автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка, исследование и внедрение способов снижения аэродинамического шума направленной воздушной струи путем применения глушителей и отсекателей воздуха

М0СШ1Ш1Й ОРДЕНА ОКЧШРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ¿1 0РДЭ1А ТРУДОВОГО КРАСНОГО_ снлглнни ИНСТИТУТ СТАЛИ 11 СПЛАВОВ

, На'правах рукописи

ОРЛОВ Юрий Анатольевич

РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ШЕДРЕННЁ'СПОСОБОВ СШЖЗВД АЭРОДтШ.ШЧЕСКОГО ШУМА НАПРАВЛЕННО?! ВОЗДУЛНО" СТРУИ ПУТЕМ ПРИМЕНИМ! ГЛУИИШЕЛ

и отснкателеп воздуха

Специальность 05.26.01 - охрана труда и позьарнал

безопасность

А в-т о р е ф е р а г диссертации на соискание . ученой степени кандидата технических наук

/ /> /■/ )

• Г - / —

Москва 1991

Работа выполнена во Владимирском политехническом институте.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ЕРЙНЗА ЗЛ»

Официальные оппоненты: . доктор технически наук,' профессор МЕРЕКАЛОВ С.А. кандидат -технических наук, доцент СМШЮВ С.Г.

Ведущее предприятие - Владимирский тракторный завод.'

' Защита состоится 1991 года

на заседании специализированного совета К 053.08.05..го присуждению ученых степеней в области охраны труда и- пожарной безопасности при Московском институте стали, и сплазов по адресу:

117936, Москва, ГСИ-1, Ленинский проспект, д.4. .

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке Московского института стали и стьйвов.

Автореферат разослан " X • ■•_ 1991 года .

Справки по тел.: 236-96-94 .

Учений секрот-арь. стциаяизирбзазного соЬега

МУРАВЬЕВ В..А.

Аотуальнясть теш. При решении комплркса вопросов, входящих д проблещ охраны труда, важное нес то з«излает задача защиты работающих от воздействие производственного шума,

Оснаценне современных яузночно-прессовых цехов оборудованием и механизмами, использующими анергию сжатого вездуга, -приводит к голучени» и Г'Ср«зводсткеннов помещение интенсишого аэродинамического иу»а. Возникновение щуиа такого рода характерно не только для работа кузнечно-прессосого-оборудование, но л Дйя листопростого производства, литерного и инструментального цехов, на участках сборки 5i термообработки готовых изделий и т.д. . ' 3 производстгах, исгальзукцих энергий сжатого воздуха, очень часто пэименяютсл ручные пневматические MaonjijU, устройства удаления деталей, обдувки, охлаадениа, сушки га тоныл изделий и др, пневматические приспособлений; .

Но полученным автором работ дакшгд' озадо HQO предприятия с ¡.аюгзт^сячныч составом работающих используют цехоцнзги е направленной струе?! воздуха в технологических процессах. Это такие отрасли, ' как металлургия, автомобиле- и тракторостроение,, машиностроение, приборостроение, химтебкая, лицевал и авиационная промышленности.

По своёну спектральному составу шум воздушоА-струи, особенно на больших скоростях истечения, носит высокочастотный характер, Тфевышаищий допустимую норму на 5 - 30 дБ,'что В абсолютном выражении превшшет норму от 2. до 10 раз и более.'

По имеющимся эксп'ертаентольйш даинш дase- {фат повременное действие высоко- и с редн.ечас точного кгума с уровнями звукового давления 70 - 90 дБ приводит к снижению слуховой.чувствительности на 4 - 7 дБ, а 'при шуме с уровнем 100 - 120 дБ - на 12 - 15 дЁ. ' Основная трудность борьбы с шумом направленной воздушой струи зйклйчается з тем,, что необходимо не только снизить щум, ¡;с.много превосходящий допустимые нормы, но и сохранить запас энег>-

гии, достаточный дай проведения -технологической операции. Как показали проведенные в последнее .время исследования, в СССР нет конструкции воздухоподамщих- сопл, одинаково хорошо снижающих шум и обладающих достаточной энергией струи.

Не существует таюш методики расчета и нет экспериментальных данных по энергонасыщенным глушителям шума направленной струи. В связи с вышеизложенным разработка но-шх энергонасыщенных конструкций глушителей аэродинамического шума, -обладающих к тому же сравнительно мальш габаритными размерами, является в настоящее время весьма актуальной и экономически целесообразной задачей.

Принципиальная возможность разработки энергонасыщенных глушителей заключается в использовании двухконтурного малотурбулектного газового потока, .что обуалешлиюется. малыми размерами проходных' сечений Хв -виде кольца) и-отверстий налоге диаметра в выходной части confia. ''..-" .' '

Целью диссертационной работы -является улучшение условий труда работающих -rç/теы создан« параметрического ряда глуиителыщх устройств дкя саяггёиия аэродинамического шума направленной возданной струиj имеющих малые габаритные размеры и достаточную энергетическую- иадсзносГь, рисокий к.п.Д. и. быстродействие,, что'шзво-. * • лило бы ш'едрить sitJ устройотва й рашой ькзре как в кузнечно-

прессошх це:сах» так и в других производствах, «^пользующих ондр-. гию сгатого воздуха.' . : . . •'. ■''■•■■:' : ■

Методы fm.OJiWQBw'm. В настоящая работе' тЬоротачесяка методы исследования'сочетались с окспаршен.тальнши. При теоретических иооледовеишх использовались основные мот еда, изложенные в теории аэродинамического звукообразования и- теории гечешш жидкости или газа из насадок, разработанные МЛай.тхилоы, А.Г.Муниным, Фолкне- • рои, Д Л1 .Елохинцевым, Д, Вернул ли.' ,

Экспериментальные исследования проводились' как в лабораторных

так и з производственных условиях в соответствии с ГОСТ 12.1.05055. Использовался метод свободного и отротснно>\) звуковых голей. Был таете разработан экспериментальный ошсо.б определения энергетических характеристик направленной струи воздуха с помощью тензометрии. По основным положениям планирования эксперимента проводилась обработка экспериментальных данных и оценена погрешность измерений по методу обведения полосы рассеивания и наименьших квадратов.

Научная новизна. Установлены закономерности снижения уровня звука малотурбулентного газового потока при условии получения энергетически надежной воздукной струи.

Разработан алгоритм расчета урошей Шума при использовании параметрического ряда сопл в производственных условиях, позволяющий установить зависимость акустической эффективности применили глушителей от скорости газового потока Дтя сложной фоты выходного сечения.

Полусны формулы дпн определены требуемо" скорости истечения воздуха в условиях слбжых проходных' сечений.

Практическая ценность и реализации работ. Получен болысой объем экспериментальных данных, по .15 цехгаг-проыышгешых предприятий различных отраслей промышленности. По, результатам проведет«« исследований.раз работал параметрический ряд средств пуда глуши«, определены условия его эксплуатация к>произведено внедрение их з реальное производство. '.

Улучшены -условия труда более чей 100 работающих, при этом получен економический эффект 25 тыс. руб. за счет снижения профессиональной заболеваемости и экономии энергии снатого воздуха только по б предприятиям СССР (ожидаемое внедрение-200 предпридтий).

Апробация работы. Основные, результаты работы доложен'; и обсуждены на областно научно-технической конференции "Гигиена окру-жа:яцей среда во Владимирской области" (Владимир, 1930), "сюссзной

межвузовской конференции "Проблемы охраны труда" (Каунас, 1932), на научно-техническом семинаре "Борьба с шумом и звуковой вибрацией" (Актюбинск, 1990), научных семинарах кафедры "Охрана-труда" В1Ш и ШСиС.

По -материалам работы опубликовано более 17 статей и тезисов докладов. Получено авторское свидетельство и положительное решение. По результатам демонстрации разработки на ВДНХ СССР получена серебряная медаль. -.' •

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка литература - из' 126 нашеновачий. Общий объем работы составляет 198 страниц машинописного текста (в том числе иллюстрирована 83 рисунками, содержит-20 таблиц). •

ВАТНОЕ.¿ОДЕВШИЕ РАБОТЫ '

Во введении в. сжатой форле представлено состояние проблемы и ее актуальность, поставлены цели и задачи'исследование, сформулированы научные полокшиа, которые шноснтсд-на защиту.

В первой главе дан литературный обзор и критический анализ состояния вопроса по проблемам снижения -аэроданашческЬго'шума,

В настонщее вреш дгл различных технологических операций получило широкое распространение использование направленной струи воздуха. Скорость перемещения частиц в осевом направлении струи может достигать 312 м/с.

Б большинство случаев, истечение струи из шланга или трубки круглого сечения происходят непрерывно завесь' период рабом.оборудования. Уровни шума достигают в боль-листва- случаев 95 - 106 дБ на частотах 1000 - 8С00 Гц. '. ' "

■ О

При так-.-к уровнях а$ма наряду с поражение;,: органов слуха стра-

здет центральная нервная система человека, Развкваетса южзхо-э

к»

юрвное заболевание - неврастения. Воздействие . высоких уровней кума на организм в целом' способствует возникновению заболеваний ке-1удочно-:п;шечпого тракта, сердечно-сосудистых заболеваний, стимулирует возкплповенио злокачественных опухолей, вызывает патологические вменения в печени, селезенке, коре головного мозга. Разработанные ■ Гштронииа-виапромз и ЛИОТ малошумные сопла позволяют добиться сни-:ен[',я аэродинамического шума. Однако этим, наилучшим из всех сущест-ующих конструкциям, присущ общий недостаток - низкая энергетичес-ая надежность.

Проблема снижения шума струи существует, например, так&е для трелкового оружия и для авиационных двигателей. Однако данное онструкции снижает щум, возникший перед глушителем," но не'за его ределами, либо имеют значительные габаритные размеры.

Площадь проходных сечений глушителей такого типа велика, что зключаэт какую-либо эсзможность ламинаризации газового пото!са.

Для уменьшения вредного влияния шума неболыдих уровней на ор-анизм работающих мокю также рекомендовать применение индивидуаль-¿х средств защиты. В работе осуществлен подбор этих средстз и ука-зны предприятия-изготовители. В то'же время следует отметить, что 1Я всех средств индивидуальной защиты характерен общий недостаток: ш не дают объективного представлена о работе машины и затрудаяют жтроль за ходом технологического процесса.

На основании проведенного.анализа состояния рассматриваемого троса были поставлены задачи исследования:

1. Провести детальные исследования акуст ячеек-.« характеристик 1вес,т1щх решений по снижению шума воэдушоР струи.

2. Создать экспериментальнум установку .ддя проведения акустя-. ;-ских и энергетических •.'сследоашшя.'

- 6 ~

3. Определить требуеыуа величину снилешс! шума.

4. Исследовать энергетические характеристики воздушных струй и установить их взаимосвязь с уровнями шума.

5. Разработать методику расчета малошумного сопла с повышенными энергетическими показателями на основе элементов системы автоматизированного проектирования.

6. Разработать конструктивные решачия, определить их технические характеристики и области возможного использования.

Во второй главе проведены экспериментальные исследования источников аэродинамического шума в лабораторных и производственных условиях.

Для контроля фактических уровней шума на рабочих местах помещений по допустимым нормам, оценки шумового режима в производственных помещениях, разработки мероприятий по снижении шума на рабочих мостах и. эффективности этих мероприятий использовался 1"0СТ 12.1,05085. -

Аппаратура, использовакн&ч для измерений, имела свидетельство о государственной поверке согласно ГОСТ 8.002-71.

При проведении измерений микрофон располагало» на высоте 1,5 и над уровнем пола.

Во время измерений работало не-менее 2/3 установленных в данном помещении единиц технологического оборудована.

Уровень звукового давления измерили шумсиером в октаеной и третьоктавной полосе частот."

Если разность ыезду наибольшим и наименьшим уровней звукового давления ' превышала величину'7 дБ,- результаты измерений усреднялись и формуле

Г'Дч L, - ¿. иу уоредаяеиых удойней звукового давления-, дБ; П ~ число источников' шума; • •

Л О t/• ' *

*•' •. Ыо2--суммар::!::: уровень звукового дав-- .

o/.v

.v.m'A, Д', опр'.'дел.ч^иур м табл.! приложения 3 (ГОСГГ 12.1.06Q-86.).* ".м болишстш случаев'ор^днип уровень 'звукового 'давлений определи ::о :0(йу:ю ■ ^

■ . ' Lp, = . ■ . ' (2)

• ' ■

В олучаи рибогы гдуийгелд со шести в с отсекнтелем воздуха щуц имел прерьшио^ыН характер в ступени постигший).

Д.м таких алуис-в »ро-.юводалсн р-асчст эквивалентного уровня -звука, когориГ: по&а&л, что за 1 ч работы воздействующая энергия--монет бьм; увеличена до й'ГдПА. Определение иушэшх характеристик, средств снижения эума в лабораторных условиях' проводили согласно" 'методам, изложшныи'ь ГССГ 12.1.020-80. ■

В качестве- срздот» измерений попользовали следующие приборы:' - прецизионный импульсный шумомер типа ССС83; • .-■•.-■ - микрофон конденсаторный типа ifiC-102 с' предусилителем-101; ''

- шлейфовый осциллограф H-II5;

- тензометртчоскую станцию'TÄ-fi. - • Приборы для-акустических измерений изготовлены фирмой QFT\ и

соответствуют первому классу точности по ГОСТ 17187-71. и ' ..-' .. ГОСТ 17X68-82'. " ' '.."•'

Так как измерении проводили .в -помещении с отражающими поверхностями, необходимо било прогюст.и проверку условии свободного зйу-юеого ролл ■ и определить-постоянную К , учитывающую влияние оу-.'. ,ажекного' звука ьа- резулвт-кы уморений. Величину. го главки опреде-* или по формуле ' ■ '

'' ; "•' K*>fö!g(U45/ä)\ ' ' "(V

где чБ - площадь выбранной измерительной поверхности, м^;

Д - эквивалентная площадь звукопоглощения, м^.

Суммарная поправка /<С дан расчета уровней шума, как показала ее оценка для полосы частот 2000 - 8000 Гц,' лежит в пределах 0,60 -1,05 дБ.

В главе дана описание разработанной экспериментальной установ- ■ ¡си по определению акустических и энергетических характеристик воздушной струи.

Величина избыточного давления воз,духа, сжимаемого компрессором, входащим в экспериментальную установку, могла лежать'в пределах от 0 до 0,8 ЫПа. •

■ Сила воздействия струи на деталь определялась методом удара струи'о. плоскую преграду с последующим тензометрированием и записью процесса удара на ультрафиолетовую бумагу. Величина расхода сжатого воздуха контролировалась с помощью расходомера РС-40М и приспособления, поз)золяш$зго использовать этот расходомер при высоких давлендах в шевыосети,-вплоть до 0,6 МПа, .

Известно, что качество доведения эксперимента характеризуется ею погреиностыо. Суммарная погрешность эксперимента в основной складывается из' погрешности средств измерения и погрешности результатов измерения. Оценка погрешности измерение была проведена по' известной методике обработки экспериментальных данных с использованием элементов математической статистики.

При дискретных отсчетах значений M.¿ определялась координата цзнтра рас проделав ил У .' Параметром, характеризовавшим рассеяние значений ..погрешностей и измерений, от центра распределения, являлась дисперсия '^случайной величшш . Она определялась по формуле

Ж, (4)

- плотность распределения вероятности (нормальный закон распределения),

Среднее квадратичное отклонение случайной величины (S* при дискретном отсчете определялось как

" 1 /V

Величина предельных .значений абсолютных погрешностей измерений А X определялась по форлуле

» . (б)

где •

- коэффициент Стыодента, зависящий от уровга надежности измерений и их количества.

Граница доверительного интервала результатов измере-

ний была определена по .соотношению

По имеющимся паспортным данным и результатам госповерки измерительных приборов была также'оценена инструментальная погрешность. '

Среднеквадратичная инструментальная погрешность .замеров ^илы давления струи равнялась 3,5$, причем считалось,

что составляющие попрепности измерительных' средств между -собой не коррелированы. '

Окончательная оценка экспериментальных данных велась ш методу наименьших квадратов с использованием в. необходимых случаях ЗДВМ ДВК-3. ' '

■Экспериментальные исследования .известных конструкций глушителей показали, "что при прочих равных условиях нзилуччшеа акустические характеристики имеет-глушитель конструкции Гупро'.МИавиапрсмя.

■ Отличительной' -'собенностью всех известных глушителей являет-

ся превышение доцустимого уровня ауш и полоса чесjvj or 2000 -до-8000 Гц. В полосе частот до 2000 t'i; eue глушители (за исключением эжекторного) имеют уровни шума ниже до пуст «о Я нормы.

Существенное влияние на механизм щумообразованил окааиваот, .как выяснилось, нздичие мерной шайбы во в ¡утренних пожмтмх глуши--теля.'Сопоставление результатов измерений позволит сделать н.» вод, что увеличение проходаого сечения и, соответственно, увеличение, расхода воздуха, проходящего через глушитель, ювышагн- уровень щума во всех полосах частот. _ .

В целом ряда случаев для удаления деталей в производственных условиях используется резиновый шланг диаметром Ю мм или установленная в нем" металлическая трубка диаметром ТО или 8 мм. Ник следу.-ет чз спектрального графика, снятого в лаборагорних условиях. при. давлении в пневмосети 0,6 Ша, уровень и'умгг струи, выводящей из. ' шланга и трубок 0 10и 8 мм., значительно пришиаяг допустимы? ачи^ тарные ндрмы,- причем в области'наиб^е чувствительных 'дгм человек-: • дабййих'Частот .• '

Исследования уровня шума воздушной струи в завиоимоети от давления в возду'хо подающей системе показ aaji, что для наионечшца диаметры 10-мм, выполненного из стали, уменьшение даэления даже до- 0,2 МПа не дает снижен№ цума до допустгацх норм. Достижение снижения шутЛа до допустимых норм о лизалось возможным только при * 'диаметре наконечника менее 3 мм нрп давлении 0,2'MiJa. ' .

В процессе Дальнейших. исследований были определены а'к'уетичас-•Kvfe характеристики насадков с различной фор/ой выходного сечения. Наихудшие характеристики имело'отверстие квадратное,' а наилучшие -плоскощелевое и кольцевое с несколькими отверстиями.

.С целью определения энергетических возможностей 'глушителей • был41 проведены исследования .усилия струи Рс в зависимости от расстоянии' £ до среза сопла. Эксперимент проводили при возденет-

вий па плоскую преграду диаметром 70 им и .площадью лобового

' сопр'отивленнл" .'385 При этой датировалось падение.давления в пне-вмосетн с 0,5 до 0,5 МПа. Уровень доверительной вероятности экс-■неримснта Р - С-,95. Результаты измерений фиксировались на осциллограммой ленте с ультрафиолетовым покрытием. Одновременно записи-, далось три параметра: да&тенпз на входе, давление.ца выходе,, усилие сдува. Силу дааяшкнг офуц на преград^' измеряли на раострянии 100, -.00, 300 мм от среза-сопла, ¿ото ко лил осциллограмм представлена на

?ИС.л Ь ч,

'Лаг. показал анализ экопергионташа« данных, наибольшую 8ф$ек-.тивкоогь пумоглуавупя и силу давления струи для' всех расстояний по среза ооила -имеет глушитель ГипрсН'/Иавиапрбма.

■ Р третьоГ главе приведется теоретические предпосылки е^га'ешп яэродинамического шума направленной воэдутшгоЯ струн. В соответствии о теорией Дайтхилла звуковЛя мощность' свободной турбулентной струи без' учета вл.ижш темиератуш может- бить определена по Формуле -

. Г

где Р- звуков»; мощность; .К/ - коэффициент пропорциональности; р - плотность га?а; £ - мадштаб турбулентности;." ¿/ - продольная составляющая осредн.енной скорости потока; V"- объем струи; .

ро - шеггнооть среды в невозмущенном потоке; - скорость тука; ... - . :

Согласно сущаствудапм теориям звуковая юность, создаваем*: .ачалын-м участком затопленной струи, составляет 7.5?£ всеП звуковоР ЮЦЮСТН. • '. '. -

• Максимальная мэлкокаеггабкая турбулентность возникает по цзкт-злы;оР линии*, условно проведенной через. слоР емевешя.

"Л •5 |

X а- II ' ТЕ С, 5 й сг II

ю <=0 А.

Рис;1. Экспериментальная. зависимость силы да&ченш струн-Рс ,,ГА* , Рль/х глушителя ГипрсНМйавчапрома при . £ = 100 ыи: I - давление эоздуха на'входе глушителя; 2 - давление воздуха на выходе глушителя} 3 - сила давления

Турбулентность потока характеризуется коэффициентом турбулентности а', от которого зависит величина.одностороннего.угла расширения внешней «границы струн • о// и одностороннее сужение угла ядра постоянных скоростей. Уменьшая конструктивным путем угол расширения внешней границы' струи, очевидно, можно-оказать влияние на уменьшение размеров турбулентности потока, и даже, возможно, получить участок струи с профилем, близким к параболическому зако-. у распределения скоростей. Это в конечном итоге не только приведет к снижению звуковой моирости, но.и поеысит эне'ргию (количество движения) струи. ' '

Решением уравнения, описанного зависимостью .({3), при условии, что число . /Ус0,5'и /^/^0,5, установлено,.что звуковая

мо^ость струи прямо пропорциональна скорости истечения газа,причем величина степеней, в которое возводится скорость, раша шести и восьми. В силу своРсгв числа,.возведенного з степень, следует, что даже незначительное уменьшение составляющей скорости может привести к значительному уменьшению звуковой ковкости.

■ Вместе с тем. известно, что механическая энергия струи прямо пропорциональна квадрату скорости газового' потока (Рц. V* ). Из этого следует, что значительное уменьшение скорости неминуемо, скажется на сшяении мехаГичее кой моиросуи и технологических- возможностей пневмосдува, ' -.Скорость движений газового потока, шшедиего из насадка^ может быть определена согласно известному уравнению Бер)улЛи

где ¿Г, и ¿2 -.координаты, сгпределяющир. шео-тиоа положение в пространстве частиц жидкости; Р, , Рг. - давление.в-сечениях I и'Г ;' р/ , р2 - плотноеII воздуха в соответствуицих сечейиях I

• _ 14 - • . •

и 2; и - скорость течений воздуха. ь сечеших I и 2; ' ' •

М - удельная газовая, постоянная; То - абсолк/гнаи температура газа, К; о1/ и - ко&ффидоенты, учитывающие распределение скоростей в потоке воздуха.' . '

Расчетная схема истечениь воздуха, чз разрабошшого насадка.'.'

гтедсаавдена .на рис.З,

• . Рис,3. Расчетна».схема "Ьдтечемм воздуха из насадка": ...

На основании представленной расчетной схемы полученосодшюдр :Щ9'для раЬчета скорости .газа в сечениях 2 и 3. ••;. ' ■'.•.•;

: (10);

О/л--3

где <z/f - дишетр аходоого штуцера; - диаметр круглых ica-

налов; ¿У/ - диаметр внешней граница кольца; - ширина кольца;

- аэродинамическое сопротивление отверстий; //¡ух ~ "з?0" динамическое сопротивление кольца.

■ Дапее приводится анатиз аэродинамических сокроткалений к sos-•-юшюсть численного их о пределен*.ti не. основании методики Прондтля -1инурадзе.

Вах-ноЯ сравнительной величиной, позволяющей судить о тачес?:.-.; юго или иного сопла, является коэффициент его полезного деНотв:ы(. Зордула расчета к.п.д. разработанного сопла была получага га зтношения работ сходящего и шходяц;его гада. Для сечений 1-Х, 2-2 т 3-3.мокло записать , _

/¡2 r=F¿ k¿ = F¿ ¡A ¿% {I2]

. /?3 /¡ xa = f5 r¿ i . "

¡ила F¡ , входящая в ¿-равнение (12)i.:eserí быть определена ил изустного соотношения - F¿ , где P¿ статическое даз-¡ение в соответствую;;^" расчетной сечении; S¿ - гшощадь L -го . >асчетного ссчеш». Под,:зведя необходимые преобразования урагаениз 12), можно получить ;ср:,улу для определений к.п.д. насадка в видо;

: (13)

В реальных производственных условиях вазно эпать усилио, coz-.ьватао?! струен па дет^г'. Численное <зго значение при измстноП

- 16 -

осредненной скорости потока может быть найдено как

где С& - результирующая коэффициента аэродинамического сопротивления; £ - плотность газа в струе; ТГ- осредаеннал скорость спушого потока; ^ - площадь сопротивления детали; - угол ■наклона детали с продольной осью струи.'

По предложенной'методике расчета акустических и энергетических параметров воздушной струн разработан алгоритм автоматизированного проектирования глушителя, позволяющий варьировать параметры глушителя на входе, получая конструкцию с наименьшим .возможным уровнем звуковой мощности на выходе.

Р четвертой главе разработаны мероприятии гю снижению аэродинамического шума. ■

Была предложена конструкция сопла с регулируемыми параметрами и двухконтурной схемой истечения .■ Внутренний контур ■ образует каналы круглой формы, размещенные по. окружности концектрлчно по корпусу, с целью создания компактности струи. Оли сходится в сторону от впускного штуцера-под углом 7 - 3°. к оси корпуса. Выходная часть насадка выполнена в виде сферической головки, образующей.между корпусом и насадком регулируемую кольцевую щель. Режа:-движения . газа в щели для обеспечения минимальной гурбулизации газового пото- • ка переходный или приближающийся к ламинарному.

Наряду со снпжокиеы шума, надавленной поздушой струи конструкции эффективга такжр для сниаения шума выхлопа, особенно с загрязненным воздухом.

Применение разработанной конструкции в производственных ус-дов.шх позволяет поднять-давление, воздуха в пневкосетп и уменьшить, его штерп.

- .17 -

С целью детальных'исследований разработанных конструкций по . структуре струи в зависимости от расстояния до среза сопла была получена экспериментальная зависимосгь воздействия направленной струи на плоскую точечную преграду-в функции 'изменения поперечного диаметра (рис.4). Как видно из графика, оптимальное расстояние до среза сопла 50 - 100 ъи.

-У

OS to iS йО

У, м

Рис.4/ Зависимость силы, давления струи на плоскую преграду

3 функции радиуса факела Z^ ' и расстояния L до среза

сопла, 5 мм.; 2 - - / = 50 мм; 3 - / = 100 нм;

4 - / = 150 мм .

На основании Полученных экспериментальных данных был построен обобщенный график приведенных усилий сдува для. параметрического ряда сопл и их акустические характеристики..Приведены также конструкций отсекателей воздуха электрического и механического типа. С целью, повышения надежности удаления деталей при использовании со.гш определены условия эксплуатации и специальные требования. Определены оптимальные углы установки сопл.

Пят'ая глава посвящена результатам к-.едрэнгл г.тушитзльиых устройств для снижения аэродунзметзокчго vyuo струи создуха. При-

ведены спектральные характеристики уровня шума до и после применения глушительных устройств в производственных условиях. Эффективность снижения шума 17 -20 дБЛ, причем в основном, зг. спет высоких частот. Спектр .¿ума' сопла с лучшими акустическими характеристиками представлен на рис.5, Приведенное усилие сдува лучшего по энергии струи сопла монет быть, равно б' Н яри давлении в пнешесети

Рис.5. Спектр пума сопла с регулируемыми параметрами с порядковым № I параметрического ряда

Экономический и социальный оффехт'от' использования сопл составляет 217 руб..в год по одноыу р&Зочему газету, за счет снижения ц^ага и до 306 руб. в год от снияениа' затрат ка сиерги» сжатопр воздуха (в ценах до 2 апреля'1991 г.) .-

- 12 -0Б!1$1Е ВЫВОДЫ

I. Лабораторные и производственные исследования показали, что при работе пневматических устройств при. штамповке, маркировке, оушке изделий после механической обработки и т.п. операциях с использованием струи воздуха, находящей под напором, возникает производственный шум, превышающий санитарно-гигиенические нормы на 15 -¿1 дБА, или в 5 - 10' раз 'вья» по субъективной громкости.

.2. Существующие в настоящее время- средства сищения пума хотя и обладают достаточной акустической эффективностью, но применение их ограничено вследствие малой энергетической надежности струи.

3. Проведение теоретические исследования .'вскрыли причины щумообразования, и позволили .определить предпосылки, направленные на снижение аэродинамического щума. Впервые .была предложена алгоритмическая модель расчета- акустических характеристик направленной струи газа при .соп^ес-тнои ее истечении из кругах отверстий и ш.п>-цевойсцели, что дало воэгогисзть варьировать исходными параметрами . зри проектирований сопла'с целью пэлученж максимальной эффоктив-■!ойги щумоглушешм. Ещзздена расчетная зависимость по определению зкорооти потока с учете;: реальной данструкцшгм^лощумньгх .сопл,, 'заработана методика-расчета екзргдтичеейк параметров процесса даленш деталей из зоны обработки. •'-.._

4., Экспериментальные. -исследования различнкх устройств для нияенда шума позволили определить недостающие технические характеристики известных реш-зний и сопостазч-ггь юлучвиные результаты с азработанной выше теорией,-

5. Теоретические, и экспериментальные исследовгнйя позволили азр'аботать.мероприятия ш .снижению шума, в частности,параметрического ряда калошуЛных с"олл и отсекателей воздуха, отвечающих санн-арно-гигиеническия и технологическим требованиям по энергн;! пез-

душой струи. Разработка условий эксплуатации позволила определить схеиу позиционирования сопл с целью достижения максимальной эффективности их использования.

6. Виедрешше на различных предприятиях СССР малоцум-шз сопла го A.c. Р 1305409 прошли производственные испытания и доказали возыогность получения дополнительной прибыли предприятие от их использования.

Основные положения диссертант излоаеш в следуйцж работах:

1. Елохина О.И., Наконечный В.В., Орлов Ю.А. Методика составления салитарно-технических паспортов// Развитие творческой активности трудящихся - необходимое условие .повщснин эффективности -и ячества работы на юидоы участке «рудовой деятельности: Тез.докл. на научГ-техн." ягнффещ^в.-Влздиздр, -1379. - С.344.

2. Орлов Ю.А., Дучеяский A.A. Проблемы борьбы с праизводствон-шя, битовыми и уличыыми щщип// Гигиена окруаьюфй среди во Владимирской области:.Tos.докл. областной науч.-техн. конференции. Владимир: НТО Машлроы, 1580. - С.19...21.- ■ .

3. Моисеев В.А., Орлов Ю.А, Авролюгашчэекий расчет энергетически параметров глуштелд cryva 'шеш&тичес.кош сдува.-М., 1981. 10 с. Ден.'в ВИНИТИ 19.06.81,- tf 2942-81.

4. Орлов Ю.А. Теоретические предпосылки снижения уровня шума шевиатических ручных инструментов. --Н,, 1931. 7 с. Деп» в Ц-Штастройдорааа 05.07.81, ^ 3I5-BI,

5. Орлов Ю.А. Глушите ль ноа устройство пневматического сдува деталей// Инф.листок № 2-82. - Владимир: 198Й, -'2 с.

6. Орлов Ю.А, Глушитель аэродингмичесюГо шума шевмошетру-Инф.листок Ü? 83-82,. - Влсдшир, 1982. - 2 с,.'-.

7. Орлов Ю.А. ( ir!o;iceeB В.А. Исследование аэродинамического t^ia направленной всздушоП струи- и разработка мероприятий по-

ее укены;;онию и. цузнечно-npeccQBUx цехах машиностроительных пред-

приятнй// Проблема охраны труда: Тез .докл. Веесога .медвуз. конференции. Каунас: Каунас,политехи.ин-т, 1982. - С.152.

0. Орлов Ю.А., Мазунин В.В. Глушители шума струи газа// Машиностроитель. - 1982. Р II. - С.10.■

9. Орлов 10.А. Малошумное. сопло для пневматического сдува деталей и отходов с плавтым регулированием шходннх параметров// Ннф.листок К? 83-13. - Владимир, 1983. - 3 с.

10. Орлов В.А., Моисеев В,А."Снижение производственного шучч в куонечно-пресссвых цехах// Кузночно-иггамповочное производство. -1984. ■ Р .2. - С .35.'

11. Орлов Ю.А., Черв-яков Л.А. Малошумные сопла// Магсшгострзи-тель. 1934. Р 8. - С.22.

12. Орлов В.А. Расчет аородш омических характеристик мало шумно го сопла с регулируемыми параметрами..- М., 1984. б с. Деп. в В1Ш'Ш 27.02.81, ¡¡5 5949-84.

13. Орлов В.Л. Огсзттель воздуха дт, пресса// Машиностроитель. - 1985. КЗ 3. - П.18- - 19.

14. А.с.;Г 1305-Ю9 СССР, Пневматическое сопло. Орлов Ю.Л.,

Гакашов ВЛ. - М. ,.1905. Бол. В? 15. - 4 с.

15. Орлов Ю.А., ПучежскиЯ АьА. Разработка, внедрение и исследование параметрического ряда пневматических сопл с целыз снияенил аэродинамического шума воздушной струн // Борьба с шумом п звуиопо!'. вибрацией: Тез.докл. на науч.-техн. оемшаре. Актюбинск: Внсп. летн.училище гразд.аЕНаШш". 1990, - С. 9 -10.

16'. Брйнза В.31., Орлов Ю.А.'Сндаеняа аэродинамического щума

пнейлопрпопособленлй // Металлург. -1901. й I. - С. 20.

• ■ ' :

Подписано в подать 12.09.91» Фошэт 60x84/16. Бумага "для шогят. техники. Печать офсетная. Усл.печ.л. 1Л6. Уол.кр.-отт. а.,16. Уч.-изд.л, 1,08 . Тираж 100 зкз. Ззк.ЙйЗ . Беоплатно.

Московский институт стал* н сплзвов. Ц793В [.'¡оскра, ГСП-1, Ленийскай проспект, д. 4. Ротапринт Злэдпштского политехнического института -000026 Владимир, ул. Горького, 07'.