Chapter Generalinformatinandtheory.book

Transkrypt

system kanał ów wentyl acyjnych | i nformacje i teoria
Informacje i teoria
Lindab
1
Informacje i teoria
2
Safe
3
Tłumiki
4
Przepustnice z króćcami
pomiarowymi
5
Kominki wentylacyjne
6
Inne elementy okrągłe
7
Transfer
8
Indeks
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Wymiary
Oznaczenia i przykłady
1
Poniższe oznaczenia i wymiary kanałów oraz kształtek
są zgodne ze standardami CEN.
Długości podano w mm.
3
4
l
t
Kąty podano w stopniach.
Wymiary oznaczone jako Ød1 – Ød4 pasują wewnątrz
kanałów i kształtek o wymiarze Ød.
Wymiary kanałów i kształtek ............................................ Ød
Ød
2
Wymiary przyłączy ................................ Ød1, Ød2, Ød3, Ød4
Grubość blachy .................................................................... t
l
5
Ød3
l
li
8
Ød1
Ød4
l
9
Ød3
Długość montażowa ................................................ l, l1, l2, l3
10
Ød2
Ød1
l
rm
7
Ød
cc
l3
6
Promień gięcia ................................................................... rm
Głębokość wsunięcia ...........................................................li
Długość elementu ............................................................... L
l3
Mimośrodowość ................................................................ cc
Ød
11
Obwód ................................................................................ O
12
Pole przekroju .................................................................... Ac
Ciężar ................................................................................. m
13
Ciężar jednostkowy ........................................................... ml
Ød3
15
Ød
l3
14
16
L
17
18
12
Zastrzega się możliwość zmian technicznych bez uprzedniej informacji
Tolerancja wymiarów
Pogrubioną czcionką oznaczono wymiary standardowe.
Zwyklą czcionką oznaczono wymiary pośrednie.
Kanały
1
Kształtki
2
l
Ød
3
Zgodnie z normą PN-EN1506
Ød
nom
63
80
100
112
125
140
150
160
180
200
224
250
280
300
315
355
400
450
500
560
600
630
710
800
900
1000
1120
1250
1400
1500
1600
Długość
l, l1, l3, etc
0–15
16–100
101–
L
Zakres
tolerancji
63,0 –
63,5
80,0 –
80,5
100,0 – 100,5
112,0 – 112,5
125,0 – 125,5
140,0 – 140,6
150,0 – 150,6
160,0 – 160,6
180,0 – 180,7
200,0 – 200,7
224,0 – 224,8
250,0 – 250,8
280,0 – 280,9
300,0 – 300,9
315,0 – 315,9
355,0 – 356,0
400,0 – 401,0
450,0 – 451,1
500,0 – 501,1
560,0 – 561,2
600,0 – 601,2
630,0 – 631,2
710,0 – 711,6
800,0 – 801,6
900,0 – 902,0
1000,0 – 1002,0
1120,0 – 1122,5
1250,0 – 1252,5
1400,0 – 1402,8
1500,0 – 1502,9
1600,0 – 1603,1
Kąt
Tolerancja
+0
-2
+0
-5
+0
-10
±5
α
Ød1, d2, d3, d4
nom
63
80
100
112
125
140
150
160
180
200
224
250
280
300
315
355
400
450
500
560
600
630
710
800
900
1000
1120
1250
1400
1500
1600
4
li
Zgodnie z normą
PN-EN1506
Ød1
Zakres
tolerancji
61,8 –
62,3
78,8 –
79,3
98,8 –
99,3
110,8 – 111,3
123,8 – 124,3
138,7 – 139,3
148,7 – 149,3
158,7 – 159,3
178,6 – 179,3
198,6 – 199,3
222,5 – 223,3
248,5 – 249,3
278,4 – 279,3
298,4 – 299,3
313,4 – 314,3
353,3 – 354,3
398,3 – 399,3
448,2 – 449,3
498,2 – 499,3
558,1 – 559,3
598,1 – 599,3
628,1 – 629,3
708,0 – 709,3
798,0 – 799,3
897,9 – 899,3
997,9 – 999,3
1117,8 – 1119,3
1247,8 – 1249,3
1397,3 – 1398,8
1496,9 – 1498,5
1596,5 – 1598,2
li
nom
40
40
40
40
40
40
40
40
40
40
40
60
60
60
60
60
80
80
80
80
80
80
100
100
100
120
120
120
150
150
150
Ciężar
Grubość blachy
±10%
Zgodnie ze standardem
blach PN-EN 10143:1997.
Tolerancja
±2°
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
13
Materiały
Grubość blach
1
2
3
4
Możliwe jest wykonanie kanałów z blach różnej grubości.
Jednakże zastosowanie innej grubości blachy może
oznaczać pewne zmiany w typoszeregach produktów. Na
przykład, wzrost grubości blachy o 0,5 mm powoduje
zmniejszenie średnicy wewnętrznej o 1,0 mm, co z kolei
oznacza, że standardowe kształtki nie będą pasowały i
będzie konieczne odpowiednie ich zmodyfikowanie.
Materiał
W typoszeregach standardowych stosuje się następujące
materiały:
• Kanały i kształtki robione ręcznie wykonane są z
materiałów zgodnych z PN-EN 10327:2004 – D×51 D.
5
6
7
8
9
10
11
12
• Kształtki tłoczone są wykonane z materiałów zgodnych z
PN-EN 10327:2004 – D×54 D.
Możliwe jest zastosowanie innych materiałów, na przykład:
• Stal nierdzewna zgodnie z EN 1.4404 lub AISI 316 lub
EN 1.4301 lub AISI 304. Niektóre kształtki, które normalnie
wykonywane są przez wytłaczanie, trzeba wykonywać
ręcznie i łączyć za pomocą zamków blacharskich.
• Aluminium zgodnie z ISO/DIS 209-1. Niektóre kształtki,
które normalnie wykonywane są przez wytłaczanie, trzeba
wykonywać ręcznie i łączyć za pomocą zamków
blacharskich.
• Powleczenie tworzywem sztucznym
Nasze produkty wykonane są standardowo z blachy
galwanizowanej zanurzeniowo na gorąco, a następnie
powlekane są obustronnie proszkowo, za pomocą
proszku epoksydowo – poliestrowego (PE), o grubości 80
mm.
Kolorami standardowymi są NCS S0502-Y 30 jednostek
połysku zgodnie z Gardnem 60° oraz brązowy NCS
S7010-Y70R 45
jednostek połysku.
Uwaga! Dla kanałów o O<100, maksymalna długość w
wypadku powlekania wewnętrznego wynosi 1,5 m
13
Produkty mogą być powlekane opcjonalnie jednostronnie
- tylko od wewnątrz lub tylko od zewnątrz. Grubość farby
proszkowej może osiągać opcjonalnie do 200 mm.
14
• Powłoka alucynkowa z powierzchnią AZ 185, co oznacza
185 g alucynku/m2, położoną dwustronnie. Niektóre
kształtki, które normalnie wykonywane są przez
wytłaczanie, trzeba wykonywać ręcznie i łączyć za
pomocą zamków blacharskich.
15
16
17
18
14
Materiały
Zakresy temperatur roboczych dla naszych materiałów
Pola zacienione oznaczają wersje standardowe.
1
Oddziaływanie
Ciągłe
Produkt
Materiał / Typ
min
°C
Tłoczone i zgrzewane
Łączone na zamki blacharskie,
zgrzewane punktowo
Uszczelka Safe i uszczelnienia
łopatki przepustnicy
Uszczelnienie łopatki
przepustnicy o Ø80
Uszczelka z pianki gumowej
Uszczelka z pianki plastikowej
Króćce pomiarowe
Łożyska przepustnic do stałego
przepływu powietrza
Filtry kanałowe
Filtry kanałowe
Wąż odpływowy skroplin
Izolacja
Tłumik
Blacha ze stali
galwanizowanej
Blacha aluminiowa
Blacha ze stali nierdzewnej
Blacha stalowa powlekana
PVC
Produkty powlekane PE-/EP
Blacha stalowa
alucynkowana
Masa uszczelniająca,
akrylowa
Masa uszczelniająca,
silikonowa
Guma EPDM
Guma silikonowa
Guma silikonowa,
komórkowa
Guma EPDM
Poliester
Plastic
Poliamid
Mosiądz
Elektryczne
Pneumatyczne
Poliester
Etylen, octanowinyl i
polietylen
Wata szklana
Wełna mineralna
Poliester
2
Okresowe
Zakres temperatur
max.
min
max.
°C
°C
°C
2001
2502
2003
500
300
700
80
120
150
200
3
4
5
315
-40
6
70
200
7
-50
-90
120
200
8
-50
120
9
-50
200
10
150
-30
-70
100
150
-50
200
-30
-40
100
70
70
150
300
50
60
120
-30
-30
-5
-45
11
65
200
700
130
12
180
13
1 Dla stali
galwanizowanej odbarwienia pojawiają się przy temperaturze około 200°C. Jest to jedynie problem estetyczny i nie
wpływa na jakość ochrony antykorozyjnej przy pracy w normalnym środowisku.
2 Jeśli
3
14
temperatura osiągnie około 300°C, cynk traci przyczepność do blachy, co obniża jakość ochrony antykorozyjnej.
Po kilku latach pracy w temperaturze 200°C blachy aluminiowe miękną.
15
16
17
18
15
System jednostek SI
Jednostki
W niniejszym katalogu stosuje się system jednostek SI (Systeme lnternational d'Unités), co jest zgodne z międzynarodową
praktyką. Mogą się również pojawić inne jednostki techniczne w tabelach lub na wykresach, równolegle z jednostkami SI.
1
Jednostki podstawowe
2
Długość
metr
m
Masa
kilogram
kg
Czas
sekunda
s
Prąd elektryczny
amper
A
Temperatura kelwin
K
3
4
Jednostki poboczne
Częstotliwość
hertz
Hz
1 Hz
= 1/s
Siła
newton
N
1N
= 1 kg · m/s2
Ciśnienie,
nacisk mechaniczny
pascal
Pa
1 Pa
= 1 N/m2
Energia, praca
dżul
J
1J
=1N·m
Moc
watt
W
1W
= 1 J/s
Potencjał elektryczny,
napięcie elektryczne
volt
V
1V
= 1 W/A
min
1 min
= 60 s
godzina
h
1h
= 3 600 s = 60 min
Kąt płaski
stopień
°
1°
= 1/360 okręgu
Objętość
litr
l
1l
= 1 000 cm3 = 1 dm3
5
6
7
8
Jednostki dodatkowe
Czas
minuta
9
10
Przedrostki wielokrotności
Indeks
Oznaczenie
Skrót
Przykład
1012
tera
T
1 teradżul
1 TJ
109
giga
G
1 gigawatt
1 GW
106
mega
M
1 megavolt
1 MV
103
kilo
k
1 kilometr
1 km
102
hecto
h
1 hectogram
1 hg
101
deca
da
1 decalumen
1 dalm
10-1
deci
d
1 decymetr
1 dm
10-2
centi
c
1 centymetr
1 cm
10-3
milli
m
1 milligram
1 mg
10-6
micro
m
1 mikrometr
1 mm
10-9
nano
n
1 nanohenry
1 nH
10-12
pico
p
1 picofarad
1 pF
11
12
13
14
15
16
17
18
16
System jednostek SI
Współczynniki przeliczeniowe
Tabele przeliczeniowe na inne jednostki powszechnie używane w przemyśle.
1
Ciśnienie p
Pa
pascal
N/m2
mm wc
mm Aq
mm H2O
in wg
" wg
in wc
mm Hg
(at 20 °C)
2
psi(g)
ibf/in2
bar
1
0,102
0,007 53
0,004 02
0,000 145
0,000 010 0
9,79
1
0,073 7
0,039 4
0,001 42
0,000 097 9
1
0,534
0,019 3
0,001 33
133
13,6
249
25,4
6 895
704
100 000
10 215
1,87
1
51,9
27,7
753
402
0,036 1
0,002 49
1
0,068 9
14,5
3
4
1
Długość l
in
cal
ft
stopa
5
m
metr
yd
jard
mila
0,083 3
0,027 8
0,025 4
0,000 015 8
12,0
1
0,333
0,305
0,000 189
36,0
3,00
1
0,914
0,000 568
1
0,000 621
1
39,4
3,28
63 360
1,09
5 280
1 609
1 760
6
7
1
Powierzchnia, A
in2
cal kwadratowy
ft2
stopa kwadratowa
1
144
1 296
m2
metr kwadratowy
0,006 94
0,000 772
0,000 645
0,000 006 45
0,000 000 064 5
1
0,111
0,092 9
0,000 929
0,000 009 29
9,00
1
0,836
0,008 36
0,000 083 6
1
0,010 0
0,000 100
120
100
1
0,010 0
107 639
11 960
10 000
100
10,8
1,20
8
ha
hektar
ar
1 076
1 550
155 000
15 500 031
yd2
jard kwadratowy
1
9
10
Objętość, V
in3
cal sześcienny
1
61,0
231
277
1 728
l
litr
US gal
gallon
UK gal
gallon
ft3
stopa sześcienna
yd3
jard sześcienny
m3
metr sześcienny
0,016 4
0,004 33
0,003 60
0,000 579
0,000 021 4
0,000 016 4
1
0,264
0,220
0,035 3
0,001 31
0,001 00
3,79
1
0,833
0,134
0,004 95
0,003 79
4,55
28,3
1,20
1
0,161
0,005 95
0,004 55
7,48
6,23
1
0,037 0
0,028 3
46 656
765
202
168
27,0
1
0,765
61 024
1 000
264
220
35,3
1,31
1
km/h
Bz
stopy na sekundę
mile/h
mile na godzinę
knot
kn
m/s
0,018 3
0,016 7
0,011 4
0,009 87
0,005 08
54,7
1
0,911
0,621
0,540
0,278
60,0
1,10
1
0,682
0,592
0,305
88,0
1,61
1,47
1
0,869
0,447
101
1,85
1,69
1,15
1
0,514
197
3,60
3,28
2,24
1,94
1
1
12
13
14
Prędkość v
ft/min
stopy na minutę
11
15
16
17
18
17
System jednostek SI
1
Strumień objętościowy qv
ft3/h
cfh
l/min
m3/h
1
0,472
0,028 3
ft3/min
cfm
l/s
0,016 7
m3/s
0,007 87
0,000 007 87
0,060 0
0,035 3
0,016 7
0,000 016 7
35,3
16,7
1
0,589
0,278
0,000 278
60,0
28,3
1,70
1
0,472
0,000 472
60,0
3,60
2,12
1
0,001 00
2,12
1
127
127 133
60 000
3 600
2 119
1 000
2
3
1
4
Masa, m
oz
uncja
kg
kilogram
lb
funt
0,062 5
0,028 3
16,0
1
0,454
35,3
2,20
1
1
5
6
Przepływ masowy, qm
lb/min
kg/s
1
0,007 56
7
1
132
8
Gęstość, ρ
kg/m3
lb/ft3
g/cm3
lb/in3
1
0,062 4
0,001 00
0,000 036 1
1
0,016 0
0,000 579
1
0,036 1
16,0
1 000
62,4
27 680
1 728
27,7
9
1
10
Siła, F
N
newton
lbf
funt siły
kp
kilopond
1
0,225
0,102
4,45
1
0,454
9,81
2,20
1
11
12
Moment obrotowy, M
lbf · in
Nm
1
0,113
8,85
lbf · ft
kpm
0,083 3
0,011 5
1
0,738
0,102
12,0
1,36
1
0,138
86,8
9,81
7,23
1
13
14
Energia, Praca, E
J
dżul
Nm, Ws
1
1 055
4 187
3 600 000
Btu
Brytyjska jednostka
cieplna
15
kcal
kilokaloria
kWh
0,000 948
0,000 239
0,000 000 278
1
0,252
0,000 293
3,97
3 412
1
860
16
0,001 16
1
17
18
18
System jednostek SI
1
Moc, P
W
watt
Nm/s, J/s
kcal/h
hk
metryczny koń
mechaniczny
1
0,293
0,252
0,000 398
3,41
1
0,860
0,001 36
0,001 34
3,97
1,16
1
0,001 58
0,001 56
Btu/h
hp
UK, US
koń mechaniczny
2
0,000 393
2 510
735
632
1
0,986
2 544
746
641
1,01
1
3
4
Różnica temperatury, zmiana temperatury, ΔT dla K; Δϑ dia°C
K
kelvin
°F
stopień Fahrenheita
°C
stopień Celcjusza
1
1,80
1,00
0,556
1
0,556
1,00
1,80
1
5
6
Zależności między jednostkami temperatury
K
0,00
°F
°C
-460
-273
255
0,00
273
32,0
293
68,0
311
100
373
212
-17,8
0,00
Stan fizyczny
7
Zero absolutne
Mieszanina soli amonowej i śniegu
Punkt topienia lodu
20,0
Normalna tempratura atmosferyczna
37,8
Normalna temperatura ciała ludzkiego
100
8
Punkt wrzenia
9
Wzór przeliczeniowy jednostek
°C = (°F - 32) × 5/9 °C = K - 273,15
°F = °C × 9/5 + 32 K = °C + 273,15
10
Litery greckie
11
Litery greckie stosowane są w tekstach technicznych i naukowych jako oznaczenia jednostek fizycznych.
Dopuszczalna jest nieznaczna zmienność wyglądu liter, pod warunkiem wykluczenia możliwej pomyłki.
12
13
Nazwa
alfa
beta
gamma
delta
epsilon
zeta
eta
teta
jota
kappa
lambda
my
Mała litera
Duża litera
a
b
g
d
e
z
h
J
i
k
l
m
A
B
G
D
E
Z
H
Q
I
K
L
M
Nazwa
ny
Mała litera
Duża litera
n
x
o
p
r
s
t
u
j
c
y
w
N
X
O
P
R
S
T
U
F
C
Y
W
ksi
omikron
pi
ro
sigma
tau
ypsilon
fi
ki
psi
omega
14
15
16
17
18
19
Ciśnienie
1
2
3
Ciśnienie całkowite =
ciśnienie dynamiczne + ciśnienie
statyczne
Ciśnienie statyczne w atmosferze zmienia się w zależności
od pogody - niskie lub wysokie ciśnienie, a także w
zależności od wysokości nad poziomem morza.
Standardowe ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza
wynosi:
101,3 kPa = 1,013 bar = 1013 mbar
(= 1 atm = 760 mm Hg)
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
W określonym miejscu, takim jak kanał wentylacyjny,
ciśnienie statyczne napiera ze wszystkich stron.
W instalacjach wentylacyjnych ciśnienie statyczne określa się
w odniesieniu do ciśnienia statycznego atmosferycznego
poza kanałem. Ciśnienie w kanale może mieć zatem wartość
dodatnią – jest wyższe niż ciśnienie atmosferyczne, lub
wartość ujemną – jest niższe niż statyczne ciśnienie
atmosferyczne.
16
17
18
20
Ciśnienie
Spadek ciśnienia
Jeśli w otwartym systemie wentylacyjnym wytworzy się
różnicę ciśnienia statycznego, wówczas nastąpi przepływ
powietrza z punktu o wyższym ciśnieniu, do punktu o
niższym ciśnieniu - z atmosfery do otworu wlotowego kanału
wentylacyjnego, następnie poprzez wentylator i z wylotu
kanału z powrotem do atmosfery. Różnica ciśnienia jest
przetwarzana na energię kinetyczną.
1
2
3
4
5
6
Ciśnienie dynamiczne jest miarą energii kinetycznej
poruszającego się powietrza. Powiązanie ciśnienia i energii
można łatwo zauważyć, korzystając z układu jednostek SI.
Pa = N/m2 = Nm/m3 = J/m3 to znaczy energia (w J) w
odniesieniu do objętości (w m3) przepływającego powietrza.
Ciśnienie dynamiczne zależy od:
kg ⎛ m
------⋅ -----⎞
3 ⎝ s⎠
m
7
8
Aby powietrze mogło płynąć kanałem, musi pokonać dwa
rodzaje oporów przepływu:
2
v
p d = ρ ⋅ ----- z jednostkami
2
2
Spadek ciśnienia i przepływu
W systemach wentylacyjnych, chcemy wprawić powietrze w
ruch! Do strefy przebywania ludzi dostarcza się czyste
powietrze, a odbiera powietrze zanieczyszczone. Do
poruszania powietrzem konieczna jest energia, a ta jest
dostarczana przez wentylatory.
2
kgm- ------m
1
N
kg m
= -------3 ⋅ ------= ----------⋅ 3 = N ⋅ -------2 = -------2 = Pa
2
2
s
m
m
m
m s
Przepływ powietrza przez kanały nie jest w warunkach
rzeczywistych wolny od strat. Występuje tarcie, a powietrze
może zmieniać kierunek. Do pokonania oporów niezbędne
jest ciśnienie (to znaczy energia). Suma ciśnienia
statycznego i dynamicznego daje ciśnienie całkowite.
pt = ps + pd
• opory liniowe (tarcia) pomiędzy przepływającym
powietrzem, a ścianką kanału.
• opory miejscowe w miejscach, gdzie powietrze zmienia
kierunek i prędkość przepływu.
Opory liniowe (zwane także wartością R) są wyrażone w
9
10
11
2
λ
v
jednostkach Pa/m Δp f = ------ ⋅ ρ ----2
dh
12
gdzie
Δpf = opór liniowy na metr (Pa/m)
λ = współczynnik tarcia zależny od rodzaju materiału oraz
13
szorstkości powierzchni
Ponieważ ps jest ujemne w stosunku do ciśnienia
atmosferycznego (po stronie ssawnej wentylatora), zatem pt
jest też ujemne, jeśli suma ps i pd jest ujemna.
dh = średnica hydrauliczna kanału, średnica przewodu
okrągłego, który wykazuje się identycznym oporem przy
danej prędkości przepływu, jak kanał prostokątny
14
2⋅a⋅b
d h = ------------------a+b
15
gdzie a i b oznaczaja boki kanału prostokątnego.
Dla kanałów okrągłych, dh = d
16
ρ = gęstość powietrza (kg/m3)
v = średnia prędkość powietrza (m/s)
17
18
21
Ciśnienie
Obliczenia spadku ciśnienia
1
2
3
4
5
Wymagany spręż wentylatora
Spróbujmy wykonać obliczenia spadku ciśnienia dla
prostego systemu wentylacyjnego!
• Określ ilość kształtek znajdujących się
na drodze przepływu powietrza.
13
• Następnie umieść w tabeli wymiary oraz
dane każdego elementu, tak jak na
przykładzie.
12
11
• Odczytaj z wykresu spadek ciśnienia dla
każdego elementu. Można wykorzystać
zmniejszone wykresy, przedstawione
poniżej.
10
6
9
Nr
Strumień
l/s
1
400
Ozn.
elementu
Wymiar
Ø mm
Długość Spadek Spadek
m
ciśnienia ciśnienia
Pa/m
Pa
RCU
400-315
-
-
3,1
2,0
3,3
6,6
2
"
SR
250
3
"
BU 90°
250
-
-
11,0
4
"
SR
250
1,6
3,3
5,3
5
"
SLCU 100
250/1200
1,2
5,0
6,0
6
"
RCFU
250-200
-
-
22,0
7
"
SR
200
1,5
8,0
12,0
8
"
BU 90°
200
-
-
24,0
9
"
SR
200
1,2
8,0
9,6
-
-
15,0
3,5
3,3
11,6
10
"
RCU
250-200
11
"
SR
250
12
"
RCFU
400-250
-
-
16,0
HF
400
-
-
14,0
13
7
"
Całkowity spadek ciśnienia (suma wierszy 1 – 13) = 156,2
3
8
4
5
6
7
Zsumuj spadki ciśnienia zebrane w ostatniej kolumnie tabeli.
Następnie wybierz wentylator, który zapewni przepływ q =
400 l/s oraz spręż całkowity pt = 156 Pa.
8
2
9
1
10
2 4 7 9 11
v
RCU, RCFU
Δ pt [Pa]
5
0
0
[m
m]
63
0
50
40
31
5
1
0
16
0
0
20
25
v [m
/s]
5,0
11,010
2
Ød
44
3
80
0
50
10
00
0
0
3
55
10
2
1
0.5
0.1
5
10
10
500 1000
50 100
50 100
400
500 1000
10000 [m3/h]
2
[mm
0
LWA [dB]
1000
90
30–
0
]
40
0
Ød
400
1
80
500
4
00
10
9
70
6
10
Δ pt [Pa]
400
v [m
/s]
400
5
–12
–16
315 0
–20
0
–80
–10
0
125
Ød
5
60
100
50
5
50
3
40
14
1
10
50
50
100
100
500
500
400
1000
q
1000
5000
5000
10000
10000 [l/s]
[m3/h]
1
10
50
50
100
100
500
500
400
1000
q
10
1000
5000
5000 10000
10000 [l/s]
[m3/h]
30
50
500
400
100
500
10
50
50
100
100
500
500 1 000
400
1000
1000
5000
5000
10000
q
10000 [l/s]
[m3/h]
5 000 10 000 [l/s]
[m3/h]
5 000 10 000
1 000
q
8
7
16,0
5
5
–63
50
]
6
10
100
15
[mm
250
2
160
Ød
200
1
–31
5
500
–40
0
630
–50
0
200
315
–25
250
–
0
0
–10
5
–16
0
125
8
7
Ød
3000 [l/s]
5000
Ød [mm]
100
D pt
Δ pt
–12
160
10
9
200
63
–80
80–
v [m
/s]
100
15
1000
1000
500
HF
v
[Pa]
50
400500
100
100
13
RCFU
[Pa]
100
50
v
–25
500
–31
0
5
6
RCU
0.1
50
10
q
12
v
15,0
50000 [l/s]
50000100000 [m3/h]
q
10
16
5000 10000
5000 10000
0
[m3/h]
80
10000 [l/s]
10
5000
5000 10000
50
1000
1000
q
500
12
500
400
100
50
50
100
1
63
0.02
1
10
15
22
10
0.05
50
18
15
10
0
100
80
[Pa/m]
24,0
1
Δpt
200 250
12
5
20
25 0
5 0
63
5
4
0.5
3,1 2
160
Δ pt
4
]
50
0
63
0
8,0105
3,3
3
125
50
[mm
12
10
100
50
80
]
31
[mm
ød
40
2
10
80
10
0
12
5
16
0
Ød
]
1
0
80–
63
–80
125
–10
0
160
–12
5
200
–16
0
100
8
7
6
20
15
50
Ød
80
100
100
5
5
17
SLCU 100
63
200
630
22,0
250
–20
315
–2
0
400 50
–
500
315
–40
0
v [m
/s]
9
Δ pt
BU 90°
[Pa/m]
50
14
5
Ød1 [mm]
100
13
3 8
SR
[Pa]
–50
12
1 6
v [m
/s
11
Ciśnienie
Warunki wstępne
R
= tarcie liniowe
W celu poprawnego doboru wymiaru kanałów, należy
zgromadzić informacje odnośnie całkowitego spadku
ciśnienia na poszczególnych kształtkach.
ζ
= współczynnik oporu
ν
= lepkość kinematyczna
Całkowity spadek ciśnienia D pt (Pa) pomiędzy dwoma
przekrojami, 1 i 2, w kanale jest określony przez wzór
pt = pt1 - pt2 = (ps1+pd1) - (ps2+pd2)
Ac1
Ac2
v1
v2
ps1
ps2
Sekcja 1
Sekcja 2
2
Pa/m
1
m2/s
Całkowite spadki ciśnienia dla najpopularniejszych kształtek
są podane na wykresach w funkcji przepływu (lub w
niektórych przypadkach prędkości).
2
Podstawowe dane zawarte na wykresach pochodzą z
pomiarów i obliczeń wykonanych w naszych laboratoriach.
Niektóre wykresy są zapożyczone z literatury.
3
Wykresy odnoszą się do powietrza w warunkach
normalnych.
4
ν
= 15,1 · 10-6 m2/s
ϑ
= 20 °C
ρ
= 1,2 kg/m3
ϕ
= 65 %
pA
= 1013,2 mbar
5
6
ρ⋅v
q
gdzie p d = ------------- i v = -----2
Ac
Dla powietrza o innej gęstości (ρinne) przepływ (qinny) jest
obliczany na podstawie wzoru
7
Przy obliczeniach spadku ciśnienia w wentylacji zakłada się:
1,2
qinne_gęstość = q wykres ⋅ ------------ρ inne
8
• niezmienny przepływ, tzn. gęstość powietrza się nie
zmienia
• warunki izotermiczne, tzn. brak wymiany ciepła między
kanałem a otoczeniem
9
• brak zmian w energii potencjalnej, tzn. pomija się
wysokości pomiędzy poszczególnymi miejscami instalacji.
10
Używane oznaczenia
l
= długość
m (mm)
a
= dłuższy bok
m (mm)
b
= krótszy bok
m (mm)
r
= promień
m (mm)
d
= średnica
m (mm)
dh
= średnica hydrauliczna
m (mm)
Ac
= pole powierzchni
m2
pA
= ciśnienie atmosferyczne
mbar
ps
= ciśnienie statyczne
Pa
pd
= ciśnienie dynamiczne
Pa
pt
= ciśnienie całkowite
Pa
Δp
= spadek ciśnienia
Pa
Δ pt
= całkowity spadek ciśnienia
Pa
ϑ
= temperatura
°C
v
= prędkość powietrza (średnia)
m/s
q
= strumień powietrza
m3/s
ρ
= gęstość
kg/m3
α
= kąt
°
ϕ
= wilgotność względna
%
λ
= współczynnik tarcia
11
12
13
14
15
16
17
18
23
Dźwięk
Wentylacja nie musi być głośna!
1
2
Używając zdrowego rozsądku oraz tworząc instalację
wentylacyjną w oparciu o odpowiednie podzespoły, możesz
uniknąć wielu problemów i narzekań.
3
Wentylatory wytwarzają hałas i nic na to nie można poradzić.
Można jednak zapobiegać przenoszeniu hałasu do
obsługiwanych pomieszczeń – można absorbować i tłumić
hałas po drodze.
4
Poniższy opis nie stanowi podręcznika jak obliczać i tłumić
hałas w instalacjach wentylacyjnych – w tym celu należy
zapoznać się odrębnymi publikacjami.
Ten opis dostarcza jedynie informacji odnośnie kilku prostych
zasad i wskazówek, które wspólnie ze zdrowym rozsądkiem
wystarczą do stworzenia prostej instalacji.
Warto mieć pewne podstawowe informacje o tym, gdzie i jak
wytwarzany jest hałas, jak jest przenoszony i tłumiony w
instalacji. Pozwoli to na wybranie prawidłowej koncepcji i
podzespołów instalacji. Stosując prostą analogię:
rozchodzenie się hałasu oznacza przenoszenie fal w medium
np. powietrzu, co jest niewidoczne. Jest to bardzo podobne
do rozchodzenia się fal po wodzie.
Poniżej przeanalizujemy podobieństwa, co uczyni
porównanie bardziej zrozumiałym:
5
6
Zródło
Fale na wodzie
Rozprzestrzenianie się
Fale na wodzie
Rzucamy kamień na całkowicie nieruchomą wodę.
Fale na wodzie rozchodzą się w powiększających się
współśrodkowych okręgach od centrum, gdzie kamień trafił
w wodę.
7
8
9
10
Fale w powietrzu
11
Strzelamy z pistoletu w górę.
12
Fale w powietrzu
13
Fale dźwiękowe rozchodzą się w powietrzu we wszystkich
kierunkach, w formie powiększającej się kuli od centrum,
którym jest np. pistolet.
14
15
16
17
18
24
Dźwięk
Transport energii
Fale na wodzie
Zakłócenia na drodze
Fale na wodzie
Energia kinetyczna jest transportowana od cząsteczki do
cząsteczki w wodzie. Cząsteczki obijają się o siebie i
poruszają do przodu i do tyłu. Energia rozprzestrzenia się ze
źródła.
Jeśli fale w wodzie natrafią na bok łodzi lub motorówki,
odbiją się pod tym samym kątem, pod jakim uderzyły w
przeszkodę.
Fale w powietrzu
Energia kinetyczna jest transportowana od cząsteczki do
cząsteczki w powietrzu. Cząsteczki obijają się o siebie i
poruszają do przodu i do tyłu. Energia rozprzestrzenia się od
źródła.
1
2
Fale w powietrzu
Jeśli fale w powietrzu natrafią na ścianę, odbiją się pod tym
samym kątem, pod jakim w nią uderzyły.
3
4
5
6
7
Odległość
Fale w wodzie
W ten sam sposób piłka odbija się o ścianę.
Gdy fale oddalają się od centrum, gdzie rzucony był kamień,
wysokość fali staje się mniejsza i mniejsza, aż przestaje być
widoczna. Woda ponownie się uspokaja.
Fale w powietrzu
Gdy fale dźwiękowe oddalają się od źródła, czyli pistoletu,
ruchliwość fali spada i dźwięk staje się coraz cichszy i
słabszy, aż przestaje być słyszalny.
8
Strata energii
Fale na wodzie
9
Wysokość odbitej fali jest niższa od fali uderzającej. Część
energii kinetycznej zostaje zaabsorbowana w przeszkodę (i
przekształcona w ciepło).
Fale w powietrzu
10
Ruch fali odbitej jest mniejszy niż fali uderzającej w
przeszkodę. Część energii kinetycznej zostaje
zaabsorbowana w przeszkodę (i przekształcona w ciepło).
11
12
Intensywność
Fale na wodzie
13
Energia, która wywołała rozchodzenie się fali lub moc
potrzebna do jej dalszego wytwarzania obejmuje coraz
większy obszar powierzchni, zwiększając średnicę okręgu.
14
Fale w powietrzu
Energia, która wywołała rozchodzenie się fali lub moc
potrzebna do jej dalszego wytwarzania obejmuje coraz
większy obszar przestrzeni, zwiększając średnicę kuli.
15
Piłka porusza się znacznie wolniej po odbiciu od ściany niż
przed obiciem.
16
17
18
25
Dźwięk
Zdolność pochłaniania hałasu różni się w zależności od
zastosowanych materiałów. Ta właściwość jest określona
przez współczynnik chłonności materiału α.
Wełna m
100 mm
lna
50
m
m
ineralna
na
ral
25
mm
e
ra
m
ine
4
Część pochłoniętej w ten sposób energii jest przekształcana
w ciepło, a reszta jest odbita do pomieszczenia. Ten rodzaj
tłumienia, gdzie dźwięk jest tłumiony przez miękką
powierzchnię jest związany z pochłanianiem przez
porowatość.
a
ełn
min
W
a
3
1,0
0,5
ełn
2
wartość α
W
1
Dźwięk może być pochłaniany
Jeśli dźwięk natrafi na miękką, porowatą ścianę (wełnę
mineralną itp.), drgające cząsteczki wnikają w jej
powierzchnię i są zatrzymywane przez tarcie o włókna
materiału.
łodze
j pod
ywan
5
ki d
Mięk
we
etono
na b
Szyb
r
awo
6
knie
Beton
0
a
i=a+r
7
8
9
a
α=—
i
250
500
1000
2000
4000 Hz
Hałas w instalacjach wentylacyjnych rozchodzi się tak samo
łatwo zgodnie z kierunkiem przepływu, jak i pod prąd.
i
Jeśli nic nie zostało pochłonięte, to wszystko zostało odbite,
zatem r = 0 co oznacza α = 0:
0
i = 0 + r α = --- = 0
i
10
125
Jeśli nic nie zostało odbite, wszystko zostało pochłonięte,
zatem r = 0 co oznacza α = 1:
Hałas przenoszony przez kanały wentylacyjne będzie
tłumiony na kilka sposobów. Zacznijmy od rozważenia
niczym nie pokrytych kanałów metalowych.
Ściany metalowe również pochłaniają – jednak niezbyt
wiele
Gdy fale dźwiękowe uderzają w ścianki kanału, zaczynają
one drgać z tą samą częstotliwością co częstotliwość
dźwięku.
11
a
i = a + 0 α = --- = 1
a
Ruch ten jest normalnie bardzo mały i niezauważalny dla
gołego oka (łatwiej jest wykryć drgania, przystawiając
opuszki palców do blachy).
12
Można powiedzieć, że otwarte okno wykazuje się
współczynnikem a = 1, dźwięk w całości przechodzi na
zewnątrz!
Efekt drgań jest analogiczny do drgania szyby w oknie, gdy
pobliską ulicą przejeżdża ciężka ciężarówka.
W wypadku powierzchni z twardych materiałów, takich jak
beton lub marmur, praktycznie nie ma pochłaniania energii
dźwięku, wszystko jest odbijane i wartość a jest bliska zeru.
W pomieszczeniach o twardej powierzchni ścian dźwięk
odbija się wielokrotnie, zanim zaniknie. Pomieszczenie ma
długi czas dudnienia i charakteryzuje się długim,
nieprzyjemnym echem. Poziom dźwięku wytworzony przez
normalne źródło dźwięku staje się wysoki.
Kanały oraz szyba okienna spełniają w tym wypadku funkcję
tłumika membranowego – ekrany, które są wprawione w
drgania przez energię do nich dochodzącą. Ten ruch jednak
nie jest pozbawiony tarcia, które spowodowane jest przez
siły wiążące cząsteczki blachy, a także przez tarcie w
miejscach łączenia. Podobnie jak poprzednio w wypadku
materiałów porowatych, część energii jest przekształcona w
ciepło – hałas który pozostał jest już słabszy i został
częściowo wytłumiony.
13
14
15
16
17
Jeśli zastosuje się miękkie materiały, takie jak maty filcowe,
zjawisko jest odmienne. Wartość α jest bliska 1. Czasem
zbyt wyciszone pomieszczenia są wręcz nieodpowiednie:
„nie słychać, co się mówi”. Należy unikać sytuacji
ekstremalnych. Dudnienie w pomieszczeniu powinno być
dopasowane do jego przeznaczenia.
Przy takiej samej powierzchni przekroju, kanał okrągły,
spiralnie zwijany jest sztywniejszy niż kanał prostokątny i
spowoduje mniejsze tłumienie.
Jak to zilustrowano na następnej stronie, tłumienie w
prostych odcinkach kanałów jest relatywnie niewielkie.
Dlatego też tłumienie to pomija się w kalkulacjach hałasu,
traktując je jako margines bezpieczeństwa.
18
26
Dźwięk
Tłumienie w prostych odcinkach kanałów
(grubość blachy 1 mm)
Tłumienie
dB na m
0,6
0,5
0,4
A
0,3
D
0,2
e
B
C
Gdzie należy umieszczać materiał tłumiący w kanale?
Odpowiedź jest oczywista – tam gdzie materiał tłumiący
będzie wchodził najczęściej w kontakt z falami dźwiękowymi.
Hałas, który jest transportowany wzdłuż długiego, prostego
kanału będzie utrzymywany na kierunku poprzez odbijanie
się od ścian kanału. Materiał tłumiący ułożony wzdłuż kanału
prostego ma zatem mniejszą wartość, niż materiał ułożony
na łukach, komorze ssawnej lub tłocznej lub w kanale
prostym zaraz za wentylatorem lub gdziekolwiek indziej,
gdzie występuje „turbulentny przepływ powietrza”. Im więcej
razy powietrze uderza o miękkie ściany, tym bardziej
przydatny jest materiał tłumiący.
1
2
3
4
f
g
0,1
h
0
63
125
250
500
5
> 1k
Średnia częstotliwość pasma oktawowego Hz
6
Wymiary kanału
75–200
A
Kanały prostokątne
200–400
400–800
B
C
800–1000
D
7
Kanały o przekroju okrągłym
Ø 75–200
e
200–400
f
400–800
g
800–1600
h
8
Pochłanianie jest znacznie bardziej efektywne
Tłumienie hałasu staje się znacznie bardziej efektywne, jeśli
w kanale umieści się materiał pochłaniający. Sposób w jaki
dźwięk jest tłumiony jest opisany powyżej, część energii
dźwięku jest pochłaniana przez materiał.
9
Dlaczego tłumiki kolanowe BSLCU są tak efektywne!
10
Jeśli dźwięk wchodzi wystarczającą ilość razy w materiał
pochłaniający, energia kinetyczna dźwięku która wprawia w
wibrację bębenek w uchu będzie na tyle mała, że nie
spowoduje uciążliwości!
11
12
Tłumiki proste skupiają materiał pochłaniający
Powyższy opis fal dźwiękowych należy uzupełnić. Jeśli fale
dźwiękowe są transportowane wzdłuż powierzchni
porowatych są one odbijane od ścian kanału. To odbijanie
zwane jest „dyfrakcją”.
Z tego powodu, jak również z uwagi na fakt, że hałas
rozchodzi się w związku z turbulencjami, tłumiki proste mogą
mieć wysokie tłumienie
13
14
15
16
17
18
27
Dźwięk
1
Jak widać na przykładzie tłumików SLCU 50 i SLCU 100,
tłumienie zmienia się w oparciu o kilka zasad:
2
3
Aby wytłumić niskie częstotliwości
(< 500 Hz), konieczna jest grubsza
warstwa materiału tłumiącego – tłumik
SLCU 100 jest bardziej wydajny niż
SLCU 50.
SLCU 50
Ød1
l
nom mm
80
300
80
600
80
900
80 1200
100
300
SLCU 100
63
5
5
5
6
2
Tłumienie dB dla częstotliwości Hz
125 250 500 1k
2k
4k
5
8
15
28
29
23
7
12
26
41
50
48
9
17
37
50
50
50
11
21
49
50
50
50
2
6
14
21
25
20
8k
16
24
32
40
11
Ød1
l
nom mm
80
300
80
600
80
900
80 1200
100
300
63
10
12
14
16
5
125 250 500 1k
2k
4k
8
10
16
21
27
24
13
19
27
37
50
46
18
28
38
50
50
50
23
37
49
50
50
50
4
11
14
18
24
20
8k
16
24
33
42
11
125 250 500 1k
2k
4k
21
27
24
8
10
16
37
50
46
13
19
27
50
50
50
18
28
38
50
50
50
23
37
49
4
11
14
18
24
20
8k
16
24
33
42
11
4
5
6
7
8
Aby wytłumić wyższe częstotliwości
(> 500 Hz), wystarczająca jest cieńsza
warstwa materiału tłumiącego – tłumik
SLCU 50 jest tak samo efektywny jak
SLCU 100.
Im dłużej dźwięk musi przemieszczać
się przez materiał chłonący, tym
większe jest tłumienie. Dłuższe tłumiki
mają większe tłumienie niż krótkie –
SLCU o długości l = 600 tłumi więcej
niż SLCU o długości l = 300.
SLCU 50
Ød1
l
nom mm
80
300
80
600
80
900
80 1200
100
300
SLCU 100
63
5
5
5
6
2
125 250 500 1k
2k
4k
28
29
23
5
8
15
41
50
48
7
12
26
50
50
50
9
17
37
50
50
50
11
21
49
2
6
14
21
25
20
8k
16
24
32
40
11
SLCU 50
Ød1
l
nom mm
300
80
600
80
900
80
80 1200
100
300
63
5
5
5
6
2
125 250 500 1k
2k
4k
5
8
15
28
29
23
7
12
26
41
50
48
9
17
37
50
50
50
11
21
49
50
50
50
2
6
14
21
25
20
8k
16
24
32
40
11
9
10
11
Im mniejsza odległość między
tłumiącymi powierzchniami, tym
wyższe jest tłumienie. Tłumiki o małej
średnicy tłumią bardziej, niż te o
średnicy dużej – SLCU Ø 80 tłumi
więcej niż SLCU Ø 250.
12
13
14
15
Z tego samego powodu, dodatkowa
kulisa pozwala na zwiększone tłumienie
w stosunku do tłumika bez kulisy –
SLBU 100 tłumi silniej niż SLCU 100.
Ød1
l
nom mm
80
300
80
600
80
900
80 1200
100
300
UWAGA!
Tłumienie nie jest wprost
proporcjonalne do długości tłumika.
Jest to spowodowane faktem
dodatkowego tłumienia na wlocie i
wylocie z tłumika, a wszystkie tłumiki
posiadają tylko jeden wlot i wylot,
niezależnie od długości.
SLCU 50
Ød1
l
nom mm
80
300
80
600
80
900
80 1200
100
300
250
250
250
315
600
900
1200
600
63
5
5
5
6
2
125 250 500 1k
2k
4k
5
8
15
28
29
23
7
12
26
41
50
48
9
17
37
50
50
50
11
21
49
50
50
50
2
6
14
21
25
20
3
3
4
0
2
4
5
2
7
8
9
6
13
20
26
11
17
26
35
14
16
23
30
9
8
10
12
4
8k
16
24
32
40
11
6
8
10
5
SLCU 100
l
Ød1
nom mm
80
300
80
600
80
900
80 1200
100
300
250
250
315
315
315
400
900
1200
600
900
1200
600
63
10
12
14
16
5
7
7
1
2
2
1
SLCBU 100
125 250 500 1k
2k
4k
8
10
16
21
27
24
13
19
27
37
50
46
18
28
38
50
50
50
23
37
49
50
50
50
4
11
14
18
24
20
7
9
4
6
8
5
15
20
7
12
16
5
18
25
9
14
18
5
25
34
12
19
26
7
23
30
10
15
21
4
10
13
5
7
9
4
8k
16
24
33
42
11
9
11
6
8
10
4
Ød1
nom
l
mm
63
315
315
315
400
600
900
1200
600
4
5
7
4
16
17
18
28
63
10
12
14
16
5
125 250 500 1k
2k
4k
8k
6
7
9
5
10
16
23
7
16
23
30
9
22
30
38
13
28
38
47
16
27
32
37
15
18
22
25
13
Dźwięk
Częstotliwość hałasu wpływa na wybór tłumika
Jak pokazano we wcześniejszych tabelach, zdolność
tłumienia zmienia się wraz z częstotliwością dźwięku. Przed
przeanalizowaniem doboru tłumika, warto zastanowić się
nad opisaniem bardziej szczegółowo parametru
częstotliwości.
Młoda osoba o normalnym słuchu jest w stanie usłyszeć
dźwięki o częstotliwości od 20 do 20 000 Hz, to znaczy o
długości fali (w powietrzu) od 17 m (przy 20 Hz) do około 17
mm (przy częstotliwości 20 kHz).
1
2
Zródło dźwięku wpływa na otaczające powietrze i wprawia je
w drgania. Charakterystyka dźwięku zależy od zmienności w
ciśnieniu powietrza.
3
Załóżmy, że źródłem dźwięku jest wibrująca płyta – zmiany
ciśnienia i dźwięku będą miały tą samą częstotliwość, co
wibrująca płyta. Siła dźwięku będzie zależna od siły wibracji,
tzn. amplitudy drgań. Zacznijmy następująco:
Jeśli jest tylko jeden ton o pojedynczej częstotliwości,
ciśnienie będzie się zmieniać sinusoidalnie.
4
Infradźwięki
Dźwięki słyszalne
20 Hz
Ultradźwięki
20 000 Hz
5
Człowiek odczuwa zmiany w częstotliwości w skali
logarytmicznej, to znaczy jest to częstotliwość względna, a
nie różnica w Hz, co określa jak zmiana jest odczuwana.
Częstotliwość zwiększona dwukrotnie jest odczuwana jako
taka sama, niezależnie od tego czy jest to zmiana ze 100 na
200 Hz, 1000 na 2000 Hz czy 10 na 20 kHz.
6
7
8
9
Infradźwięki
Skala logarytmiczna
Rozchodzenie się dźwięku jest określane przez:
• częstotliwość (f),
która mierzona jest w hertzach, Hz, (s-1), (określa ilość
zdarzeń w ciągu sekundy, kiedy nadchodzi nowa fala).
• długość fali (λ, "lambda"),
która jest mierzona w metrach, m, (określa odległość
pomiędzy podobnymi punktami krzywej).
20
50
100
200
500
1000 2000
Ultradźwięki
5000 10000 20000 Hz
Skala logarytmiczna jest zazwyczaj dzielona na oktawy, czyli
jednostki, gdzie górna nuta jest podwojeniem częstotliwości
dolnej nuty. Ten podział funkcjonuje w muzyce już od bardzo
dawna.
• prędkość dźwięku (c)
która jest mierzona w m/s, (określa prędkość
rozchodzenia się fali dźwiękowej).
12
14
Te trzy zmienne powiązane są wzajemnie ze sobą
równaniem:
Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu jest również
funkcją ciśnienia i temperatury.
11
13
oraz
c=f·λ
10
15
Infradźwięki
Skala logarytmiczna
20
50
100
200
Przy normalnym ciśnieniu i + 20 °C prędkość dźwięku wynosi
c ≈ 340 m/s.
500
1000 2000
Ultradźwięki
5000 10000 20000 Hz
16
17
18
29
Dźwięk
A także w inżynierii.
zasadniczo zdefiniowana następująco: 10 · log (X/X0), gdzie
X jest jednostką mierzoną, to znaczy ciśnieniem dźwięku, a
X0 jest poziomem odniesienia w tej samej jednostce.
Wyrażenie X/X0 jest zatem bezwymiarowe. Zamiast tego
podaje się poziom odniesienia od którego jednostka dB jest
określona. Oznacza to, że zasadniczo wyraża się poziom w
dB (ponad X0).
1
2
3
Nasza zdolność odczuwania dźwięku
Nasza reakcja na dwa dźwięki o tym samym ciśnieniu
akustycznym, ale odmiennej częstotliwości, jest różna.
4
Infradźwięki
5
Ultradźwięki
Skala logarytmiczna
50
20
100
5000 10000 20000 Hz
1000 2000
500
200
16
8
9
31,5
63
125
250 500 Hz
1
2
11300
5640
2820
1408
704
352
176
88
22
7
44
Częstotliwości graniczne oktaw
4
22600
6
8
16 kHz
Geometryczne średnie częstotliwości dla pasma oktawowego
Określenie decybela
Im silniejszy jest dźwięk, tym mocniej cząsteczki powietrza
uderzają o siebie.
10
Krzywe opisujące jak w normalnych warunkach ludzie
odczuwają dźwięki różnej siły i częstotliwości, zostały
skonstruowane na podstawie eksperymentów
przeprowadzonych na dużych grupach ochotników.
Te tak zwane krzywe poziomów słyszalności są wyznaczone
przy ciśnieniu akustycznym dla każdej krzywej przy
częstotliwości 1 kHz. Jednostką używaną dla krzywych jest
fon.
Krzywe poziomu słyszalności
Poziom ciśnienia akustycznego dB (over 20 mPa)
11
12
13
14
15
16
17
18
30
Poziom słyszalności (Fon)
140
Zmiany ciśnienia dźwięku w obszarze słyszalności mogą
różnić się w szerokim zakresie. Niektóre dźwięki są tak słabe,
że nie jesteśmy w stanie ich usłyszeć. Tak zwany próg
słyszalności zmienia się wraz z częstotliwością i wynosi 20
μPa przy częstotliwości ok. 1000 Hz.
Inne dźwięki są tak głośne, że słuchając ich ryzykujemy
uszkodzeniem słuchu. Próg bólu - poziom ciśnienia
akustycznego, które powoduje ból w uszach waha się
również w zależności od częstotliwości i wynosi ok. 20 Pa
przy 1000 Hz. Oznacza to, że dźwięk ten jest milion razy
głośniejszy od najcichszego dźwięku jaki słyszymy.
Zmiany w różnicy ciśnienia akustycznego są przez nas
odczuwalne również w skali logarytmicznej. Poziom
dźwięku zdefiniowano używając jednostki decybel (dB) do
określania wartości porównywalnych.
140
130
130
130
120
120
120
110
110
110
100
100
100
90
90
90
80
80
80
70
70
70
60
60
60
50
50
50
40
40
40
30
30
30
20
20
20
10
10
10
Próg słyszalności
0
0
20
50
100
200
500
1000
2000
5000
10000
15000
Częstotliwość (Hz)
Przykład:
Poziom ciśnienia akustycznego 70 dB przy 50 Hz jest
normalnie odczuwany jak tak samo głośny co dźwięk 50
dB przy 1000 Hz.
Jednostka dB, która znalazła wiele zastosowań, jest
Dźwięk
Poziomy dźwięku
Dobór tłumika
Głównym źródłem hałasu w instalacji wentylacyjnej jest
wentylator, jednakże dodatkowym źródłem hałasu może być
nieprawidłowy dobór kanałów oraz zakończeń instalacji:
1
Lw = 40 + 10 · log q + 20 · log pt dB (powyżej 1 pW)
2
q = przepływ powietrza (w m3/s) przez wentylator
pt = całkowity spręż wentylatora (w Pa)
3
40 = "właściwy poziom mocy akustycznej" który uwzględnia
sprawność wentylatora w jego punkcie pracy oraz jednostki
SI dla q i pt.
Stosuje się szereg metod do porównania zakłóceń
spowodowanych przez dwa różne dźwięki, gdzie zdolność
ucha do odbierania dźwięku została odpowiednio opisana.
4
Hałas wytworzony przez wentylator musi być wytłumiony w
kanałach wentylacyjnych zanim dostanie się do
pomieszczenia. Następuje pewne tłumienie „naturalne”,
przykłady wspominano wcześniej. To tłumienie jest często
niewystarczające, zatem należy zabudować w instalacji
dodatkowe tłumiki – w głównym przewodzie, możliwie blisko
wentylatora, aby stłumić szum powietrza emitowany we
wszystkie rozgałęzienia instalacji (lub jedynie na określonych
odgałęzieniach).
5
6
Kanały powietrza powinno się projektować dla niskich
prędkości powietrza, aby uniemożliwić odczuwanie hałasu w
pomieszczeniach.
7
• Przy danej prędkości powietrza, zwiększenie jej
dwukrotnie powoduje wzrost poziomu hałasuu o 12 dB.
8
Niskie prędkości powietrza w kanałach pozwalają również
utrzymać niższe koszty eksploatacji instalacji.
Najprostsza metoda polega na porównaniu „ważonych”
poziomów dźwięku. Przychodzący dźwięk jest filtrowany na
filtrze elektronicznym, aby zredukować części dźwięku,
zazwyczaj te o niższej częstotliwości (na które ucho nie jest
zbyt czułe), a wzmacnia części o częstotliwości między 1 a 4
kHz, (które są najlepiej odczuwalne).
Mierniki dźwięku posiadają zazwyczaj trzy filtry
elektroniczne, A- B- i C. Współcześnie używa się głównie
filtru A, a wyniki pomiaru „ważonego” poziomu dźwięku są
wyrażone w dB (A).
9
• Przy danej prędkości powietrza, pobór mocy wentylatora
wzrasta w drugiej potędze w stosunku do prędkości
powietrza.
10
W poniższym przykładzie pokazano, że istniejące tłumienie w
kanałach nie jest wystarczające. Tabela pokazuje
konieczność dodatkowego tłumienia. Co wybrać?
11
Przykład
12
Kanał Ø315
13
14
.
Tłumienie dB (powyżej 20 μPa)
15
0
C
2k
4k
8k
Przed
X
X
X
X
X
X
X
X
dB
Po
X
X
X
X
X
X
X
X
dB
Różnica
1
4
8
13
20
16
7
7
dB
A
-10
C
B
-20
63 125 250 500 1k
B
-30
A
-40
-50
-60
2
102
5
31
63
125
2
250
5
103
2
500
1
2
104
5
4
8
2
16
Hz
Lindab oferuje szeroki typoszereg tłumików o różnych
charakterystykach i wymiarach. Zobaczmy, które można
dobrać!
kHz
16
17
18
31
Dźwięk
SLCU 50 63
1
600
2
3
125 250 500
1k
2k
4k
8k
11
14
9
4
5
0
2
6
900
1
3
7
16
22
12
6
7
1200
1
3
8
22
30
16
7
9
Szczegółowe informacje odnośnie produktów można
znaleźć w rozdziale poświęconym tłumikom.
←
Jest to tłumik najbliższy zadanym parametrom, a także
najdłuższy z możliwych, 1200 mm i taki powinien zostać
zastosowany. Odchyłka w paśmie 125 Hz wynosi 1 dB, a
zatem jest niezauważalnie mała. To jest jedna z możliwych
alternatyw !
4
SLCU 100 63
5
6
7
8
125 250 500
1k
10
11
12
13
14
4k
8k
600
1
4
7
9
12
10
5
6
900
2
6
12
14
19
15
7
8
1200
2
8
16
18
26
21
9
10
←
Ten tłumik ma grubszą warstwę materiału pochłaniającego
(100 mm zamiast 50 mm), a zatem ma lepsze właściwości
tłumiące niskie częstotliwości ale ma też większą średnicę
zewnętrzną niż SLCU 50. Aby spełnić wymagania, należy
wybrać tłumik dłuższy, 900 mm. Odchylenie w paśmie 500
Hz i 1 kHz są niewielkie i pomijalne. Jest to kolejna z
możliwych alternatyw.
SLCBU 100 63 125 250 500 1k
9
2k
2k
4k
8k
600
4
6
10
16
22
28
27
18
900
5
7
16
23
30
38
32
22
1200
7
9
23
30
38
47
37
25
←
Ten tłumik ma taką samą grubość materiału pochłaniającego
jak SLCU 100 (100 mm), posiada również kulisę o grubości
100 mm, która zwiększa tłumienie hałasu (ale zwiększa też
spadek ciśnienia przez tłumik). Wystarczy zastosować
najkrótszy tłumik, 600 mm, aby spełnić wymagania z
odpowiednim marginesem. Tłumik zapewnia tłumienie
hałasu we wszystkich pasmach okatowych z dużym
zapasem. Jest to również ciekawa alternatywa.
Ostateczny wybór tłumika wymaga odpowiedniej analizy:
• SLCU 50 1200
• jeśli jest odcinek o wystarczającej długości (ale być może
ciasno na boki).
• SLCU 100 900
• krótszy, ale wymaga więcej miejsca po bokach
15
16
17
18
32
• SLCBU 100 600
• jeśli istnieje ograniczenie długości tłumika oraz jeśli pewne
zwiększenie oporu instalacji jest dopuszczalne – np. w
odgałęzieniu, gdzie podczas regulacji i tak dławiono by
dodatkowo przepływ.
Zdecyduj, czy wyniki doboru są wystarczająco bezpieczne i
wybierz tłumik z odpowiednim marginesem bezpieczeństwa.
Dodanie tłumika do już wykonanej instalacji jest zawsze
droższe i bardziej skomplikowane, niż montaż od początku.
Jeśli użytkownik będzie kiedyś niezadowolony z poziomu
hałasu, trudno będzie zmienić jego zdanie!

Chapter Generalinformatinandtheory.book

Transkrypt

Podobne dokumenty

TEMAT 33: Fale dźwiękowe. Fale dźwiękowe należą do rodziny fal

Fale dźwiękowe.

Cyfrowe przetwarzanie dźwięku

Nakrętki na wentyle: Specyfikacja:

Definicja dźwięku

Lista 6 Zad 1) Wyznacz długośd fal o częstotliwościach 20Hz i

Dźwięk - cechy dźwięku

Porozmawiaj ze mną