Axiálventilátor zajforrásainak vizsgálata különböző üzemállapotokban
Az axiális átömlésű ventilátorokat mind az ipar, mind az épületgépészet széles körben alkalmazza. Ezek a berendezések sokesetben emberek vagy állatok közelében használatosak, ezért fontos az általuk keltett zaj vizsgálata és a zajkibocsátás mértékére vonatkozó szigorú előírások [1] érvényesítése. A cél elérése érdekében különböző megoldások születtek. Egyik lehetséges megoldás a keletkezett zaj tompítása megfelelő burkolattal, tokozással, azonban ez igen költséges.
A másik módszer a zaj okának megszüntetése, mérséklése, amelyhez szükséges beazonosítani a ventilátor különböző zajforrásait. Így a tervezést hosszas kutatómunka előzi meg, melynek eredményeképp előnyösebb kialakítású berendezések jelennek meg a piacon.
Egy ventilátor által kibocsátott zaj lehet mechanikai eredetű (például kiegyensúlyozatlanság, hanyag szerelés stb. következtében), azonban a zajforrások döntő többsége az áramlásból származik. Ezek között megkülönböztetünk forgási, turbulens, egymásra hatás okozta, és lapáthoz köthető zajokat. [2]
A zajforrások helyének meghatározására alkalmas módszer a mikrofontömbös méréstechnika [3], amely során a vizsgált berendezéstől bizonyos távolságban, megfelelő geometriában elrendezett mikrofonokat helyeznek el, majd ezekkel szinkronizáltan mintavételeznek. A kiértékeléskor a nyalábformálás módszerével kapott zajtérképek alapján már beazonosíthatók a kritikus, fejlesztendő területek. Mivel az áramlási eredetű zajok egy része a lapáthoz köthető, ezek vizsgálata esetén a nyalábformálást célszerű a járókerékkel együttforgó koordinátarendszerből elvégezni. Erre kifejlesztett eszköz az általam is használt ROSI (Rotating Source Identifier) nyalábformáló algoritmus [4].
Már korábban kimutatták, hogy beszívó tölcsér alkalmazása axiális ventilátorok esetén csökkenti a keletkező zajokat és növeli a berendezés hatásfokát [5]. Méréseim során három különböző geometriájú tölcsér hatását vizsgáltam a tölcsér nélküli kialakításon túl, minden esetben három különböző fordulatszámon (1400; 950; 700 RPM). Az áramlási viszonyok feltérképezésének érdekében a belépő sebességprofilokat is felvettem. Méréseimet a szívó oldalról végeztem el egy axiális átömlésű, rövid csőbe épített, szabadból szívó, szabadba fúvó ventilátoron. Az eredmények kiértékelése során a lapátozáshoz köthető zajforrások közül a szívott oldali határréteggel és a lapátcsúcsnál kialakuló résáramlással foglalkoztam részletesen.
Irodalom:
1. Directive 2003/10/EC of the European Parliament and of the Council of 6 February 2003 on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risks arising from physical agents (noise), 2003.
2. Dr. Gruber J. et al: Ventilátorok. Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1974.
3. L. Koop: Beamforming methods in microphone array measurements theory, practice and limitations. Lecture Series 2007-01, von Karman Institute for Fluid Dynamics, 2006.
4. P. Sijtsma, S. Oerlemans, H. Holthusen: Location of rotating sources by phased array measurements. 7th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Maastricht, The Netherlands, 2001.
5. W. Stütz: Untersuchungen zu der Wechselwirkung zwischen Einlaufdüse und Axialventilator. VDI Berichte Nr. 1249, 1996.
szerző
-
Tőzsér Eszter
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Benedek Tamás
adjunktus, Áramlástan Tanszék
