רעש שנאי: סיבות, מדידה, גורמים ושיטות הפחתה

רעש שנאיזה משהו שמהנדסים ומנהלי מתקנים צריכים להתמודד איתו לעתים קרובות, במיוחד בתחנות משנה, מפעלי תעשייה, מבנים מסחריים, פרויקטים של אנרגיה מתחדשת ומתקני חלוקת חשמל אחרים. צליל הזמזום הנמוך המוכר הזה עשוי להיראות לא מזיק, אבל כאשר שנאי מותקן קרוב למשרדים, אזורי מגורים, בתי חולים או מקומות רגישים-לרעש אחרים, אפילו עלייה מתונה ברעש יכולה להפוך לבעיה אמיתית.

אז איפה כןרעש שנאיבאמת באים מ? ומה אפשר לעשות כדי להפחית את זה?

התשובה אינה מוגבלת רק לליבת שנאי. רטט ליבה, פיתולים, מיכלים, מאווררי קירור, משאבות שמן, תהודה מבנית ואפילו האופן שבו קול עובר בבניין יכולים לשחק תפקיד. בפועל, שליטה ברעש שנאי פירושה הסתכלות על כל המערכת במקום להתמקד ברכיב אחד בלבד.

מקורות לרעש שנאי

רעש שנאי מגיע בעיקר משני תחומים:גוף השנאי וציוד הקירור שלו. עבור שנאי טיפוסי הפועל בתנאים רגילים, הליבה מגנטיתהוא אחד ממקורות הרעש החשובים ביותר. עם זאת, בשנאים גדולים יותר עם קירור מאולץ, מאווררים ומשאבות שמן יכולים להוסיף גם לא מעט רעש.

רעש גוף שנאי

צליל השנאי המזוהה ביותר הוא הזמזום הקבוע או הזמזום המופק על ידיליבה.

כאשר זרם חילופין זורם דרך פיתולי השנאי, הוא יוצר שטף מגנטי לסירוגין בתוך הליבה. כאשר השדה המגנטי משתנה, יריעות פלדת הסיליקון בליבה עוברות שינויים מימדיים קטנים במיוחד. אפקט זה נקראמגנטוסטרציה.

התנועה היא זעירה, אבל היא מתרחשת שוב ושוב ויכולה לגרום לליבה לרטוט. רעידות אלה עוברות דרך מהדקי הליבה, רכיבים מבניים, טנק וחלקים אחרים של השנאי. בסופו של דבר, המשטחים הרוטטים מקרינים קול לאוויר שמסביב.

פיתוליםיכול גם לתרום לרעש שנאי. כוחות אלקטרומגנטיים פועלים על הפיתולים במהלך הפעולה ועלולים לגרום לרטט מכאני. אם רכיב מבני רופף או נתמך בצורה גרועה, הוא עלול לרטוט אפילו יותר ולהגביר את הצליל המקורי.

במילים אחרות, ייתכן שהרעש שאתה שומע מחוץ לשנאי לא מגיע מרכיב אחד בלבד. מספר מקורות רטט קטנים יכולים לשלב ולהפוך את הצליל הכללי להרבה יותר מורגש.

רעש מהתקני קירור

ציוד קירורהוא מקור חשוב נוסף לרעש, במיוחד בשנאים- גדולים שקועים בשמן.

בהתאם לתכנון השנאי, קירור עשוי לכלול מאווררים, רדיאטורים, משאבות שמן או שילוב של רכיבים אלה. מאווררי קירור יוצרים רעש אווירודינמי כאשר הלהבים מסתובבים ומזיזים אוויר. מנועים ומסבים יכולים להכניס רטט מכאני נוסף.

משאבות שמן יוצרות רעש מכני והידראולי משלהן כשהן מזרימות שמן בידוד דרך מערכת הקירור.

עבור שנאי מקורר באופן טבעי, מקורות אלה מוגבלים בדרך כלל. עם זאת, עבור שנאי המשתמש בקירור-מאולץ באוויר או-שמן, מערכת הקירור יכולה להפוך לחלק משמעותי מרמת הרעש הכוללת.

נתיב התפשטות של רעש שנאי

רעש שנאי לא פשוט עובר מהמקור היישר לאוויר שמסביב. יש כמה דרכים אפשריות.

רטט מכאני יכול לעבור מהליבה ומהפיתולים לתוך מהדקים, המיכל, הרדיאטורים, היסודות והמבנים המחוברים. ברגע שרכיבים אלה מתחילים לרטוט, הם יכולים לפעול כמו משטחים המקרינים קול-.

יש גם רעש באוויר ממאווררי קירור, משאבות וציוד חיצוני אחר. לאחר הכניסה לחלל שמסביב, הצליל יכול להשתקף על ידי קירות, רצפות, תקרות, מבנים ומשטחים קשים אחרים.

זו הסיבה שבקרה על רעש יכולה לפעמים להיות קצת מסובכת. לשנאי עשויה להיות רמת רעש מקובלת כאשר הוא נבדק בתנאים מבוקרים אך נשמע חזק יותר במידה ניכרת לאחר התקנתו בבניין או תחנת משנה מסוימת.

דרך מעשית להסתכל על הבעיה היא:

מקור רעש → שידור מבני → קרינת קול → הסביבה הסובבת

כל שלב חשוב.

מדידת רעש שנאי

לפני שמנסים להפחית את רעש השנאים, מהנדסים צריכים מדידות אמינות. פרמטרים אקוסטיים שונים מתארים היבטים שונים של צליל, ולכן חשוב לבחור בשיטת המדידה הנכונה.

רמת לחץ קול

רמת לחץ קול (SPL)מתאר את השונות בלחץ האוויר הנגרמת על ידי קול בנקודת מדידה מסוימת. זה מתבטא בדרך כלל בדציבלים, או dB.

מה שחשוב לזכור הוא שלחץ הקול תלוי במקום שבו נלקחת המדידה. הרחק את המיקרופון מהשנאי, והערך הנמדד ישתנה בדרך כלל. גם קירות, השתקפויות, רעשי רקע והסביבה שמסביב יכולים להשפיע על התוצאה.

רמת עוצמת הקול

עוצמת הקול מתייחסת לכמות האנרגיה האקוסטית העוברת דרך יחידת שטח.

מדידות עוצמת קול יכולות להיות שימושיות כאשר מהנדסים צריכים לאתר מקורות רעש בודדים. לדוגמה, הם יכולים לעזור לקבוע אם רוב הרעש מגיע ממיכל השנאי, מאווררי קירור או רכיב אחר.

זה הופך את עוצמת הקול לשימושית במיוחד בעת פתרון בעיות בשנאי עם רעש גבוה באופן בלתי צפוי.

רמת עוצמת קול

רמת עוצמת קולמייצג את סך האנרגיה האקוסטית הנפלטת על ידי שנאי.

בניגוד לרמת לחץ הקול, הספק הקול פחות תלוי במרחק בין השנאי לציוד המדידה. זה עושה את זה שימושי בעת השוואת שנאים שונים או קביעת מפרטי רעשי ציוד.

עבור יצרנים וקונים, כוח קול יכול לספק דרך עקבית יותר לתאר את הפלט האקוסטי בפועל של שנאי.

רמת עוצמה ועקומות עוצמה שוות

לא כל הצלילים נתפסים באופן שווה על ידי האוזן האנושית.

צליל-תדירות נמוך וצליל-גבוה יכולים להיות בעלי אותה רמת לחץ צליל פיזית, אך ייתכן שלא יישמעו חזק באותה מידה לאדם שעומד בקרבת מקום. זה המקום שבועקומות עוצמה שוותלהיות שימושי.

הם מתארים כיצד שמיעה אנושית מגיבה לתדרים שונים. זה חשוב לרעש שנאי מכיוון שהזמזום שנאי מכיל לעתים קרובות רכיבי תדר- חזקים יחסית.

אז, מדידת צליל היא דבר אחד. להבין איך אנשים תופסים את הצליל הזה היא אחרת.

רעש שנאי נמדד באמצעות -שיטה משוקללת

השיטה-משוקללת, מבוטא כ-dB(A), מתאים את מדידות הקול בהתאם לתגובת התדר של השמיעה האנושית.

זו הסיבה שמגבלות רעש עבור ציוד חשמלי והערכות רעש סביבתי משתמשות לעתים קרובות ב-dB(A). לשנאי עשוי להיות רכיב תדר נמוך- חזק יחסית, אבל התוצאה המשוקללת A- נותנת התחשבות רבה יותר בתדרים שבני אדם רגישים להם יותר.

כאשר מעריכים רעש שנאי בהתקנה בפועל, לכן כדאי להבין הן את המאפיינים האקוסטיים הגולמיים והן את רמת הרעש המשוקללת A-.

גורמים המשפיעים על רעש שנאי

אין סיבה אחת מדוע שנאי אחד שקט יותר מהשני. חומר הליבה, צפיפות השטף המגנטי, מבנה הליבה, איכות הייצור, בנייה מכנית, תנאי הפעלה ותהודה יכולים לעשות את ההבדל.

השפעת מגנוטריסטיקה של יריעות פלדת סיליקון על רעש שנאי

מגנוטריסטיקההוא אחד הגורמים העיקריים לרעש ליבת שנאי.

כאשר השטף המגנטי משתנה בתוך הליבה, יריעות פלדת הסיליקון עוברות שינויים מימדיים זעירים. שינויים אלה מתרחשים ברציפות במהלך פעולת AC ומייצרים רטט מכאני.

מידת ההיצרות תלויה בתכונות הפלדה החשמלית, בכיוון החומר, בצפיפות השטף המגנטי ובתנאי הפעולה.

שימוש בפלדה חשמלית- באיכות גבוהה עם מאפיינים מגנטיים מתאימים יכול לעזור להפחית את רטט הליבה. עיצוב שנאי צריך גם לשמור על צפיפות השטף המגנטי בטווח הפעולה המיועד. אם הליבה נדחפת חזק מדי מבחינה מגנטית, הרעש יכול לגדול יחד עם השפעות לא רצויות אחרות.

השפעת מבנה הליבה על רעש שנאי

לבניית הליבה יש השפעה ישירה על רעש השנאים.

גיאומטריית הליבה, עיצוב מפרקים, סידורי הידוק והאופן שבו כוחות מגנטיים מופצים כולם משפיעים על הרטט. ליבה מעוצבת כהלכה עוזרת לשמור על שליטה בתנועה המכנית.

עיצובי שנאים מודרניים משתמשים לעתים קרובות באופטימיזציהשלב-ליבת הברכייםמפרקים והסדרים מבניים משופרים. גישות אלו יכולות לסייע בהפחתת הפסדי הליבה והרעידות.

זה לא קשור רק לחומר עצמו. האופן שבו החומר מעוצב והרכבו חשוב לא פחות.

ההשפעה של תהליך הרכבת הליבה על רעש שנאי

איכות הייצור יכולה לעשות הבדל גדול באופן מפתיע לרעש השנאים.

ערימה לקויה של למינציות, יישור מפרקים לא נכון, מתח מכני מופרז או הידוק לא מספיק עלולים לגרום לליבה לרטוט יותר מהצפוי.

תהליך ההרכבה דורש אפוא בקרה קפדנית. יש לטפל ברצועות הליבה כראוי, למפרקים להיות מיושרים במדויק ולחץ ההידוק צריך להיות מוגדר נכון.

הידוק קטן מדי יכול לאפשר תנועה לא רצויה. יותר מדי הידוק גם לא בהכרח טוב יותר, מכיוון שלחץ מכני מוגזם יכול גם להשפיע על מאפייני הרטט של הליבה.

השפעת התהודה על רעש שנאי

תהודה יכולה להחמיר את הרטט הניתנת לניהול אחרת.

לכל רכיב מבני יש תדרים טבעיים. אם תדר העירור שנוצר על ידי השנאי מתקרב לאחד מהתדרים הטבעיים הללו, הרטט יכול לעלות בחדות.

מיכלי שנאי, רדיאטורים, מהדקים, יסודות וחלקי מבנה אחרים יכולים להיות בעלי מאפייני תהודה שונים. ברגע שמתרחשת תהודה, אפילו כוח עירור קטן יחסית עשוי ליצור תגובת רטט גדולה בהרבה.

עיצוב מבני טוב, שיכוך מתאים ובידוד רעידות יכולים לעזור לשמור על תהודה בשליטה.

אמצעים להפחתת רעש שנאי

הפחתת רעשי השנאים פועלת בדרך כלל בצורה הטובה ביותר כאשר משתמשים בכמה שיטות יחד. מהנדסים יכולים להתחיל במקור הרעש, ואז לשלוט ברטט מבניים ולבסוף להתמודד עם העברת קול דרך הסביבה הסובבת.

הפחתת רעשי גוף

הגישה הראשונה היא להפחית את הרטט מהשנאי עצמו.

הפחתת רעש הליבה

ניתן להפחית את רעשי הליבה באמצעות פלדה חשמלית מתאימה, עיצוב הליבה אופטימלי, הרכבה מדויקת והידוק מכני נכון.

חשוב גם לשמור על השנאי בצפיפות השטף המגנטי שצוינה. ייצור-איכותי מסייע במניעת למינציות רופפות, חיבורים גרועים ותנאים אחרים שעלולים להגביר את הרטט.

עבור יצרני השנאים, המשמעות היא שבקרה על הרעש מתחילה הרבה לפני שהשנאי מגיע לאתר ההתקנה.

הפחתת רעשי טנק ורכיבים מבניים

מיכל השנאי יכול להפוך למשטח צליל יעיל להפליא- בגלל השטח הגדול יחסית שלו.

חיזוק מיכל, מבני פאנל אופטימליים, חיבורים מכניים משופרים וחומרי שיכוך-רטט יכולים להפחית את כמות הקול המוקרן מהמיכל.

גם בידוד רעידות בין השנאי והבסיס שלו יכול לעזור. חיבורים גמישים עשויים להיות שימושיים במקום שבו רעידות מכניות עלולות לעבור למבנים סמוכים.

הפחתת רעשי מכשיר הקירור

אין להתעלם ממערכות קירור, במיוחד בשנאי כוח גדולים.

הפחתת רעש מאוורר קירור

מאווררי קירור-נמוכים, עיצובי להבים אופטימליים, מהירויות מאוורר מתאימות והרכבה מבודדת-רעידות יכולים כולם לעזור להפחית את רעש המאוורר.

גם התחזוקה חשובה. להב מאוורר פגום או לא מאוזן, מיסב שחוק או מנוע לא מיושר יכול ליצור הרבה יותר רעידות מאשר מאוורר שמתוחזק כהלכה.

הפחתת רעשי פיזור חום עצמי-

לשנאים מקוררים באופן טבעי יש בדרך כלל פחות מקורות רעש מכאניים מכיוון שהם אינם מסתמכים על מאווררי קירור מופעלים או משאבות שמן.

עם זאת, עיצוב הרדיאטור והקשיחות המבנית עדיין חשובים. רדיאטורים מתוכננים כהלכה יכולים לסייע בהגבלת הרטט וקרינת קול מיותרת תוך שמירה על פיזור חום יעיל.

הפחתת רעש משאבת שמן

עבור-מערכות קירור נפט מאולצות, בחירת משאבות שמן-נמוכות היא חלק חשוב בבקרת רעשי השנאים.

יש לקחת בחשבון את מנוע המשאבה, המסבים, נתיב זרימת השמן ויישור ההתקנה. תחזוקה שוטפת יכולה גם למנוע רעידות חריגות הנגרמות על ידי בלאי רכיבים או תנאי הפעלה לקויים.

נקיטת אמצעי בידוד קול לאורך נתיב ההתפשטות

לפעמים השנאי עצמו כבר שקט למדי, אבל סביבת ההתקנה הופכת את הרעש ליותר בולט.

במקרים אלו ניתן להוסיף בידוד קול לאורך נתיב ההתפשטות. מחסומים אקוסטיים, קירות אטומים לרעש, מתחמי שנאים וחדרי שנאים שתוכננו במיוחד יכולים להפריע להעברת קול ישירה.

יש מלכוד אחד חשוב: העיצוב האקוסטי עדיין חייב לאפשר מספיק אוורור ופיזור חום. שנאי סגור לחלוטין אולי שקט יותר, אבל אם ביצועי הקירור שלו נפגעים, זה יוצר בעיה הרבה יותר גדולה.

נקיטת אמצעים להפחתת רעש לאורך נתיב הריבוי

שיכוך הרעש יכול לכלול בידוד רעידות, בלימה אקוסטית, שיכוך מבנים ואמצעים אחרים שנועדו להפחית את הקול לפני שהוא מגיע לאזורים רגישים.

רפידות נגד-רטט יכולות להגביל את העברת הרטט דרך הבסיס. חיבורים גמישים יכולים להפחית את העברת הרטט המכאני למבנים מחוברים. חומרים בולמי קול- יכולים להפחית את הרעש המוחזר באוויר בתוך חדרי שנאים.

עבור תחנות משנה הממוקמות ליד בנייני מגורים, משרדים, בתי חולים, בתי ספר או אזורים רגישים-לרעש אחרים, מומלץ לשקול אמצעים אלה בשלב התכנון.

הניסיון לפתור בעיית רעש לאחר שהשנאי כבר הותקן הוא בדרך כלל מסובך יותר-ולרוב יקר יותר.

מַסְקָנָה

רעש שנאימגיע מיותר מהזמזום המוכר של הליבה המגנטית. מגנוטריסטיקה, רטט מתפתל, מאווררי קירור, משאבות שמן, רכיבים מבניים ותהודה יכולים כולם לתרום לרמת הרעש הסופית. הסביבה שמסביב והדרך שבה הרטט עובר דרך המתקן יכולים להפוך את המצב למסובך עוד יותר.

ליצרני שנאים כגוןשנאי יאווי, בקרת רעש יעילה מתחילה ביסודות: פלדה חשמלית מתאימה, עיצוב ליבה אופטימלי, הרכבה מדויקת, בנייה מכנית אמינה וציוד קירור-מעוצב היטב.

משם, שיטות התקנה כגון בידוד רעידות, בידוד רעש, מחסומים אקוסטיים והפחתת רעש יכולים לספק הגנה נוספת.

המטרה היא לא רק להפוך שנאי לשקט יותר על הנייר. שנאי -נמוך רעש באמת צריך לבצע ביצועים טובים בעולם האמיתי, שבו ציוד חולק מקום עם אנשים, בניינים ומערכות חשמל אחרות. לכן יש לקחת בחשבון את רעשי השנאים מהתכנון והייצור לאורך כל הדרך דרך ההתקנה והתפעול.

צור קשר עכשיו