TIÊU ÂM VÀ LỌC BỤI

tiêu âm lọc bụi tiêu âm lọc bụi Bởi: Võ Chí Chính TIÊU ÂM VÀ LỌC BỤI Khái niệm Tiếng ồn tập hợp âm có cường độ tần số khác xếp trật tự, gây khó chịu cho người nghe, cản trở người làm việc nghỉ ngơi Các đặc trưng âm -Tần số âm Đơn vị đo Hz Mỗi âm đặc trưng tần số dao động sóng âm Bình thường tai người cảm thụ âm có tần số từ 16 -> 20.000 Hz -Ngưỡng nghe ngưỡng chói tai Âm dao động học lan truyền hình thức sóng mơi trường đàn hồi, khơng phải sóng đến tai gây cảm giác âm Cường độ âm nhỏ sóng âm xác định mà tai người nghe thấy gọi ngưỡng nghe Âm có tần số khác giá trị ngưỡng nghe khác Cường độ âm lớn mà tai người chịu gọi ngưỡng chói tai -Mức cường độ âm L (dB) Mức cường độ âm xác định theo công thức : I - Cường độ âm xét, W/m2 Io - Cường độ âm ngưỡng nghe : Io = 10-12 W/m2 1/18 tiêu âm lọc bụi -Mức áp suất âm (dB) Mức áp suất âm xác định theo công thức : p - Áp suất âm , Pa po - Áp suất âm ngưỡng nghe: po = 2.10-5 Pa -Mức to âm (Fôn) Mức to âm sức mạnh cảm giác âm gây nên tai người, khơng phụ thuộc vào áp suất âm mà phụ thuộc vào tần số âm Tần số thấp tai người khó nhận thấy Người ta xác định mức to âm đo băng Fơn , có giá trị mức áp suất âm âm chuẩn có mức to với âm Đối với âm chuẩn , mức to ngưỡng nghe Fôn , ngưỡng chói tai 120 Fơn Các âm có giá trị áp suất âm tần số cao mức to lớn -Dải tần số âm Cơ quan cảm giác người không phản ứng với độ tăng tuyệt đối tần số âm mà theo mức tăng tương đối Khi tần số tăng gấp đơi độ cao âm tăng lên tông , gọi ốcta tần số Người ta chia tần số âm thành nhiều dải, giới hạn lớn gấp đơi giới hạn Tồn dải tần số âm mà tai người nghe chia làm 11 ốcta tần số có giá trị trung bình 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16.000 Tiêu chuẩn vệ sinh mức cho phép tiếng ồn quy định ốcta : 63; 125; 250; 500; 100; 200; 400; 800 Bảng 9-1 2/18 tiêu âm lọc bụi Các máy đo độ ồn , đo mức to âm đơn vị đềxibenA (dBA) mức cường độ âm chung tất dải ốcta tần số qui định tần số 1000 Hz Ta gọi âm dBA âm tương đương Khi dùng dBA để âm ta khơng cần nói âm tần số Trị số dBA giúp ta đánh giá sơ xem độ ồn có vượt mức cho phép hay không Ảnh hưởng độ ồn Tiếng ồn có ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ người Mức độ ảnh hưởng tuỳ thuộc vào giá trị độ ồn Bảng 9-2 đưa số liệu mức độ ảnh hưởng độ ồn tới sức khoẻ người Bảng 9-2 Độ ồn cho phép cơng trình Bằng thực nghiệm người ta lập họ đường cong thể mức ồn cho phép tiếng ồn dải rộng ốcta tần số Những đường gọi đường NC (Noise Criteria Curves), thể mức ồn cho phép tiếng ồn dải rộng ốcta tần số Hình 9-1 : Mức ồn cho phép tiếng ồn dải rộng ốcta tần số Trên bảng 9-3 trình bày tiêu chuẩn NC cơng trình 3/18 tiêu âm lọc bụi Tính tốn độ ồn Nguồn gây ồn cách khắc phục -Các nguồn gây ồn : Nguồn ồn gây cho khơng gian điều hịa có nguồn gốc sau: - Nguồn ồn động quạt, động cơ, máy lạnh đặt phòng gây - Nguồn ồn khí động dịng khơng khí - Nguồn ồn từ bên ngồi truyền vào phòng 4/18 tiêu âm lọc bụi + Theo kết cấu xây dựng + Theo đường ống dẫn không khí + Theo dịng khơng khí + Theo khe hở vào phịng - Nguồn ồn khơng khí miệng thổi -Cách khắc phục Nguồn ồn động cơ, thiết bị phịng - Chọn thiết bị có độ ồn nhỏ : Khi chọn máy điều hoà, dàn lạnh, FCU, AHU cần lưu ý độ ồn nó, tránh sử dụng thiết bị có độ ồn lớn - Bọc tiêu âm cụm thiết bị : Trong nhiều trường hợp người ta chọn giải pháp bọc tiêu âm cụm thiết bị Chẳng hạn FCU, AHU quạt thơng gió cơng suất lớn lắp đặt laphơng gây ồn khu vực nên người ta thường bọc cách âm cụm thiết bị - Thường xuyên bôi trơn cấu chuyển động để giảm ma sát giảm độ ồn - Đặt thiết bị bên phịng Nguồn ồn khí động dịng khơng khí Dịng khơng khí chuyển động với tốc độ cao tạo tiếng ồn Vì thiết kế phải chọn tốc độ hợp lý Nguồn ồn truyền qua kết cấu xây dựng - Đối với phòng đặc biệt, người thiết kế xây dựng phải tính tốn cấu trúc cho nguồn ồn không truyền theo kết cấu xây dựng vào phòng, cách tạo khe lún, không xây liền dầm, liền trục với phịng tạo chấn động - Một trường hợp hay gặp động cơ, bơm máy lạnh đặt sàn cao Để khử rung động động tạo lan truyền theo kết cấu xây dựng làm ảnh hưởng tới phòng dưới, người ta đặt cụm thiết bị lên bệ qn tính đặt lị xo giảm chấn Qn tính vật nặng sức căng lò xo khử hết chấn động động gây - Đối với FCU, AHU quạt dạng treo , thường người ta treo giá có đệm cao su lò xo 5/18 tiêu âm lọc bụi Nguồn ồn truyền theo ống dẫn gió, dẫn nước vào phịng Các ống dẫn gió, dẫn nước nối với quạt bơm cấu chuyển động cần lưu ý tới việc khử chấn động lan truyền từ động theo đường ống Trong trình hoạt động chấn động từ thiết bị truyền vào phòng tạo độ ồn định Để khử chấn động truyền theo đường người ta thường sử dụng đoạn ống nối mềm cao su Nguồn ồn truyền theo dịng khơng khí ống dẫn Do kênh dẫn gió dẫn trực tiếp từ phịng máy đến phịng, nên âm truyền từ gian máy tới phòng, từ phòng đến phòng Để khử độ ồn truyền theo dịng khơng khí người ta sử dụng hộp tiêu âm, đoạn ống tiêu âm Trong kỹ thuật điều hồ người ta có giải pháp bọc cách nhiệt bên đường ống Lớp cách nhiệt lúc ngồi chức cách nhiệt cịn có chức khử âm Nguồn ồn bên ngồi truyền theo khe hở vào phịng Để ngăn ngừa phải làm phịng kín, đặc biệt phòng yêu cầu độ ồn khắt khe Nguồn ồn khơng khí miệng thổi Khi tốc độ khơng khí miệng thổi lớn, gây ồn Vì phải chon tốc độ khơng khí miệng thổi hợp lý Tính tốn nguồn ồn - Nếu có nhiều nguồn ồn với mức âm L1, L2, Ln mức âm tổng tính theo cơng thức : - Nếu nguồn ồn có mức âm giống Dưới mức ồn số thiết bị: Độ ồn quạt Tiếng ồn quạt gây phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủng loại quạt, vận tốc, hãng quạt, chế độ làm việc, trở lực hệ thống, chất môi trường vv 6/18 tiêu âm lọc bụi Độ ồn quạt gây xác định theo công thức : KW - Mức cường độ âm riêng (dB) phụ thuộc loại quạt xác định theo bảng 9-4 V - Lưu lượng thể tích qụat, CFM (1 m3/s ≈ 2120 cfm) H - Cột áp toàn phần quạt, in.WG C - Hệ số hiệu chỉnh lấy theo bảng 9-3 : Bảng 9-3 : Hệ số hiệu chỉnh C (dB) Bảng 9-4 : Trị số Kw loại quạt 7/18 tiêu âm lọc bụi Ghi : AF - Quạt ly tâm cánh rỗng profile khí động BC - Quạt ly tâm có cánh hướng bầu cong BI - Quạt ly tâm có cánh hướng bầu xiên BFI - Độ tăng tiếng ồn (dB) tần số dao động cánh fc ( fc = số cánh x số vòng quay quạt giây) Độ ồn phát từ máy nén bơm Nếu có catalogue thiết bị tra độ ồn Trong trường hợp khơng có số liệu độ ồn thiết bị nhà sản xuất cung cấp, ta tính theo công suất cụ thể sau: - Đối với máy nén ly tâm : USTR - Tơn lạnh Mỹ : USTR = 3024 kCal/h 8/18 tiêu âm lọc bụi - Đối với máy nén píttơng Khi máy làm việc non tải tăng từ đến 13 dB dải tần khác Nếu cần tính mức áp suất âm Lp tần số trung tâm cộng thêm cơng thức tính LPA (9-7) giá trị bảng : Bảng 9-5 - Đối với bơm nước tuần hoàn HP - Công suất bơm, HP Lưu ý : Tất giá trị tính khoảng cách 1m từ nguồn âm Tiếng ồn dòng khơng khí chuyển động Tiếng ồn dịng khơng khí chuyển động sinh tốc độ dòng lớn , qua đoạn chi tiết đặc biệt đường ống đầu vào quạt Tiếng ồn dịng khơng khí chuyển động kết hiệu ứng xoáy quanh vật cản, gây thay đổi vận tốc, biến dạng đột ngột dịng chảy tạo sức ép động lực cục khơng khí Có dạng gây ồn dịng khơng khí chuyển động sau : a Tiếng ồn dịng khơng khí thổi thẳng Trong đoạn ống thẳng , tốc độ lớn độ ồn có giá trị đáng kể Tuy nhiên thiết kế tốc độ gió chọn đảm bảo yêu cầu Thường tốc độ đường ống om < 10 m/s độ ồn khơng đáng kể Độ ồn vị trí đặc biệt đường ống 9/18 tiêu âm lọc bụi Tại vị trí đặc biệt : Rẻ dịng, co thắt dịng, vị trí lắp đặt van độ ồn có giá trị đáng kể tốc độ dịng khơng khí khơng cao Đó tượng xốy tạo nên Độ ồn vị trí tính sau : Laf - Mức cường độ âm phát sinh , dB K s - Thông số riêng kết cấu đường ống; - Với van điều chỉnh : Ks = -107 - Cút cong có cánh hướng : KS = -107 + 10.lgn với n số cánh hướng dòng - Chổ ống chia nhánh : Ks = -107 + deltaL1 + deltaL2 +deltaL1 - Hệ số hiệu chỉnh độ cong rẻ nhánh, dB Hệ số phụ thuộc tỷ số bán kính cong r chổ chia nhánh với đường kính ống nhánh d Nếu r/d ≈ lấy deltaL1 = 4->6 dB Nếu r/d ≈ 0,15 lấy deltaL1 = + deltaL2 - Hệ số hiệu chỉnh độ rối, dB Bình thường lấy deltaL2 = Nếu vị trí đầu nguồn cách vị trí xét lần đường kính ống có lắp đặt van điều chỉnh người ta xét tới đại lượng Trong trường hợp lấy deltaL2 = -> dB tuỳ theo mức độ rối loạn dịng khí đầu nguồn Vcon- Tốc độ khơng khí chổ thắt , ống nhánh, FPM; V - Lưu lượng khơng khí qua ống, cfm FTL - hệ số cản trở Đối với van điều chỉnh nhiều cánh : FTL = hệ số tổn hao áp suất Cpre = Nếu Cpre ≠ : 10/18 tiêu âm lọc bụi : CPRE - Là hệ số tổn hao áp suất, đại lượng không thứ nguyên tính theo cơng thức : Đối với van điều chỉnh có cánh : Nếu CPRE < FTL tính van nhiều cánh Nếu CPRE > FTL = 0,68.C-0,15PRE - 0,22 S- Diện tích tiết diện ống nơi thắt có lắp đặt van điều chỉnh, cút ống nhánh, ft D - Chiều cao ống cút cong, ft f - Tần số trung bình dải ốcta, Hz K - hệ số tra theo đường tuyến tính kết cấu đường ống, dB (hình 9-1) Trị số đặc tính K kết cấu xác định dựa vào chuẩn số Strouhal : Vbr - Tốc độ không khí nhánh, fpm - Đối với van điều chỉnh : K = -36,3 - 10,7 lg.St St < 25 K = -1,1 - 35,9.lg.St St > 25 - Đối với cút cong có cánh hướng dịng 11/18 tiêu âm lọc bụi - Đối với chổ chia nhánh giá trị K xác định theo đồ thị hình 9-1 với Vma tốc độ dịng khí tạ đường ống (fpm) Hình 9-1 : Quan hệ hệ số K với số St tỷ số Vma/Vbr chổ chia nhánh c Tiếng ồn đầu vào đầu quạt : Tiếng ồn sinh quạt nhiều nguyên nhân Tuy nhiên chủ yếu thay đổi hướng đột ngột qua chổ thu hẹp Tiếng ồn quạt gây thường lớn khó khắc phục Tiếng ồn khơng khí miệng thổi Tiếng ồn dịng khơng khí miệng thổi phụ thuộc vào tốc độ dịng khơng khí miệng thổi kết cấu Trong catalogue miệng thổi có dẫn độ ồn tương ứng với tốc độ đầu Vì thiết kế cần lưu ý không chọn tốc độ lớn Tổn thất âm đường truyền dọc lòng ống dẫn Tổn thất ống dẫn : Sự giảm âm giảm cường độ âm tính Watt đơn vị diện tích âm từ nơi phát tới nơi thu Sự giảm âm nguyên nhân sau : - Nhờ vật liệu hút âm hấp thụ lượng sóng âm - Do phản hồi sóng âm bề mặt hút âm - Q trình truyền âm dạng sóng lan truyền khơng khí dàn tắt dần ma sát Mức độ giảm âm đặc trưng đại lượng IL (Insertion Loss) Trị số IL tần số riêng cho ta biết giảm cường độ âm (dB) đường truyền từ nơi phát đến nơi thu nhận Khả hấp thụ lượng só âm vật liệu gọi khả hút âm Khi sóng âm va chạm vào bề mặt vật liệu xốp khơng khí dao động lỗ hở nhỏ , cản trở dịng khí dao động dịng khí khe hở biến phần lượng sóng âm thành nhiệt làm giảm lượng sóng âm đến Các vật liệu có khả hút âm tốt vật liệu tơi xốp mềm Các sóng âm vào lớp vật liệu bị làm yếu phần Vật liệu hút âm thường sử dụng : Bông thuỷ tinh, vải, vải vụn Các vải dày, mềm treo tường có khả chóng phản xạ âm tốt 12/18 tiêu âm lọc bụi Để tiêu âm đường ống, thường người ta bọc lớp thuỷ tinh bên đường ống Lớp bơng hút âm tốt Khi đường ống khơng có lớp vật liệu hút âm, tồn giảm âm tự nhiên ma sát Đường ống trịn khơng có lớp hút âm Khi sóng âm lan truyền khơng khí, tính chất đàn hồi mơi trường khơng khí nên dao động song âm dao động tắt dần, mức lượng âm giảm dần Người ta tính trung bình độ ồn giảm tự nhiên 0,03 dB 1feet chiều dài ống tần số 1000 Hz tăng không đến 0,1 dB/ft tần số 1000Hz Đối với ống chữ nhật khơng có lớp hút âm cách nhiệt Đối với đường ống chữ nhật độ giảm âm tự nhiên tính theo bảng 9-6 : Bảng 9-6 : Độ giảm âm dB/ft P - Chu vi ống, in A - Diện tích tiết diện ống , in2 Ống chữ nhật khơng có lót lớp hút âm, có bọc cách nhiệt bên ngồi Đối với loại đường ống này, mức giảm âm lấy gấp đơi số liệu nêu bảng 9-6 Ống trịn có lót lớp hút âm Độ giảm âm phụ thuộc vào diện tích tiết diện ngang đường ống tính chất vật liệu hút âm Các số liệu dẫn bảng 9-7 Bảng 9-7 : Độ giảm âm dB/ft 13/18 tiêu âm lọc bụi Đối với đường ống chữ nhật có lót lớp hút âm - Đối với tần số dải âm 800 Hz độ giảm âm tính sau : IL - Độ giảm âm thanh, dB t - Độ dày lớp vật liệu hút âm, in h - Cạnh ngắn lòng ống, in P - Chu vi lòng ống, in A- Diện tích lịng ống, in2 L Chiều dài đoạn ống, ft f- Tần số âm thanh, Hz d- Khối lượng riêng vật hút âm, lb/ft3 - Đối với tần số 800 Hz : k = 2,11.109 W - Cạnh dài lòng ống, in L - Chiều dài đoạn xét, ft 14/18 tiêu âm lọc bụi Cơng thức 9-11 tính L < 10 ft Khi L > 10ft lấy L = 10ft Bảng 9-8 : Độ giảm âm đoạn ống hình chữ nhật có lót lớp hút âm dày 1in, dB/ft Để tránh làm cho IL lớn , đường ống chữ nhật có lót hút âm , IL khơng vượt 40 dB tần số Độ giảm IL nêu khơng tính tới độ giảm âm tự nhiên, nên tính cần phải cộng vào Đối với đường ống ô van - Đối với đường ống ô van với tỷ số hai trục : IL lấy giống đường ống trịn có đường kính trục ngắn ống ô van Độ dày lớp hút âm có ảnh hưởng đến trị số IL Ở tần số 800 HZ , chiều dày lớp hút âm 2in hiệu qura giảm âm tăng lần so với lớp dày 1in Vì cần lót lớp hút âm dày từ 2in đến 3in để nâng cao hiệu hút âm Tổn thất cút cong chổ chia nhánh Độ giảm âm cút cong trịn Tại vị trí cút cong âm bị phản hồi ngược lại phần Vì cút cong có hay khơng có lớp hút âm có tác dụng giảm ồn định Tổn thất cút cong phụ thuộc vào kích thước tần số âm cho bảng 9-9 : 15/18 tiêu âm lọc bụi 9-9: Độ giảm âm qua cút tròn, dB f - Tần số âm , kHz D- Đường kính ống tròn, in Độ giảm âm cút cong chữ nhật Cút vchữ nhật làm giảm tối đa âm dải ốcta mà tần số trung tâm gần lớn 125 Hz Bảng 9-10 đưa kết giảm âm dịng khơng khí qua cút chữ nhật có khơng có lớp hút âm 9-10: Độ giảm âm qua cút chữ nhật, dB W - Cạnh lớn ống chữ nhật, in f - Tần số âm tính bằng, kHz c Độ giảm âm chỗ chia nhánh 16/18 tiêu âm lọc bụi Độ giảm âm chia nhánh tính theo cơng thức: deltaLWB - Độ giảm lượng âm chia nhánh, dB Abr - Diện tích nhánh rẻ xét, ft2 tongAbr - Tổng diện tích nhánh rẻ, ft2 Tổn thất âm phản hồi cuối đường ống Khi sóng âm cuối đường ống để vào phịng , mở rộng đột ngột nên gây phản hồi âm ngược lại Điều giảm đáng kể âm tần số thấp Tổn thất âm phản hồi khơng cần tính : - Miệng thổi kiểu khuyếch tán gắn trực tiếp lên trần - Miệng thổi khuyếch tán nối với đoạn đường ống thẳng dài lần đường kính ống - Miệng thổi khuyếch tán nối với ống nối mềm Tổn thất âm phản hồi cuối đường ống tính theo bảng đây: Bảng 9-11 : Tổn thất âm phản hồi cuối đường ống, dB 17/18 tiêu âm lọc bụi Chú ý: Các số liệu bảng 9-8 không sử dụng cho miệng thổi có lót lớp hút âm miệng thổi gắn trực tiếp lên đường ống Nếu đầu cuối đường ống miệng thổi khuyếch tán phải trừ dB 18/18 .. .tiêu âm lọc bụi -Mức áp suất âm (dB) Mức áp suất âm xác định theo công thức : p - Áp suất âm , Pa po - Áp suất âm ngưỡng nghe: po = 2.10-5 Pa -Mức to âm (Fôn) Mức to âm sức mạnh cảm giác âm. .. chóng phản xạ âm tốt 12/18 tiêu âm lọc bụi Để tiêu âm đường ống, thường người ta bọc lớp thuỷ tinh bên đường ống Lớp hút âm tốt Khi đường ống khơng có lớp vật liệu hút âm, tồn giảm âm tự nhiên... âm Các số liệu dẫn bảng 9-7 Bảng 9-7 : Độ giảm âm dB/ft 13/18 tiêu âm lọc bụi Đối với đường ống chữ nhật có lót lớp hút âm - Đối với tần số dải âm 800 Hz độ giảm âm tính sau : IL - Độ giảm âm