Axiális ventilátor vizsgálata akusztikailag átlátszó cső segítségével

Szeker Balázs MSc I. évf.

e-mail: szeki625@gmail.com

Konzulens: Dr. Horváth Csaba, Áramlástan Tanszék

e-mail: horvath@ara.bme.hu

Tokaji Kristóf, Áramlástan Tanszék

e-mail: tokaji@ara.bme.hu

Az ember közelében lévő ventilátorok nagy hányada axiális típusú, melyekkel rendszerint csőbe építve találkozhatunk. Számos rendszer esetében, csak úgy, mint a bevásárlóközpontok szellőztető rendszereinél, vagy a konyhában fellelhető szagelszívónál egyre fontosabb, hogy ezek a lehető legkisebb mértékben legyenek negatív hatással az ember komfortérzetére. Ezekre, a nem kívánatos hangokra előírások vonatkoznak. Mivel ezek a berendezések forgó gépelemeket tartalmaznak, így minden esetben keletkezik mechanikai és áramlási eredetű zaj. Ahhoz, hogy ennek nagyságát ismerjük, illetve szükség esetén csökkenteni tudjuk, akusztikai méréseket kell végezni. A zajkeltési mechanizmusok vizsgálatára alkalmas módszer a zajforrások lokalizálása mikrofontömbbel és nyalábformálással. Egy lehetőség a mérés kivitelezésére, hogy a csőben, az áramlásba helyezzük el ezeket az érzékeny eszközöket, azonban ekkor a csőbéli módusok és a mikrofonokon létrejövő áramlási zaj gondot okoz, ami a mérést nehézkessé-lehetetlenné teszi. Egy másik lehetőség az, hogy a mikrofonokat a csövön kívül helyezzük el mikrofontömb formájában, így az áramlás, és a cső-módusok okozta probléma megszűnik, viszont az akusztikai áteresztést biztosítani kell a ventilátor és a mikrofontömb között. Ehhez a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Áramlástan Tanszékén kifejlesztett akusztikailag átlátszó csövet használtam, mellyel már korábban is végeztem méréseket. Ez egy perforált lemezből meghajlított, alacsony impedanciájú stretch fóliával bevont csőidom. Szakdolgozatom részeként először vizsgáltuk különböző fordulatszám mellett a ventilátort az akusztikailag átlátszó cső segítségével, mely akusztikus karakterisztikájának megismerése után ez az első esettanulmány, ahol már mérőeszközként alkalmazzuk, és egy axiális ventilátor zajkeltési mechanizmusát vizsgáljuk vele különböző összeállítások esetén, melyek a hétköznapokban fellelhető beépítések alapján lettek kiválasztva. Ezek a mérési esetek egy ventilátor, az akusztikailag átlátszó cső, spirálkorcolt csövek, illetve egy beszívó tölcsér különböző összeállítási kombinációiból állnak össze, melyek eltérően befolyásolják az áramlást, így eltérő zajkeltést okoznak. A különböző mérési összeállítások esetén kapott eredmények tanulmányozásával lehetőség van az egyes elemek a ventilátor zajkeltési mechanizmusára gyakorolt hatásának feltárására. Erre megfelelő a Frequency Domain BeamForming (FDBF) vagy a forgó zajforrások vizsgálatára alkalmas ROtating Source Identifier (ROSI) nyalábformálási technika, amikkel zajtérképek hozhatók létre és lokalizálhatók az egyes lapátokon létrejövő zajforrások, ezáltal a zajkeltési mechanizmusok. Utóbbi nyalábformálási algoritmus előnye, hogy figyelembe veszi a ventilátor forgását, így külön-külön lehet vizsgálni az egyes lapátokon létrejövő zajforrásokat. A zajtérképek és spektrumok összehasonlításával valószínűsíthető, hogy a jellemző ventilátor zajforrások (pl. turbulens megfúvás zaja, örvényzaj, nyomzaj, turbulens határréteg zaja, egymásra hatás zaja, forgási zaj, stb.) miként változnak az egyes mérési összeállítások esetén.

Az Áramlástan Tanszéken egy tanulmányozás során ezt a ventilátort már korábban vizsgálták akusztikailag átlátszó cső nélkül, melynek során a szívott oldalon szemből végeztek méréseket, így ezekkel az eredményekkel össze tudom vetni a sajátomat. Dolgozatom fő célja, hogy az axiális ventilátort különböző üzemállapotokban vizsgáljam az akusztikailag átlátszó cső és a ROSI nyalábformálási algoritmus segítségével. A jövőben kutatócsoportunkkal szeretnénk szögből vizsgálni ezeket a mérési eseteket úgy, hogy a mikrofontömb és a ventilátor szöget zár be egymással, így a csőbe épített esetet tudjuk hatásosan tanulmányozni.

szerző

Szeker Balázs
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

Dr. Horváth Csaba
adjunktus, Áramlástan Tanszék
Tokaji Kristóf
doktorandusz, Áramlástan Tanszék

helyezés

Jutalom