Расчет характеристик звукопоглощающей конструкции

Для снижения шума силовых установок часто применяются локально-реагирующие облицовки. Обычно они состоят из перфорированного листа или тонкого слоя пористого материала с сотовой подложкой. Этот пакет прилегает к твердой стенке канала. Однослойная звукопоглощающая конструкция представляется как набор резонаторов Гельмгольца.

Резонатор характеризуется диаметром отверстий, коэффициентом перфорации (отношением суммарной площади отверстий ко всей площади панели), толщиной перфорированной панели, глубиной воздушной полости резонатора, поперечным размером сотовой ячейки.

Принцип работы полуволнового акустического гасителя колебаний основан на отражении звуковой волны и интерференции набегающей и отраженной волны.

Схема полуволнового гасителя

Скорость распространения звука в газовой среде определяется по формуле

L = c /2π f.

Для проектирования ЗПК с перфорацией и сотовыми резонаторами по расчету шума определяется спектр шума в канале на всасывании и выхлопе, по которому определяются номера наиболее интенсивных составляющих и их частоты.

Выполняется схема проточной части ГТД и определяются условия размещения ЗПК и длины их секций в долях калибра. Для наружного контура ГТД с размещением ЗПК за вентилятором по периферии и втулке

,

где и – возможная длина размещения ЗПК в канале наружного контура; – средняя высота канала наружного контура.

ЗПК, размещенные в наружном контуре, снижают только шум, распространяющийся из выхлопного канала.

Определяется эквивалентная длина двухстороннего размещения ЗПК в воздухозаборном канале

.

ЗПК, размещенные во входном канале, снижают только шум, распространяющийся на всасывании.

По частотам и определяются эквивалентные частоты и .

Далее порядок расчета ЗПК для входного и выходного каналов одинаков (индекс «П» или «З» опущен).

Определяется коэффициент влияния скорости на эффективность ЗПК:

при ; при более 0,6; .

Определяется оптимальная толщина слоя ЗПК и оптимальная степень перфорации листа ЗПК:

, мм, , проценты,

где – частота в кГц; – 288 К; – температура в канале, К.

Процент перфорации и диаметры отверстий защитных перфорированных покрытий должны соответствовать требованиям, указанным в таблице

Определяется величина акустической эффективности ЗПК в зависимости от толщины ЗПК

, дБ, где – в мм.

Определяется коэффициент влияния длины ЗПК в канале

.

Определяется поправочный коэффициент влияния суммарного уровня шума:

при менее 120 дБ,

при более 120 дБ.

Определяется коэффициент влияния отклонения величины центральной частоты 1/3-октавной полосы, содержащей частоту :

при , при менее .

Определяется спектр эффективности ЗПК:

.

Таким образом, определены спектры эффективности ЗПК на всасывании и на выхлопе .

Матрица шума вентилятора на всасывании с учетом ЗПК имеет вид:

,