Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Шум систем сброса газа на КС и его источники 10
1.2 Современные методы и средства снижения шума сброса газа 18
1.3 Методы акустического расчета глушителей шума сбросов газа 25
Выводы по главе 1 32
2. Расчетно-аналитические исследования процессов шумообразования и шумоглушения сбросов газа на КС 33
2.1 Анализ процессов шумообразования в системах технологических сбросов газа на КС 33
2.2 Генерация и распространения звука в дроссельных элементах глушителя 45
2.3 Сравнительный анализ работы ступенчатого и крупнопористого дроссельных устройств в условиях сброса газа с контура КС 59
2.4 Распространения звука в диссипативных элементах глушителя 61
Выводы по главе 2 65
3. Экспериментальные исследования элементов шумоглушителя сброса газа 66
3.1 Постановка задачи экспериментальных исследований 66
3.2 Стенды и методики измерений 67
3.3 Обработка результатов экспериментальных исследований 75
3.4 Анализ результатов экспериментов 88
Выводы по главе 3 91
4. Разработка конструкций эффективных глушителей шума сброса газа 92
4.1 Расчетные соотношения для определения параметров дроссельной ступени глушителя 92
4.2 Расчетные соотношения для определения параметров диссипативной ступени глушителя 108
4.3 Типовые конструктивные схемы глушителей шума сбросов технологических газов на КС 115
4.4 Результаты внедрения эффективных глушителей шума сброса газа
Выводы по главе 4
Выводы по диссертации 123
Список использованных источников
- Современные методы и средства снижения шума сброса газа
- Генерация и распространения звука в дроссельных элементах глушителя
- Обработка результатов экспериментальных исследований
- Расчетные соотношения для определения параметров диссипативной ступени глушителя
Введение к работе
Актуальность темы.
Задача снижения производственных шумов на объектах газовой промышленности обусловлена увеличением мощностей газоперекачивающих агрегатов и технологического оборудования, строительством новых компрессорных станций и наращиванием цехов по перекачке газа при реконструкции.
Акустические обследования объектов газотранспортных организаций показывают, что на фоне улучшения шумовых характеристик основных источников шума - газоперекачивающих агрегатов (ГПА) - существенным, а иногда и доминирующим становится вклад вспомогательного оборудования (аппараты воздушного охлаждения газа, запорная аппаратура, системы газовоздушных сбросов и др.) в шумовое поле компрессорных станций (КС).
К числу основных источников шума, определяющих шумовой режим на промышленной площадке КС и прилегающей к ней территории, относятся системы технологических сбросов газа с контуров нагнетателя, топливного и пускового газа ГПА, а также линейных частей КС.
По своей природе шум технологических сбросов газа на КС является аэродинамическим и характеризуется высокими уровнями излучения в высокочастотной части спектра нормируемого (1000-8000 Гц) звукового диапазона. Выполненные оценки применительно к условиям сброса газа на общестанционных коммуникациях КС (Грязовецкая, Новоюбилейная, Ржевская, Торжокская, Холм-Жирковская, Шекснинская) показали, что начальная мощность шума, генерируемого при сбросах газа, составляет 175-180 дБА, а соответствующие уровни шума на расстоянии 50 м превышают болевой порог (135дБА). Допустимый по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 максимальный уровень шума на границе санитарной защитной зоны в 60 дБА достигается на расстояниях в десятки километров от места сброса.
Для обеспечения санитарных требований по шуму на КС «Смоленская» акустическая эффективность шумоглушителей технологических сбросов газа должна составлять 20-40 дБ.
Поэтому создание эффективных средств шумоподавления систем технологических сбросов является актуальной задачей при решении вопросов обеспечения санитарно-гигиенических требований и норм на строящихся и действующих объектах газовой отрасли.
Цель работы: Разработка обоснованных технических решений для проектирования эффективных глушителей шума систем сбросов газа на КС на основе исследований процессов шумообразования и шумоглушения сброса газа на КС.
Задачи исследования:
-
Разработать расчетные модели элементов глушителя шума сбросов газа на КС на основе анализа процессов шумообразования и шумоглушения сброса газа на компрессорных станциях.
-
Провести лабораторные исследования акустико-аэродинамических характеристик элементов глушителя.
-
Обосновать применимость разработанных моделей расчета элементов глушителей шума сброса газа и подтвердить эффективность предлагаемых конструкций на основании анализа экспериментальных данных.
-
Разработать алгоритм определения конструктивных параметров средств глушения шума при проектировании систем сброса газа КС.
-
Провести натурные акустические испытания предлагаемых шумоглушителей систем сброса газа КС.
-
Разработать предложения по выбору основных геометрических и конструктивных параметров глушителей шума сбросов газа на КС.
Научная новизна.
На основании аналитических, стендовых и натурных исследований впервые разработаны методические положения по расчету и проектированию глушителей шума систем сброса газа на КС, которые включают в себя два рабочих узла - дроссельный блок и ступень звукопоглощения.
Разработаны и экспериментально подтверждены расчетные модели для решения задачи шумоглушения в ступенчатых и непрерывных дроссельных устройствах глушителей сброса газа.
Аналитически обоснованы и подтверждены стендовыми испытаниями фактические акустические свойства диссипативных элементов глушителя сброса газа с заданной акустической характеристикой.
Разработаны конструктивные схемы и процедура определения показателей эффективности основных характерных параметров глушителей шума на КС, обеспечивающих технологические и акустические требования к свече сброса газа.
Защищаемые положения:
-
Методы расчета характеристик дроссельных элементов глушителей шума систем сбросов газа на КС, позволяющие определять их акустико-аэродинамические параметры.
-
Методические рекомендации по расчету неоднородных диссипативных элементов глушителя сброса с заданной акустической характеристикой, позволяющие довести шумовые параметры сброса газа до требуемых показателей.
-
Алгоритм определения конструктивных характеристик эффективных глушителей шума, позволяющий обеспечить технологические и акустические требования к свече сброса газа.
-
Экспериментально - теоретическое обоснование конструктивных параметров глушителя шума технологических сбросов газа на КС.
Практическая значимость результатов работ.
Результаты работы вошли в нормативный документ СТО Газпром 2-3.5-042-2006 «Регламент проведения акустического расчета на стадии проектирования компрессорных станций, дожимных компрессорных станций, компрессорных станций подземного хранения газа».
Использование научных разработок, полученных в диссертационной работе, позволило снизить уровень шума сбросов газа с контуров ГПА до требований санитарных норм на КС «Смоленская», КС «Ставропольская», КС «Торжокская» и др.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались:
на Всероссийской научно-практической конференции по проблемам охраны труда и экологии человека в газовой промышленности, Москва, 2002 г.;
на VII Международном экологическом форуме «День Балтийского Моря» - С-Петербург, 2006г.;
на Международной научно-практической конференции «Защита городов от шума компрессорных станций магистральных газопроводов» - С-Петербург, 2006г.;
на II Международной научно-технической конференции «Авиадвигатели XXI века» - Москва, ЦИАМ, 2006г.;
на 7-ой Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России – Москва: РГУ нефти и газа им. Н.М. Губкина, 2007г.
Публикации.
По теме диссертации единолично и в соавторстве опубликовано 12 научных работ, из них три – в журналах, входящих в «Перечень…» ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов по диссертации, списка использованной литературы из 104 наименований, трех приложений. Объем диссертации составляет 134 страницу основного текста, 46 рисунков, 6 таблиц, 3 приложения на 11 страницах.
Современные методы и средства снижения шума сброса газа
Отметим, что, как следует из полученных формул, при росте относительного перепада П0 затухание звука на каждой фиксированной частоте убывает, стремясь к нулевому значению.
Порождение шума в элементах ступенчатого дроссельного устройства происходит в элементарных струйках, истекающих из отверстий дроссельных решеток; его параметры, соответственно, могут быть определены на базе известных [47] соотношений для шума струйного потока. Далее установим соотношения, оценивающие генерацию шума потоком в канале с размещенным в нем крупнозернистым или сетчатым заполнителем. Будем исходить из того, что, в отличие от схемы ступенчатого дросселирования, шум в таком потоке порождается одномерными пульсациями расхода в единичных каналах между элементами заполнителя. Такого рода источники трактуются как монопольные (массовые) [79, 94]. Мощность wed акустического излучения каждой единичной акустической "струйкой" пропорциональна величине
В случае постоянной скорости вместо M(h) и внутреннего интеграла в (2.67) могут быть использованы их значения (2.46) и (2.57) соответственно.
Результаты выполненных в ОАО «НПО ЦКТИ» экспериментальных исследований подтверждают применимость представленных зависимостей к оценке рабочих характеристик дроссельных устройств с засыпными и сетчатыми крупнопористыми заполнителями.
Сравнительный анализ работы ступенчатого и крупнопористого дроссельного устройства в условиях сброса газа с контура КС.
Для простейшего случая одноступенчатого дроссельного устройства расход G = Gcm может быть представлен в виде [75]
В последнем равенстве а - параметр, зависящий только от показателя изоэнтропы газа, определяемый по (2.8), q(n) - газодинамическая функция расхода, которая при сверхкритических перепадах
Стандартный подход к расчету акустических процессов в диссипативном шумоглушителе [34, 94] основан на рассмотрении уравнений Гельмгольца для потенциалов звуковой скорости в рабочей среде и звукопоглощающем материале с последующим сращиванием решений этих уравнений на основании условий непрерывности звуковых давлений и нормальных составляющих звуковой скорости на границе сред. При этом, если уравнения для рабочей среды являются линейным приближением точных уравнений газовой динамики, то механические свойства поглощающего материала определяются лишь в линейной постановке. Неявно подразумевается, что поглотитель может рассматриваться как гомогенная изотропная среда, волновые процессы в которой формально могут характеризоваться теми же параметрами (плотность, давление, скорость, скорость звука и т.д.), что и в газе. Параметрами, определяющими конкретные свойства поглощающей среды, являются зависящие от частоты комплексные значения постоянной распространения у и волнового сопротивления W. Через эти параметры формально могут определяться также комплексные величины плотности и скорости звука в среде (также зависящие от частоты).
С целью расширения возможностей расчета диссипативных элементов глушителя сбросов газа рассмотрим модель, представляющую собой участок канала произвольной формы с твердыми стенками, часть канала заполнена звукопоглощающим материалом, допускается наличие жестких перегородок.
Для получения расчетных соотношений предполагаем, что структура (модовый состав) акустического поля по длине канала остается неизменной, так что потоки акустической энергии через поперечные сечения канала пропорциональны во всей рассматриваемой области среднеквадратичным значениям пульсаций пристенного звукового давления Р2. По сути, данное допущение, которое можно назвать принципом автомодельности (самоподобия), обобщает известные конкретные схемы, такие как плоская волна (одномодовое поле) или диффузное поле, когда энергия волн всех направлений одинакова. Подчеркнем, что представление об автомодельности оправдано именно для неоднородных систем, когда не существует преимущественного поглощения тех или иных мод колебаний.
Уравнение баланса звуковой энергии в канале в рамках предлагаемой автомодельности и схемы может быть записано следующим образом: SdT2 -P 2a dFcm (2.78) где dP2 - изменение среднеквадратичных звуковых давлений Р2 на элементарном отрезке dx по оси канала; S (х) - площадь поперечного сечения канала; d Fcm - площадь поглощающих стенок канала на протяжении от сечения х до сечения x+dx; аэ ф(х,со) - эффективный коэффициент звукопоглощения стенок, являющийся отношением потока интенсивности звука, поглощенного за некоторый промежуток времени, к потоку интенсивности звука, упавшему по нормали на поглощающую поверхность за то же время.
Генерация и распространения звука в дроссельных элементах глушителя
Представленный ранее анализ состояния вопроса, а также расчетные проработки приводят к выводу, что наиболее перспективно создание устройств шумоглушения, обеспечиваемого совместным действием элементов дросселирования и звукопоглощения. Во второй главе теоретически обоснованы различные рабочие схемы шумоглушения технологических сбросов газа с контуров КС и разработаны принципиальные направления перспективных методов их расчета. Однако, имеющиеся немногочисленные данные испытаний этих устройств весьма неполны, содержат множество неучитываемых факторов и не предоставляют возможности каких-либо обобщений [46].
В то же время, для обоснованных конкретных разработок средств шумоглушения сброса газа с контура необходима экспериментальная апробация технических решений, основное содержание которой должно состоять в получении систематических данных о реальном влиянии режимных и конструктивных факторов на рабочие характеристики глушителя. Получение такого рода данных и является целью проводимых в рамках настоящей работы акустико-аэродинамических испытаний типовых элементов сбросовых глушителей.
Для выполнения поставленной цели необходимо: провести экспериментальное определение зависимости шумовых и аэродинамических показателей дроссельных элементов от режима сброса; выполнить систематизированный анализ экспериментальных данных и обосновать применимость разработанных моделей расчета дроссельных элементов глушителей шума сброса газа; исследовать влияние параметров неоднородных диссипативных элементов глушителя на их шумовые характеристики. В качестве исследуемых элементов используются модели систем ступенчатого и непрерывного дросселирования, а также модель неоднородного пластинчататого глушителя, являющегося диссипативной составляющей устройства глушения газовых сбросов. Экспериментальная апробация дроссельных элементов глушителя газовых сбросов проводилась на аэроакустическом стенде ЦКТИ. Источником потока рабочей среды служит сеть сжатого воздуха ТЭЦ ЦКТИ, избыточное давление в которой составляет (4...6) 105 Па. Сброс воздуха в атмосферу регулируется клапаном-вентилем Dy 25, за которым подсоединяется прямолинейный участок трубопровода DBHyTp=27.6 мм с встроенными в него моделями дроссельных элементов шумоглушителей. Автоподобие процессов сбросов воздуха в атмосферу на экспериментальной установке и атмосферных технологических сбросов газа на компрессорных подтверждалась оценками значений чисел Рейнольдса, которые имели сопоставимые значения для рассматриваемых случаев (1,92 10б и 4.48 10б соответственно). Для проведения испытаний была изготовлена и смонтирована заглушённая камера в форме куба размером 1x1x1 м3, внутренняя поверхность которого облицована пятидесятимиллиметровым слоем звукопоглощающего материала АТМ-1. Выхлопная струя подается в камеру, рисунок 3.1, и далее поток отводится через круглое отверстие стенки кожуха. При этом все источники исследуемого шума, включая начальный участок струи, располагаются внутри камеры, а размер камеры в зоне энергонесущих высокочастотных компонент шума в несколько раз превышает характерные длины волн. В процессе опытов контролируются, рисунок 3.1, значения статических давлений в четырех сечениях по ходу трубопровода, характеризующие перепады на клапан и ступени дросселирования. Кроме того, на каждом режиме определяются параметры шума в контрольной точке, расположение которой относительно сечения сброса неизменно. При этом приемная поверхность измерительного микрофона размещается внутри камеры, вблизи границы струи. Контролируются пять параметров шума - общие уровни в полосах "линейная", А, В, С и D. Сравнительные значения этих параметров позволяют судить о частотном составе исследуемого шума.
Обработка результатов экспериментальных исследований
Результаты испытаний в целом подтвердили представленные общие зависимости по расходным характеристикам засыпных и сетчатых крупнопористых заполнителей. Выполненное сравнение расчетных расходов через последовательно расположенные дроссельные элементы, в число которых, в частности, входили мерные сопла, показало, что указанные зависимости вполне могут использоваться для оценки аэродинамических свойств дросселирующих каналов. Определенные поправки могут потребоваться в связи с повышенной порозностью засыпного слоя вблизи стенок канала и соответствующей неоднородностью потока, а также в связи с влиянием таких факторов, как отличие формы зерен засыпки от сферической и разброс в размерах зерен.
Сравнительный анализ шума внутренних дроссельных элементов, отделенных от окружающей среды насадками различного диаметра с зернистыми слоями различной толщины, подтвердил также применимость соотношений, связанных с оценкой затухания звука в дроссельном канале.
Данные акустических спектральных измерений согласуются с представлением о высокочастотном характере шума, генерируемого зернистым или сетчатым заполнителем. При этом в условиях испытаний максимум спектра шума, присущий любым струйным потокам (рис. 3.16), даже выходил за пределы зоны анализа в ультразвуковую область.
Установлено, что влияние режима течения в расширяющемся дроссельном канале на уровни шума одинаково во всем значимом частотном спектре, что объясняется слабой направленностью излучения внутренних акустических источников. Данное обстоятельство позволило использовать полученные опытные данные для апробации расчетных соотношений по генерации шума. В частности, получена экспериментальная оценка акустической эффективности для крупнозернистой засыпки ( к=3,5 10" ). а х,:; 4 7 / \ / т \ h У Vм " JL У
На низких частотах до 200 Гц все испытанные варианты кроме исходного - первого имеют близкие характеристики с незначительным глушением шума на уровне 2...5 дБ. Далее, с возрастанием частоты эффект глушения нарастает и в диапазоне 400...500 Гц составляет 15...20 дБ. Исключением является лишь вариантІЗ, где в результате интерференционных взаимодействий наблюдалось почти полное пропускание звука на частоте 300 Гц.
В районе 650 Гц на всех режимах имеется узкополосная зона повышенной эффективности, составляющей в исходном варианте I около 15 дБ. Наибольшее глушение в этой зоне наблюдалось при испытаниях вариантов 5 (36 дБ), 9 (35 дБ), 10 (34 дБ), 11(36 дБ), 12(36 дБ), 13(38 дБ), и 14 (38 дБ), т.е. почти во всех (кроме вариантов с перфорированными перегородками) случаях достаточно большого количества поглотителя.
На средних частотах в диапазоне 800... 10000 Гц наблюдается наиболее интенсивное поглощение звука, лучшие интегральные показатели шумоглушения, составляющие 40... 65 дБ в диапазоне частот 1...7 кГц у вариантов 5, 9, 11 и 13, т.е. у моделей с импедансной (сотовой) облицовкой и достаточно большим количеством звукопоглощающего материала.
Весьма интересно возникновение дополнительных ярко выраженных узкополосных зон эффективного глушения звука в вариантах с достаточно редкими периодическими свободными ячейками в звукопоглощающей облицовке. Так, при испытаниях вариантов 10 и 11, где свободна каждая седьмая ячейка, такая зона выявлена на частоте 2100 Гц, причем более она выражена в случае импедансной облицовки (вар. 2). В опытах с вариантами 13 и 14, при распределении поглощающих и свободных ячеек 9-2-9, узкополосное глушение звука на частоте 1700 Гц оказалось несколько выше уже в случае варианта 14 с поглощающим слоем без перегородок. Во всех четырех указанных вариантах уровень узкополосного глушения составил 61...67 дБ. Представляется, что использование обнаруженного эффекта целесообразно при подавлении узкополосных составляющих шумов всасывания-выхлопа, определяющих, как правило, соответствующие октавные уровни спектра.
На высоких частотах свыше 10 кГц снижение шума оказалось в среднем на уровне 15 дБ как без звукопоглощающего материала (вар. 1), так и при сплошной облицовке (варианты 2,5). Таким образом, непрерывная облицовка в данном случае не работает, что может быть связано с проявлением известного «лучевого эффекта». Положение несколько улучшается при использовании ячеистой облицовки 1+1 с перфорированными стенками (вар.З), где соответствующий уровень составляет около 20 дБ. Несколько менее эффективна такая же облицовка с разреженным расположением свободных ячеек 2+1 (вар.4). Положительное воздействие ячеистой облицовки в данных случаях является следствием разрушения лучевой структуры акустических волн в канале и увеличения поверхности звукопоглощения. Полученный результат позволяет рекомендовать в необходимых случаях использование ячеистых облицовок пластинчатых глушителей для улучшения их параметров на высоких частотах.
1. Проведено экспериментальное определение зависимости шумовых и аэродинамических показателей дроссельных элементов шумоглушения от режима сброса среды.
2. Результаты испытаний подтвердили применимость общих расчетных зависимостей по расходным характеристикам засыпных и сетчатых крупнопористых заполнителей. Сравнение расчетных расходов через последовательно расположенные дроссельные элементы показало, что расчетные зависимости могут использоваться для оценки аэродинамических свойств дросселирующих каналов.
3. Сравнительный анализ шума внутренних дроссельных элементов подтвердил применимость соотношений, связанных с оценкой затухания звука в дроссельном канале.
4. Измерения эффективности моделей диссипативных элементов глушителя (неоднородных пластин) позволило установить, что наличие перегородок между ячейками (сотовая облицовка) приводит к увеличению затухания в частотной зоне максимального поглощения звука. В высокочастотной области наиболее эффективны варианты с минимальным количеством сотовых перегородок в слое ЗПМ. В зоне низких частот показатели снижения шума практически не зависят от наличия перегородок.
5. Уменьшение количества ЗПМ приводит к снижению суммарного звукопоглощения в канале. Фактический показатель эффективности Лэф (снижение шума dL, отнесенное к количеству т0 ЗПМ) демонстрирует преимущество ячеистой облицовки во всем рассматриваемом частотном диапазоне.
Расчетные соотношения для определения параметров диссипативной ступени глушителя
При расчете снижения шума по формулам (4.41) и (4.42) в случае достаточно протяженных и относительно широких каналов необходимо учитывать так называемый «лучевой эффект», проявляющийся на высоких частотах, когда длины звуковых волн становятся меньше характерной величины поперечного размера В канала (для плоских каналов - меньше удвоенной ширины Ъ канала). В этом случае уровни звуковых пристеночных давлений оказываются меньше средних по проходному сечению канала, определяющих поток звуковой энергии. Пропорционально уменьшению среднеквадратичных значений пристеночных давлений снижается и отвод акустической энергии через звукопоглощающую облицовку.
Многочисленные расчетные и экспериментальные данные [34] указывают на то, что в зоне лучевого эффекта отношение характерных среднеквадратичных значений пристеночных и средних по сечению канала ("среднепотоковых") звуковых давлений убывает обратно пропорционально
Применительно к плоским каналам, имея в виду отмеченные факторы, лучевой эффект удобно характеризовать показателем ki, зависящим от безразмерного комплекса fb/2c. Для элементов облицовки, расположенных достаточно далеко от входного сечения канала, отношение фактического коэффициента звукопоглощения аЭф связано с рассмотренными выше величинами а(ш)Эф (т = 1, 2) выражением:
Лучевая структура звукового поля формируется постепенно по мере удаления от входного сечения канала. Применительно к элементам облицовки, расположенным относительно недалеко от входного сечения, влияние фактора ki незначительно. Ввиду общих свойств звуковых полей в волноводах [42] следует полагать, что изменение структуры поля по ходу канала носит экспоненциальный характер, так что мера влияния расстояния от входного сечения приближенно может быть представлена с помощью экспоненциальных весовых функций. При этом величина аЭф коэффициента звукопоглощения облицовки на расстоянии х от входного сечения канала представляется зависимостью принять ширину канала b = В. При больших значениях х/Ь величина аЭф очевидно приближается к параметру а эф из (4.41). В случае квазиоднородных облицованных каналов постоянного сечения, когда подынтегральные выражения в (2.80, 2.82) изменяются лишь за счет изменения аЭф(х/В) при неизменных (в среднем) характеристиках а(т)Эф возможно использование формулы (2.81) в которой величина аЭф рассчитывается простым интегрированием местного коэффициента звукопоглощения аэф(х/ В) по всей длине канала:
Реализация систематических расчетов эффективного коэффициента звукопоглощения и анализ полученных результатов приведены в приложении 1. В практических расчетах диссипативных шумоглушителей необходимо учитывать дополнительное затухание, связанное с концевыми эффектами взаимодействия звука с выходными кромками рабочих каналов. Существующие стандартные зависимости [90] для частотного спектра дополнительного снижения шума вследствие концевых эффектов применительно к пластинчатым глушителям хорошо аппроксимируются функцией
Сравнение расчетной и экспериментальных зависимостей модельного диссипативного шумоглушителя с ячеистой облицовкой. 1 - расчет; 2 -эксперимент, вариант 6 (канал с облицовкой: 1 ячейка с ЗПМ плюс 1 ячейка свободная - со звуконепроницаемыми границами между ячейками), представленное в приложении 2, показало хорошее совпадение рассматриваемых зависимостей для расчета линейного звукопоглощения.
В соответствии с полученными результатами, предлагаемая методика расчета пластинчатого глушителя включает серию расчетных процедур, позволяющих, последовательно приблизится к получению оптимальных параметров глушителя. На первом этапе задается требуемая акустическая характеристика глушителя в виде набора необходимых значений снижения уровней звуковой мощности ALpi в полосах частот Aft. Далее для каждой частотной полосы Aft с учетом эксплуатационных условий и расчетных данных рис. П.1 - П. 10 подбирается оптимальный звукопоглощающий материал, тип элемента пластины (звукопроницаемая или с жестким основанием) и толщина облицовки, определяющие максимальные коэффициенты звукопоглощения.
С помощью формулы (2.82), в которой в нулевом приближении ширина канала Ъ полагается постоянной, равной максимальной толщине пластины, определяются по заданным ALp А и найденным аЭф необходимые протяженности / участков (блоков) глушения шума в соответствующих частотных диапазонах. На следующем этапе по формуле (2.82) проводятся вариантные акустические и аэродинамические расчеты конструкции глушителя с базовой формой звукопоглощающих пластин при различных шагах пластин и профилях жесткого основания.
Таким образом, разработана методика расчета неоднородных пластинчатых глушителей с заданной акустической характеристикой и малым аэродинамическим сопротивлением звукопоглощающих элементов (пластин). Методика включает в себя соотношения для оптимального выбора физических и геометрических параметров глушителей, а также контрольных расчетов эффективности разрабатываемых вариантов.
В целом, шумоглушитель сброса газа представляет собой, как правило, насадку цилиндрическую, устанавливаемую на выходном участке трубопровода свечи сброса газа и характеризуемую основными габаритами: диаметром D и высотой Н.
Шумоглушитель включает в себя дроссельный блок, предназначенный для малошумного снижения давления сбрасываемого газа, и ступень звукопоглощения, обеспечивающую дополнительное снижение шума до необходимого уровня. Шумоглушители диаметром до 3000 мм следует укомплектовать также стационарной крышкой для защиты рабочих элементов проточной части от атмосферных осадков. С целью предотвращения резонансных эффектов рекомендуется применение внутренней звукопоглощающей облицовки промежуточной камеры между дроссельным блоком и ступенью звукопоглощения.
Выбор конкретных конструктивных решений в рамках предложенной рабочей схемы шумоглушителя атмосферных сбросов газа высокого давления определяется комплексом технических факторов [83, 101], включающим требования по акустической эффективности, пропускной способности и безопасности, условия по максимально допустимому входному давлению, динамическим нагрузкам и направлению выхлопа, габаритные и ресурсные ограничения и т.д.
