Honlapunk alsó tartalma 1360*768 pixel
képernyőfelbontásnál kisebb érték esetén
a görgetősáv használatával érhető el.

Lapszámok

Kérjük válasszon
2014

Tóth Bence - Dr. Vad János

Ipari axiális ventilátorok akusztikai diagnosztikája

Tóth Bence

doktorandusz
BME Áramlástan Tanszék

Dr. Vad János

tanszékvezetõ, egyetemi tanár
BME Áramlástan Tanszék

Kivonat

Ventilátorok hangteljesítményszintjének meghatározására szolgáló különböző módszerek eredményét mutatjuk be. Ismertetjük a VDI irányelvek által javasolt számítási eljárásokat, illetve azok korlátait, bizonytalanságát. Ezzel szemben bemutatunk két kísérleti módszert: az egyikkel süketszobában a hangnyomásszint-karakterisztika alapján, a másikkal pedig zengőtérben a veszteségteljesítmény alapján tudjuk ventilátorok hangteljesítményét mérni.

Az összehasonlításból kiderül, hogy a mérés kisebb bizonytalansággal jár, illetve alkalmazási korlátai sincsenek, így kedvezőbb a számítási eljárásnál. Az esettanulmányon keresztül bemutatjuk az Áramlástan Tanszék infrastruktúráját és képességeit, illetve ismertetjük a Tanszék jövőbeli terveit axiális ventilátorok zajcsökkentésére és hatásfoknövelésére a mikrofontömbös méréstechnika alkalmazásával, szoros együttműködésben ipari partnereinkkel.

Bevezetés

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Áramlástan Tanszéke több évtizede áll a magyarországi ipar szolgálatában. Az utóbbi években is számos, ipari axiális ventilátorokra irányuló kutatás-fejlesztési (K+F) feladatot láttunk el vállalati partnereink megbízásából. A kifejlesztett ventilátorokra és az azokat bemutató hazai valamint nemzetközi publikációkra az alábbi példákat adjuk ipari partnereink feltüntetésével:

• Fokozott fajlagos teljesítményű, energetikailag kedvező üzemű füstgázelszívó ventilátorcsalád [1]: Air-Technik Kft., Hungaro-Ventilátor Kft.
• Egyedi szélcsatorna-ventilátor különleges légtechnikai és szabályozási feltételek kielégítése érdekében [1-4]: Szellőző Művek Kft.
• Fokozott vetőtávolságú és fajlagos teljesítményű sugárventilátor mérsékelt géptömeg, gépméret és előállítási költségek mellett [1, 5]: Szellőző Művek Kft.
• Előírt hűtési teljesítményű villamos motor-hűtő ventilátorok zajának és hajtási teljesítmény-igényének csökkentése [1, 3-4, 6]: Grundfos Magyarország Gyártó Kft.
• Ipari szellőzők, sugárventilátorok áramlási veszteségének és zajkibocsátásának egyidejű csökkentése, mikrofontömbös [7] diagnosztikai módszer bevonásával: Hungaro-Ventilátor Kft. (előkészületben).

Az ipari partnerekkel folytatott konzultáció és a projektek tapasztalatai alapján azt a következtetést vonhatjuk le, hogy piaci előnyt jelent, ha egy adott munkapontra kiajánlott ventilátor lesugárzott hangteljesítménye alacsonyabb a versenytársénál. Versenyelőny szempontjából jelentősnek a legalább 6 dB értékkel kisebb hangteljesítményt ítélhetjük. Ezt a számértéket a [6] projekt eredményei alapján határoztuk meg.

A gyártó a ventilátor katalógusban megadandó hangteljesítményét vagy ventilátor-jellemzőkből történő számítással, vagy méréssel határozhatja meg. A sokféle számítási módszer közül, mint [8] is említi, a hatályos VDI 3731 irányelv [9] vonatkozik a ventilátor – mint gyári késztermék – emissziójának a számítására. Bár a VDI 2081 irányelv [10] is lehetővé teszi ventilátorok hangteljesítményének becslését, ez kevésbé irányadó a gyártó számára, ugyanis a ventilátort, mint egy komplex légtechnikai rendszer egyetlen, beépített komponensét kezeli.

Teljes részletességgel feldolgoztuk a VDI irányelveket. Próbaszámítást végeztünk egy, a nemzetközi piac szempontjából reprezentatívnak ítélt [11] ventilátor adott munkapontjára. Példaként hozzuk a számított lineáris (súlyozatlan) hangteljesítmény-szinteket: [9] szerint 118 dB, [10] szerint 114 dB, mely értékek a számítás szerint mérvadóak a szívó- és a nyomóoldal felé egyaránt. Azonban a [11] dokumentáció szerinti érték mindössze 107 dB a szívó-, 106 dB a nyomóoldal felé. Több jel is arra mutat, hogy a ventilátor akusztikai jellemzőit a gyártó méréssel határozta meg.

Az esettanulmány és az irányelvek elemzése rámutat arra, hogy a gyakorlatilag költségmentes számítási eljárás a következő hátrányokkal, illetve korlátokkal bír a kétségtelenül költségekkel járó akusztikai mérésekkel szemben:
a) előállhat, hogy a ténylegesen halkabb gép zajkibocsátását a számítás túlbecsli;
b) a VDI irányelvek alapján számított értékek bizonytalansága a mértnél nagyobb, mintegy ±3 dB; 
c) a VDI irányelvekben leírt egyenletek alkalmazhatóságát a ventilátor üzemi és egyéb jellemzői (pl. járókerék-átmérő [9]), valamint konfigurációja (pl. [10] axiálventilátorra csak utóterelővel érvényes) korlátozzák; 
d) a számítási eljárás nem képes a különleges zajcsökkentési megoldásokat figyelembe venni.

Nyilvánvaló tehát, hogy a ventilátorgyártónak célszerű akusztikai mérési módszereket alkalmaznia termékei versenyképességének fokozására. A cikkben esettanulmányon mutatjuk be a Tanszék ez irányú készségeit, szakértelmét. Meghatározzuk egy ventilátor hangteljesítményszintjét süketszobában és zengőtérben. A kapott értékek jól egyeznek a gyártó által a katalógusban megadott adatokkal.

 

További részletek lapunk 2014/11-es számának nyomtatott változatában található, illetve a teljes cikk pdf-formátumban is rendelkezésre áll (regisztráltaknak havonta egy alkalommal, előfizetőknek korlátlanul).

A teljes cikk letöltéséhez jelentkezzen be!