы капронового штапельного волокна, МРТУ 6-06-250—69), плотностью 100 кг/м3 (кривая 3), или полужесткими минераловатными матами, плотностью 75 кг/м3 (кривая 4), которые могут использоваться в качестве заменителя основных ЗПМ, имеет более узкополосный вид с острыми максимумами.
Примерно аналогичный характер затухания, как на кривых 1 а 2 рис. 5-2,6, имеют и облицовки из капронового волокна марки ВТ-4С и ВТ-4. Затухание в каналах, облицованных БСТВ с объемной плотностью 25 кг/м3, также близко к характеристикам для СТВ [18].
Важным фактором, влияющим на затухание звука в облицованном канале, является характеристика защитного покрытия. Как уже упоминалось, для защиты ЗПМ от выдувания используются тонкие сетки, ткани и пленки (табл. 3-5). Конструктивную прочность звукопоглощающих облицовок обеспечивают металлические перфорированные листы и сетки.
Рис 5-3 Затухание в канале d0 = d\ = 50 мм с облицовкой из СТВ со связующим, р = 25кг/ма, покрытыми: а — различными защитными покрытиями; б — различными конструкционными покрытиями
Наиболее полные исследования влияний защитных покрытий на эффективность глушителей выполнены в работах Э. А. Лескова. Основное внимание в них уделено диапазону частот до 1000 Гц, который является определяющим для глушения шума систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Однако при глушении шума в газовоздушных трактах энергоустановок важное значение имеет и частотный диапазон от 1000 Гц и выше.
Из представленных на рис. 5-3, а данных видно, что защитное покрытие ЗПМ наиболее сильно влияет на поглощение звука в канале как раз в области частот выше 1000 Гц. Покрытие материала металлической сеткой (проволока 0 0,4 мм с ячейкой 2X2 мм) не оказывает влияния на затухание звука в канале (кривая /), так как такая сетка акустически прозрачна.
Как указывалось в § 3-4, основной характеристикой защитного покрытия является сопротивление продуванию гь отнесенное ко всей толщине материала. Кривая 2 на рис. 5-3, а соответствует затуханию при покрытии ЗПМ стеклотканями с малыми значениями сопротивления продуванию и малой толщиной ткани 6 = 0,06 мм (№ 4 табл. 3-5, г1 — 100—200 Н-с/м3) и 6 = «=0,17 мм (п = 300—500 Н-с/м3). Затухания при покрытии ЗПМ этими стеклотканями отличались друг от друга не более, чем на ± 2 дБ.
Значительно снижается затухание (кривая 3, рис. 5-3, а) при покрытии ЗПМ легкой, но малопродуваемой пленкой ПЭТФ (№ 7 табл. 3-5) и плотной стеклотканью (кривая 4), толщиной 0,27 мм (г, = 3000—5000 Н-с/м3).
При покрытии ЗПМ стеклотканью СТФ (№ 6 табл. 3-5, г\ = 50000—60000 Н-с/м3) также наблюдается сильное снижение затухания в облицованном канале do — d.i = 50 мм. Значения затухания при этом находятся между кривыми 3 и 4 рис. 5-3, а.
Особенно сильно влияние защитного покрытия сказывается при облицовке узких каналов, которые рассчитаны на глушение высокочастотного шума. Так, для канала do = di — 25 мм при покрытии ЗПМ стеклотканью толщиной 0,27 мм затухание в области частот 2000—8000 Гц снижается на 20—90 дБ/м по сравнению с ЗПМ, покрытым «акустически прозрачной» сеткой. Поэтому не рекомендуется применять пленки и плотные стеклоткани с сопротивлением продуванию более 1000 Н-с/м3 при использовании глушителей для снижения шума в области частот 1000 Гц и выше.
Рассмотрим теперь влияние перфорированного металлического листа на затухание в облицованном канале с защитным покрытием из легкой стеклоткани Г\ < 400 Н-с/м3. Из рис. 5-3,6 видно, что даже металлический перфорированный лист с коэффициентом перфорации /Сп = 30,7 % (отверстие 0 5 мм, шаг 8 мм) дает снижение затухания на 4—10 дБ/м (кривая 2) по сравнению с «акустически прозрачной» сеткой (кривая 1) в области частот от 1600 Гц и выше. Еще большее снижение затухания в 10—20 дБ/м (кривая 3) дает применение перфорированного листа с /Си = 12,6% (отверстия 0.4 мм, шаг 10 мм). Причем ухудшение эффекта звукопоглощения наступает уже с частоты 1250 Гц. Некоторое превышение затухания на частотах от 800 Гц и ниже объясняется, по-видимому, реактивными процессами на отверстиях перфорации. Таким образом, на затухание звука в облицованных каналах, особенно в области высоких частот, оказывает влияние не только материал защитной ткани, но и коэффициент перфорации металлического покровного листа. Кп должен иметь, по возможности, большее значение, желательно не менее 30%. Следует заметить, что при одинаковом Кп листы с меньшими диаметрами отверстий являются более «акустически прозрачными».
