Расчет и проектирование глушителей шума энергоустановок - Характеристики глушителей и звукопоглощающих материалов

ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛУШИТЕЛЕЙ И ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
1. Классификация и определения
Глушители шума принято делить на активные и реактивные. Снижение шума в глушителях активного типа происходит за счет диссипации звуковой энергии в поглощающей облицовке, в качестве которой используют специальные рыхловолокнистые и пористые материалы. Поглощение шума в глушителях реактивного типа происходит путем отражения и рассеяния звуковой энергии на акустических фильтрах, которые образованы сочетанием акустической массы и упругости в виде камер и соединительных трубок. В электроакустике активные глушители рассматривают как системы с распределенными параметрами, а реактивные — как системы с сосредоточенными параметрами. Характерной особенностью глушителей активного типа является довольно плавный вид частотной кривой заглушения; у реактивных глушителей эта кривая имеет ряд острых пиков и провалов. В реальных конструкциях глушителей затухание звука происходит как за счет активных, так и за счет реактивных процессов, но преобладающим является обычно какой-либо один вид потерь.
Существует несколько способов оценки снижения шума при установке глушителя. Для более четкого определения каждого из способов рассмотрим баланс акустической мощности в системе с глушителем:
(3-1)
где Рпад — падающая на вход глушителя звуковая мощность от источника шума; Ротр ι—отраженная обратно к источнику от входа глушителя звуковая мощность; Р„отл — диссипированная в звукопоглощающем материале звуковая мощность; Р„ТР2 — отраженная на выходе из глушителя звуковая мощность; Рпр — прошедшая через глушитель звуковая мощность.
Для глушителей активного типа главным слагаемым в правой части является А,0гл, а для глушителей реактивного типа — дифракционные слагаемые Ротр 1 И Ротр 2·
Эффективностью глушителя называется отношение в децибелах падающей на вход глушителя звуковой мощности Рпад к прошедшей через глушитель мощности Р„р. Экспериментальное определение этого отношения по разности уровней звукового давления до и после глушителя не является вполне правомерным из-за наличия отраженных волн на входе глушителя, а также из-за возможной неравномерности звукового поля в поперечном сечении канала в области высоких частот. Только для плоской бегущей волны справедлива известная формула связи между уровнем звукового давления L и уровнем звуковой мощности Lp:
(3-2)
где S— площадь сечения канала, м2; So = 1 м2.
Принято считать, что разность уровней звукового давления до и после глушителя превышает эффективность глушителя примерно на 3 дБ.
Затуханием в глушителе называется уменьшение звуковой мощности в децибелах между двумя точками по длине канала. При условии распространения плоской бегущей волны эта величина, согласно выражению (3-2), может определяться как разность уровней звукового давления в рассматриваемых точках. Величина затухания является наиболее полезным понятием при рассмотрении характеристик активных каналовых глушителей.
Эффектом установки глушителя называется разность между уровнями звуковой мощности, излучаемой в окружающее пространство до и после установки глушителя. Эта величина не эквивалентна эффективности глушителя, так как зависит еще и от акустической характеристики канала связи между источником шума и окружающим пространством, которая существовала до установки глушителя.
Внесенными потерями называется разность уровней звукового давления в определенной точке пространства до и после установки глушителя. При неизменной характеристике направленности излучения звука в пространство до и после установки глушителя величина внесенных потерь равна величине эффекта установки глушителя.
 Определение эффект а установки глушителя или внесенных потерь в определенной точке пространства является конечной целью при проектировании глушителей шума и будет рассмотрено более подробно в гл. 5. При описании самих глушителей шума в настоящей главе мы будем использовать понятия затухания и эффективности.