---

4.1.1 В общем случае уровень звукового давления ( - взвешенный, 1/3-октавный или октавный) не должен превышать определенной величины в заданной точке (например, на рабочем месте, вблизи него или в помещении для отдыха). Допустимый вклад источника звука может быть определен по уровню звуковой мощности и показателю направленности этого источника с использованием закономерностей распространения звука и требований относительно долей других источников звука. Требуемые вносимые потери глушителя задаются разностью допустимого и реального уровней звуковой мощности источника шума.

В простых случаях, когда принимаемый звук зависит исключительно от источника, подлежащего ослаблению, необходимая вносимая разность уровней звукового давления глушителя может быть вычислена непосредственно как разность реального и допустимого уровней звукового давления в точке наблюдения. В случае, когда разность показателей направленности источника при наличии глушителя и без него пренебрежимо мала, вносимая разность уровней звукового давления равна вносимым потерям глушителя.

4.1.2 Допустимые потери давления не должны быть превышены.

Примечание - Это требование следует формулировать по возможности четко. В отличие от неопределенного требования "как можно меньше" должен быть найден разумный предел. Даже когда потери давления рассматривают как "некритичный параметр", предельное значение должно быть определено из максимально допустимой скорости потока, которая не должна быть превышена из соображений механической прочности, опасности появления потокового шума или неоправданно высоких энергетических затрат.

4.1.3 Допустимый размер глушителя должен быть по возможности минимальным (из соображений стоимости и массы).

Примечание - Это некоторый минимальный размер, который (при заданных обстоятельствах) не может быть уменьшен. Этот размер зависит от требуемого снижения уровня звука, допустимых потерь давления и других ограничений относительно используемых (или нежелательных к использованию) материалов, устойчивости к различного рода нагрузкам и т.д.

4.1.4 Дополнительные требования (касающиеся материалов, долговечности, герметичности и т.д.) обусловлены использованием глушителя при высоких температурах, запыленности, влажности или агрессивных газах, в магистралях высокого давления или при высоких уровнях звука и вибрации, а также при объединении глушителей с устройствами, контролирующими выпуск газа, искрогасителями и пылеулавливателями.

4.2 Выбор конструкции и места размещения глушителей

Специальная информация, относящаяся к глушителям, может быть взята из:

- результатов измерений при лабораторных испытаниях в соответствии с [1];

- данных испытаний, полученных производителем глушителя;

- теоретических моделей для расчета удельных потерь распространения и вносимых потерь глушителей с круглым или прямоугольным поперечным сечением;

- методов прогнозирования (предварительной оценки) потерь давления и уровня потокового шума.

Выбор диссипативного или отражательного глушителя, или глушителя сброса должен быть определен областью его применения или на основании требований настоящего стандарта.

Результаты, полученные компьютерными расчетами вносимых потерь для диссипативных глушителей, зависят от предположений относительно значения сопротивления потоку в глушителе и его распределения, а также акустической эффективности облицовки [2]. Трудно учесть при расчетах определенные геометрические особенности, такие как смещения звукопоглощающих пластин или разделителей поглотителей. Наиболее точными являются вычисления параметров вибрации конструкции и вибрации, обусловленной условиями эксплуатации. Воздействия потока на характеристики реактивных глушителей рассчитывают с помощью сложного специального программного обеспечения.

4.3 Проектирование специальных глушителей

Проектирование специальных глушителей обычно является итерационным процессом, имеющим следующие характерные этапы:

a) грубая оценка требований к размерам свободных каналов для потока совместно с пространством для распределения звука, например с использованием данных, заявленных производителями аналогичных глушителей и взятых для расчета специальных требований и ограничений;

b) построение модели для прогнозных вычислений или измерений;

c) использование результатов моделирования для сравнения с требуемыми уровнями звука и потерями давления;

d) изменение размеров и замена поглощающих материалов для удовлетворения требований или оптимизации конструкции;

e) формулировка специальных требований.

5 Типы глушителей, общие принципы и условия эксплуатации

5.1 Обзор

Глушители используют в целях:

- предотвращения пульсаций и колебаний газа в источнике;

- уменьшения преобразования пульсаций и колебаний в звуковую энергию;

- обеспечения преобразования звуковой энергии в тепловую.

Результирующие вносимые потери глушителя, установленного в канал, в общем случае зависят от степени реализации всех указанных целей. В соответствии с превалирующим механизмом ослабления глушители могут быть классифицированы как (см. таблицу 1):

- диссипативные глушители;

- реактивные глушители, включая резонаторные и отражательные глушители;

- глушители сброса;

- активные глушители.

Таблица 1 - Типичные достоинства и недостатки глушителей различных типов

5.1.1 Диссипативные глушители

Эти глушители обеспечивают широкополосное ослабление звука преобразованием звуковой энергии в тепловую при относительно малых потерях давления. Следует применять меры предосторожности для предотвращения образования налета или забивания поверхности звукопоглощающего материала в случае использования диссипативных глушителей в каналах с переносом газов, загрязненных пылью или образующими налет материалами. Пористые поглотители, изготовленные из хороших волокнистых материалов или тонкостенных структур, могут быть механически разрушены сильно изменяющимся по амплитуде давлением.

5.1.2 Резонаторные глушители (реактивные)

Эти глушители обеспечивают преобразование пульсаций и колебаний газа в звуковую энергию и поглощают звук. Простые резонаторы устанавливают как боковые ответвления в стенках канала. Группы резонаторов используют как облицовку канала или разделительные элементы (дефлекторы) в трубах, что ограничивает падение давления. Резонансы преимущественно настроены на низкие и промежуточные частоты, где требуется ослабление. Характеристика ослабления, ограниченная узким частотным диапазоном, чувствительна к проходящему потоку и может (при определенных неблагоприятных условиях) стать отрицательной, что приведет к генерации тонального звука.

5.1.3 Отражательные глушители (реактивные)

Отражательные глушители обеспечивают преобразование пульсаций и колебаний газа в звуковую энергию. Обычно эти глушители выбирают из-за их прочности, когда применение чисто диссипативных глушителей менее удобно и допустимы повышенные потери давления. Такие ситуации наблюдаются, например, когда газовые потоки переносят пыль, или при высоких скоростях и давлениях потока, или при сильных механических вибрациях. Максимальное ослабление и частоты, на которых оно имеет место, будут зависеть от параметров потока. В некоторых частотных полосах возможны малые или отрицательные значения ослабления.

5.1.4 Глушители сброса

Глушители сброса, которые устанавливают в линиях сброса пара или сжатого воздуха, воздействуют на источник звука, например клапан, снижая скорость выходного потока, и пропускают его через поверхность большой площади. Преобразование звука в тепло при этом обычно незначительно. Большие потери давления требуют большой механической прочности таких глушителей. Их характеристики могут зависеть от частиц вещества, переносимых газом. Глушители сброса подвержены опасности обледенения.

5.1.5 Активные глушители

Такие глушители состоят в основном из совокупности громкоговорителей, управляемых усилителями, на входы которых надлежащим образом подключены микрофоны. Управление осуществляется с помощью высокопроизводительного компьютера или контроллера. Такие специализированные устройства не являются объектом настоящего стандарта. Активные глушители наиболее эффективны для низких частот, где пассивные диссипативные глушители обеспечивают малое ослабление.

Примечание - Активные системы в настоящее время предлагают исключительно как индивидуальные заказные решения для частных применений, и поэтому настоящий стандарт их не рассматривает.

5.2 Акустические и аэродинамические характеристики глушителей

Требуемое от глушителя ослабление задают вносимыми потерями , если не определена конкретная точка приема, или вносимой разностью уровней звукового давления в конкретной точке в 1/3-октавных или в октавных полосах частот. В соответствии с методами лабораторных испытаний по [1] ослабление должно быть измерено в 1/3-октавных полосах частот. Величины, относящиеся к октавным полосам частот, могут быть вычислены по формуле

, (1)

где ( 1, 2, 3) - ослабление в 1/3-октавных полосах, относящееся к одной октавной полосе, дБ, и

- результирующее ослабление в данной октавной полосе.

Заявляемое ослабление в целой октавной полосе будет применимо для широкополосного шума и для широкополосных глушителей. Для тонального шума и для резонаторных глушителей, эффективных в узкой полосе частот, ослабление должно быть задано в 1/3-октавных полосах.

Примечание - Ослабление в октавных полосах может сильно зависеть от спектра шума (см. приложение В).

Необходимым параметром для выбора глушителя являются допустимые потери давления в потоке. Они не должны превысить потери полного давления , которые зависят от средней скорости потока и плотности газа, а также условий распространения потока, описываемых уравнением

, (2)

где - коэффициент потерь полного давления, определенных по [1] для условий однородного потока на обоих концах глушителя;

- коэффициент дополнительных потерь давления, обусловленный отличием условий переноса потока на месте эксплуатации глушителя от условий при лабораторных испытаниях (эта величина подлежит экспериментальной оценке);

- плотность газа, кг/м ;

- средняя скорость потока во входном сечении, м/с.

Примечание - Определения коэффициента потерь полного давления отличаются от определений, устанавливаемых [1]. Поэтому необходимо проверять соответствие определений перед использованием всех величин. Например, имеется другое определение скорости потока как скорости в самом узком поперечном сечении глушителя. Это приводит к существенно более низким значениям .

Другими требующими рассмотрения параметрами, влияющими на акустические и аэродинамические характеристики, являются:

- потоковый шум;

- максимальные размеры, допустимые для глушителя;

- необходимая долговечность глушителя, подвергающегося воздействию потока, пульсаций давления и механической вибрации.

5.3 Пути распространения звука

Помимо прямого распространения звука через глушитель до точки приема 8 (рисунок 1, путь 1) возможно распространение звука многими другими путями. Дополнительные пути излучения:

a) от корпуса источника 6 (путь 2);

b) от стенок канала, расположенных до глушителя (путь 3);

c) от корпуса 7 самого глушителя (путь 4) и

d) структурно распространяющегося звука по глушителю и за ним (путь 5).

Рисунок 1 - Пути распространения звука (схематично)

Распространение звука вдоль указанных боковых путей должно быть исключено обеспечением корпусов источников и стенок канала соответствующей звукоизоляцией и установкой виброизоляторов для устранения распространения структурного шума.

5.4 Акустические эффекты, зависящие от монтажа

Обеспечиваемое глушителем ослабление звука для определенных типов глушителей и способов применения зависит от характеристик источника, присоединенного со стороны впускного конца, и характеристик оконечного устройства со стороны выпуска. Эффекты, зависящие от условий монтажа, имеют место особенно для реактивных глушителей и для глушителей всех типов на низких частотах.