Введение к работе
Актуальность темы.
Для текущего времени характерна тенденция к росту плотности городской застройки, а также к сокращению свободных объемов в зданиях, вследствие чего сокращаются пути распространения шума, и ухудшается акустическая ситуация.
В последние годы все большие масштабы приобретает проектирование и строительство жилых зданий с нижними нежилыми этажами Это этажи, выполненные в виде встроенных или встроенно-прнстроенных строительных объемов, используемые в качестве помещений общественного назначения Часто такие помещения появляются в жилых домах старой постройки, ограждающие конструкции которых не удовлетворяют современным звукоизоляционным требованиям. При вентиляции и кондиционировании воздуха в них применяются системы, работающие как в дневное, так и в ночное время суток и излучающие повышенный шум, который является одной из основных причин нарушения комфортного состояния. Известно, что увеличение шума на 10 децибел приводит к возрастанию общих заболеваний на 20-30%, а сердечных и нервных заболеваний в 1,5-2 раза и ведет к снижению производительности труда
В связи с этим повышение эффективности глушителей аэродинамического шума систем вентиляции является актуальной задачей
Проблемам защиты от шума зданий и территорий застройки посвящены исследования ряда отечественных и зарубежных ученых, научных и производственных коллективов' ГЛ. Осипов, ЕЯ. Юдин, В.П Гусев, Ю Ф Устинов, М Ю Лешко, Э А Лесков, Н И Иванов, В И Леденев, Л.Л. Беранек, Дж.В Стретт (лорд Рэлей), Ф.П. Мехель, СВ. Фремен, НИИСФ РАН и др
Несмотря на значительное количество опубликованных работ, посвященных проблемам борьбы с шумом и исследованиям шумового воздействия оборудования на параметры микроклимата помещений, остались нерешенные задачи, решение которых в современных условиях крайне необходимо
Цель работы - повышение эффективности глушителей аэродинамического шума систем вентиляции
Задачи исследований:
-
Разработать математическую модель, учитывающую влияние скорости воздуха, вязкость перемещаемой в канале среды и геометрические характеристики канала и глушителей шума на их акустическую эффективность.
-
На основе полученной математической модели провести численное моделирование распространения звука в канале при различных условиях
-
Определить влияние запыленности воздушного потока на эффективность шумоглушителей в процессе их эксплуатации
-
Разработать на основе предложенной в работе математической модели новые, более эффективные конструкции глушителей аэродинамического шума систем вентиляции
-
Провести экспериментальные исследования акустических и аэродинамических характеристик разработанных конструкций глушителей шума
Достоверность результатов.
Для решения задач были использованы методы классической акустики, математической физики, статистического анализа, теории нечетких множеств и теория функции комплексных переменных. Основные допущения и упрощения принятые при разработке математической модели в работе обоснованы результатами исследований других авторов При постановке и решении задач обязательным условием являлось соблюдение основных физических положений и законов Адекватность математической модели оценивалась путем сопоставления расчетных данных, выполненных с применением ПЭВМ, с результатами экспериментальных исследований на испытательном стенде
Научная новизна:
1 Математическая модель распространения звука в канате и шумоглу
шителе систем вентиляции, которая в отличие от известных моделей других
авторов, учитывает влияние скорости воздуха, вязкость перемещаемой в ка
нале среды и геометрические характеристики канала и глушителей шума на
их акустическую эффективность
2 Графические зависимости, которые позволяют определить силу звука
при прохождении его в различных условиях через вентиляционные каналы
любой формы
3. Комплексный параметр интенсивности звука, который делает возможным на стадии проектирования рассчитывать и конструировать шумоглушители и каналы систем вентиляции с высокими акустическими характеристиками
-
Аналитическая зависимость звукопроницаемости звукопоглощающего материала шумоглушителя от степени запыленности воздушного потока.
-
Новые конструкции регулируемого пластинчатого и трубчатого глушителей аэродинамического шума, обеспечивающие высокую акустическую эффективность при постоянных и переменных расходах как чистого, так и запыленного воздуха.
6. Результаты экспериментальных исследований акустических и аэродинамических характеристик новых глушителей шума, подтверждающие адекватность разработанной математической модели и высокую эффективность поглощения шума в частотах 125-1000 Гц
Составляющие научной новизны являются положениями, выносимыми на защиту
Практическая значимость работы. Результаты диссертационной работы используются
при разработке проектов по вентиляции, охране воздушного бассейна и охране труда ДОАО «Газпроектинжиниринг», разработанные глушители аэродинамического шума внедрены ЗАО Промвстиляция на объектах г Воронежа;
в учебном процессе при изучении дисциплин' «Вентиляция», «Технические средства и методы защиты окружающей среды», «Охрана воздушного бассейна», о чем имеются соответствующие акты о внедрении
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Проблемы экологии наука, промышленность, образование», Белгород, 2006г., на 9-ой- 10-ой международных научно-практических конференциях «Высокие технологии в экологии» Воронежского отделения Российской экологической академии, Воронеж, 2006 - 2007гг, на 61-ой - 63-й научных конференциях и семинарах ВГАСУ, 2006 - 2008г , на международной научно-практической конференции «Концептуальные вопросы современного градостроительства», Воронеж, 2007г., на международной Интернет-конференции, Тула, 2007г; на второй международной научно-технической конференции "Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции", МГСУ, 2007г; на VI международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды», Волгоград, 2008г
Теоретические положения и практические разработки прошли апробацию и внедрены на объектах г Воронежа.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ общим объемом 54 страницы Лично автору принадлежит 37 страниц Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение. Шесть статей опубликовано в изданиях, включенных в перечень ВАК (Известия вузов «Строительство», журнал «Жилищное строительство», Вестник Томского ГАСУ, Научный Вестник ВГАСУ «Строительство и Архитектура»). В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работах [I, 2] приведены исследования влияния запыленности воздушного потока на эффективность глушителей аэродинамического шума; в работе [3] представлены результаты натурных исследований уровней звукового давления (УЗД) на различных объектах г. Воронежа; в работах [4, 5] представлен разработанный комплексный параметр интенсивности звука; в работе [6J представлены исследования прохождения звука через границы различных сред
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, обозначений и приложений Диссертация изложена на 164 страницах и содержит 140 страниц машинописного текста, 54 рисунка, 12 таблиц, 13 страниц списка используемых источников из 153 наименований и 6 приложений
