Author: Изак Г.Д. Гомзиков Э.А.
Tags: защита от производственных и прочих вредностей аккустика гигиена труда
Year: 1987
Text
ГД.Изан
ЭА.Гомзиков
ШУМ
ИА СУДАХ
И МЕТОДЫ
ЕГО УМЕНЬШЕНИЯ
МОСКВА*'ТРАНСПО₽Т"1987
УДК 628.517.2.629 122
Изак Г. Д., Гомзиков Э. А. Шум на судах и методы его умень-
шения. — М; Транспорт, 1987 — 303 с.
В книге обобщен отечественный и зарубежный опыт уменьшения
вредного воздействия шума на плавсошав судов. Описаны источ-
ники возникновения и распространения шума nt) судну, приведены
практические рекомендации ио выбору необходимых средств звуко-
и виброизоляции, звуке- н внбропоглощения.
Книга рассчитана на инженерно технических работников, зани-
мающихся приемкой, эксплуатацией и модернизацией действую-
щих и капитально ремонтируемых судов речного флота и доступна
читателям, не имеющим специальной теоретической подготовки по
акустике.
Ил. 100, табл. 54, библиыу. 63 назв.
Главы 1, 11, V, VII, VIII, IX написаны каид. техн, наук
Г. Д, Итакой, главы III, IV, VI, X - капд. техн, наук Э. Л Гом
зиковым.
Рецензенты: профессора В И Лпдрютни, И. И Клюкин
Заведующий редакцией Г. И Белозерский
Р е д а к то р JI Н. Луснпкова
I
i
и 3605030000-343 т—87
1149(01)-87
(Р Издательство «Транспорт», 1957
ПРЕДИСЛОВИЕ
С повышением энерговоору-
женности современных судов увеличивается шум в ма-
шинных отделениях, жилых, общественных и служебных
помещениях. В то же время ужесточаются требования
к условиям обитаемости судов. Принятые в нашей стра-
не нормы допустимых уровней шума в помещениях су-
дов являются наиболее низкими в мире, поэтому при-
ходится разрабатывать развитый комплекс противо-
шумовых средств.
Снижение шума на речных судах связано с дополни
тельными трудностями из-за их ограничений по габарит
ным размерениям и осадке. Тем не мепее за последние
годы спроектированы и построены суда, полностью удов
летворяющие требованиям санитарных норм.
В нашей стране изданы труды, посвяшенные сниже-
нию шума на судах. Однако в большинстве работ не от
ражены вопросы эксплуатации, приемки и проектиро-
вания средств снижения шума. До настоящего времени
нет издания, посвященного комплексному подходу к
проектированию, строительству и эксплуатации противо-
шумового комплекса судов.
В книге рассмотрены источники шума на судах, пути
его распространения, практическое применение средств
звуке и виброизоляции, звуко- и вибропоглощения,
предложены организационные и технические мероприя-
тия, позволяющие снизить вредное воздействие шума на
судовую команду, с учетом характера обслуживания
энергетических установок. Уделено внимание вопросам
обеспечения слышимости сигналов и команд в машин
3
ном отделении и ходовой рубке. Рассмотрено влияние
внешнего шума судов на акустическое загрязнение ок-
ружающей среды, дан анализ методов его расчета и
нормирования. Приведены практические рекомендации
по рациональному выбору общего расположения судна,
конструктивному исполнению средств виброизоляции
механизмов, надстроек, рубок и блоков помещений, кон-
струкций «плавающего» типа и др. Отражены вопросы
изготовления и эксплуатации противошумовых конст-
рукций, надежности их работы. Приведена методика
акустических испытаний в судовых условиях. Предло-
жены методы оперативного прогнозирования акустиче-
ской обстановки.
Настоящая книга отражает опыт работы в этой об-
ласти на судах речного флота. Кроме того, в ней пока-
заны возможности снижения шума на морских судах
отечественной и зарубежной постройки.
ХАРАКТЕРИСТИКА И НОРМИРОВАНИЕ ШУМА
НА СУДАХ
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ШУМЕ
Звук — это механические
колебания, распространяющиеся в твердых, жидких и
газообразных средах, физические характеристики звука:
частота f, Гц; звуковое давление р, Ila; интенсивность J,
Вт/м2.
Звуковое давление — это силовая характеристика
звукового поля, оцениваемая как разность между мгно-
венным полным давлением в волне и атмосферным. Пе-
ременное звуковое давление оценивают средним квадра-
тичным значением (СКЗ) за период колебаний.
Интенсивность звука — это поток энергии, Вт/м2,
переносимой звуковой волной в единицу времени через
единичную площадку, расположенную перпендикулярно
направлению распространения волны. Интенсивность
звука пропорциональна квадрату звукового давления
J=p7(pc3), здесь рс3 — удельное акустическое сопро-
тивление среды, в которой распространяется звук, рав-
ное произведению плотности среды р, кг/м3, на скорость
звука с3, м/с.
Звуковое давление в среде прямо пропорционально
колебательной скорости частиц, м/с,
/»=pcsv, (1)
тогда
/=pc3v«. (2)
Человек различает звуки по их высоте и громкости.
Высоту звука определяет его частота, а громкость — его
5
интенсивность. Органы слу-
ха воспринимают звуки, ле-
жащие в большом диапазо-
не частот от 20 до 20 000 Гц.
Зона слышимости ограниче-
на двумя кривыми: порогом
слышимости и порогом бо-
левого ощущения (рис. I).
Порог слышимости зависит
от частоты, человек более
восприимчив к звукам высо-
ких частот, чем низких. Как
О ЮС Ю00
Рис. 1. Зона слышимости звука
человеком:
рог болевого ошущев-ля
видно из рисунка, порог слышимости на высоких часто
тах меньше, чем на низких. Диапазон изменения интен-
сивности звука, воспринимаемой человеком, очень ве-
лик и составляет от 10-12 до 103 Вт/м2.
Согласно психофизическому закону Вебера—Фехне-
ра уровень ощущения пропорционален логарифму коли-
чества энергии раздражителя. Действительно, ухо вос-
принимает звук без перегрузок в огромном диапазоне
изменения интенсивностей, т. е. чувствительность уха
увеличивается при восприятии слабых колебаний и
уменьшается при восприятии сильных.
Уровень интенсивности звука численно равен уровню
звукового давления и выражен в относительных лога-
рифмических единицах децибелах, т. е.
/ - 101g——- 101gД- -=30ig— . (3)
Jo Po Pq
где J — действующая интенсивность звука, Bt/m!;/o=10-jsBt/m2—
интенсивность звука на пороге слышимости при частоте 1000 Гц;
р — действующее звуковое давление, Па-. р0=2-10~5 Па — стан-
дартное звуковое давление на пороге слышимости при частоте
1000 Гц.
Децибел — дольная единица логарифмической вели-
чины.
6
Уровни интенсивности звука соответствуют: 0 дБ — порогу
слышимости; 1 дБ — соотношению интенсивностей JIJq—1.26;
3 дБ — соотношению интенсивностей
Микрофон шумомстрических приборов реагирует на
звуковое давление и измеряет его уровень, определяе-
мый по формуле (3), относительно стандартного звуко-
вого давления на пороге слышимости. Шум представля-
ет собой колебания воздушной среды со случайными
амплитудами на разных частотах. Его характеризуют
совокупностью значений различных величин (уровней
звукового давления и др.) по частоте, т. е. спектром.
Частотный ряд делят на октавные и третьоктавные
полосы. Октава —• это внесистемная безразмерная еди-
ница частотного интервала, равная интервалу между
двумя частотами, логарифм отношения которых при ос-
новании 2 равен единице, что соответствует отношению
верхней граничной частоты к нижней, равному двум, т. е.
1 окт=logs (/в//«) при /в//и=2. Для третьоктавной по-
лосы отношение к /н равно у 2 = 1,26. Средняя часто-
та для октавной полосы fcp=Vr2f,12= 1,41/'н, а для треть-
октавной fcp= 1,13/н.
В табл. 1 указаны граничные и средние частоты ок-
тавных и гретьоктавных полос.
Наиболес часто при акустических измерениях шума
проводят октавный анализ, который выполняют с помо-
щью встроенных в шумометрический прибор октавных
фильтров. По результатам расчетов или измерений стро-
ят октавный спектр шума. Для этого значения уровня
звукового давления, зафиксированные на средних час-
тотах октавных полос, условно соединяют прямыми ли-
ниями (рис. 2).
По характеру спектра различают шум широкополос-
ный с непрерывным спектром шириной более одной ок-
тавы п тональный, в спектре которого имеются выражен-
ные дискретные тона. По временным характеристикам
7
1/1 \1 1 1 _i_____________I---!--i---1--—!-----1—
125250 500 1000 2000 OOOO ВОООГ.ГЦ
Рис- 2. Октавные полосы частотной шкалы:
шум подразделяют на постоянный и непостоянный.
В свою очередь последний классифицируют как шум, ко-
леблющийся во времени, прерывистый и импульсный.
Характеристикой постоянного шума на рабочих мес-
тах (ГОСТ 12.1.003—83) являются уровни звукового
давления £, выражаемые в дБ в октавных полосах со
среднегеометрическими частотами 63; 125; 250, 500;
1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемые по формуле:
где р — среднее квадратичное значение звукового давления, Па;
Ро — стандартное звуковое давление. В воздухе р0=2- 10~s Па
Для ориентировочной оценки постоянного широкопо-
лосного шума принимают уровень звука в дБ Л, изме-
ряемый по временной характеристике «медленно» шумо-
мера по ГОСТ 17181—71 и определяемый по формуле.
^=20'8-^-.
где рл — среднее квадратичное значение звукового давления с уче-
том коррекции «А» шумомера, Па.
8
Коррекция А изменяет спектр шума на ДЕл в соот-
ветствии с особенностью восприятия шума разных частот
человеком (см. рис. 1). Ес определяют в октавных поло-
сах частот по табл. 1.
Во всех шумомерах, кроме характеристики «Д», пре-
дусмотрена характеристика «С», которая воспроизводит
почти без искажения слышимую часть спектра (незна-
чительные отклонения Д£с на некоторых частотах при-
ведены в табл. 1).
Если известны октавные уровни звукового давления,
то для подсчета уровней звука La и Lc следует в каж-
дой полосе частот вычесть соответственно значение
ДЕА или ALc, а полученные значения величин сложить
по правилу суммирования уровней.
Характеристика уровня звука в дБЛ удобна для
пользования яри акустических измерениях, однако она
не дает информации о характере спектра шума. Харак-
теристику спектра можно оценить, если знать разность
между уровнями звука в дБЛ и в дБС, т. е. Вел. Если
ВСА менее 2 дБ — спектр шума высокочастотный, если
Таблица I. Частоты и корректирующие поправки
Граничные Средние частоты полос Гц Корректирующие поправки
октавных полос, Гн октавных “А
45-90 50 63 80 63 26 -1
90—180 100 125 *х* 125 16 0
180—355 200 250 315 250 9 0
355- 710 400 500 630 500 3 0
710—1 400 800 1000 1'250 1000 0 0
1410-2 800 1600 2000 2500 2000 —1 0
2 800-5 000 3150 4000 5 000 4000 -1 — 1
5*590—11200 кюо 8000 10 000 8000 —1 —3
более 9 дБ — низкочастотный. Промежуточные значе-
ния характеризуют среднечастотный спектр.
Характеристикой непостоянного шума на рабочих ме-
стах является интегральный критерий — эквивалент-
ный (по энергии) уровень звука в дБ Д, равный уровню
звука постоянного широкополосного шума, который име-
ет такое же среднее квадратичное звуковое давление,
что н данный непостоянный шум в течепие определенно-
го интервала времени, и определяемого по формуле
П L J
где Т — время действия шума, ч; рл(1) — текущее значение сред-
него квадратичного звукового давления с учетом коррекции «А»
шумомера. Па; рс — стандартное звуковое давление.
Дополнительно для колеблющегося во времени и
прерывистого шума ограничивают максимальные уров-
ни звука в дБ А, измеренные на временной характери-
стике «медленно», а для импульсного шума — макси-
мальный уровень звука в дБ AJ, измеренный на времен-
ной характеристике «импульс».
Источниками шума являются работающее оборудо-
вание (машины, механизмы) и вибрирующие (колеблю-
щиеся) поверхности механизмов, металлические пласти-
ны корпуса судна. В связи с этим различают шум воз-
душный и структурный.
Воздушный шум в зависимости от его происхожде-
ния делят на механический, аэродинамический, гидро-
динамический н др.
Шум механического происхождения — шум, возника-
ющий вследствие вибрации поверхностей машин и обо-
рудования.
Шум аэродинамического происхождения — шум,
возникающий вследствие стационарных или нестационар-
ных процессов в газах.
W
Шум гидродинамического происхождения — шум,
возникающий вследствие стационарных и нестационар-
ных процессов в жидкостях. Интенсивность излучаемого
поверхностями шума пропорциональна квадрату вибро-
скорости [см. формулу (2)]. Логарифмический уровень
вибросйорости, дБ, определяют по выражению
*e-I0lg£, 0)
где v — виброскорость поверхшкли, м/с; о<> — опорная виброско-
рость, м/с.
Для того чтобы связать процессы вибрации с излу-
чением шума, значение с0 выбрано равным виброскоро-
сти частиц воздуха на пороге слышимости, т. е. 5-10-8
м/с.
Характср спектра шума и звуковой вибрации па су-
дах — постоянный, широкополосный. Если работают од-
новременно 2 или более источников, то суммарный ло-
гарифмический уровень звукового давления
S£=10IS ’-L,
I о
где р, и р2 — звуковое давление, создаваемое каждым источни-
ком.
В большинстве случаев известны логарифмические
уровни звукового давления L, п L&, тогда то же выра-
жение примет вид
2 - Ю 1g (IO0-11' 4-
Для упрощения расчетов пользуются следующими
правилами: п одинаковых логарифмических уровней L
суммируют по формуле
(5)
11
если разность двух суммируемых логарифмических
уровней |Li—L2|>12 дБ, то меньший член при суммиро-
вании ие учитывают;
если разность двух суммируемых логарифмических
уровней )Li—Z-ij лежит в пределах от 0 до 12 дБ, то их
сумму определяют по формуле
У, L = L, + &L, (6)
где Li — больший из двух суммируемых логарифмических уровней,
^Б; Л/. — величина, зависящая от разности I-t—L* и равная:
Lj-Lt, дБ . . 0-0.5 0,5—1,5 1,5—3 3,5—4,5 4,5-7 7,5-12
Д£, дБ , . 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5
При суммировании нескольких разных по значению
логарифмических уровней по формуле (6) суммируют
два члена — больший и ближайший к нему; затем по-
следовательно к полученному результату по той же фор-
муле прибавляют третий по значению логарифмический
уровень и т. д. По такому же правилу суммируют уров-
ни параметров звуковой вибрации.
2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМА И ВИБРАЦИИ
Аппаратура для измерения шума состоит из микро-
фона, преобразующего акустическую энергию в электри-
ческий сигнал, измерительного усилителя и фильтров
для частотного анализа шума. Для измерения звуковой
вибрации — параметров вибрации вместо микрофона ис-
пользуют вибродатчик (акселерометр), который выра-
батывает электросигнал, пропорциональный виброуско-
рению.
В зависимости от искажений показаний, вносимых
прибором в измеряемый сигнал, различают шумомеры
1 -, 2- и 3-го классов. В практике измерений шума на су-
12
Технические характеристики переносных батарейных октавных
шумомеров 1-го класса
13
Таблица 3 Технические характеристики портативных шумомеров
шиях фильтров
дах используют, как правило, приборы 1 и 2-го классов.
В приборах обычно предусмотрены корректирующие час-
тотные характеристики А, В и С.
Характеристики наиболее распространенных перенос-
ных приборов представлены в табл. 2, а портативных в
табл. 3.
3. НОРМИРОВАНИЕ ШУМА В ПОМЕЩЕНИЯХ СУДОВ
Условия жизнедеятельности плавсостава отличны от
условий, в которых трудятся работники промышленных
предприятий: длительное круглосуточное пребывание па
судне и воздействие комплекса неблагоприятных факто-
ров окружающей среды, включающих шум, вибрацию,
качку, повышенную влажность, токсичные выделения
и т. и. При расположении жилых, общественных и слу-
жебных помещений вблизи наиболее шумных отсеков
(машинного отделения и ахтерпика) создаются условия,
когда на команду нс только па вахте, но и в свободное
время и в период сна воздействует шум повышенного
уровня. Это приводит к тому, что профессиональная
потеря слуха, вызванная воздействием шума у членов
судовых экипажей, отмечается чаще, чем у работников
промышленных предприятий. Кроме того, от шума у
судовой команды ухудшается сон, снижается работоспо-
собность и т. п.
В Советском Союзе санитарные нормы шума на мор-
ских, речных и озерных судах были впервые введены в
1962 г. С 1976 г на судах речного флота действуют Са-
нитарные нормы шума № 1404—76 (табл. 4), а на
морских судах с 1981 г. Санитарные нормы № 2498—81
(табл. 5), которые учитывают специфику работы на су-
дах морского и речного флота.
Нормативные значения характеристик шума — пре-
дельные спектры — принято обозначать сокращенно ПС
и j называть цифры, соответствующие уровню звукового
15
Таблица 4. Предельно допустимые уровни шума в помещениях судов
____________речного флота по Санитарным нормам № 1404—76
Наименование помете ли» S а. Уровень звукового дввлеаяя, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами. Ги ——— iis
<М | ЪЙ | 250 | 500 1 1000 | 2000 4000 8000
Машинное отделение (МО)' с постоянной вахтой 80 102 95 89 84 80 76 73 70 85
периодически обслуживаемое 90 1 Ю 104 98 94 90 86 83 80 95
с Октоэхтепным обслуживанием Центральный ш/ст управлении 95 115 109 103 99 95 91 88 85 ’00
'М 88 8. 75 69 65 62 60 ,'К 70
энергетической установкой Прои лводственп ые помещения • расположенные в МО 80 по 95 89 84 80 76 73 70 85
л расположенные вие МО 65 88 81 75 69 65 62 60 58 70
Служебные помещения судов1 1 группы 50 81 70 61 50 48 46 44 60
11 и III групп Обществеиные помещения; 55 72 65 59 55 52 50 48 65
столовые и буфеты 72 65 59 55 50 48 65
пассажирские салоны судов III группы 55 72 59 55 52 50 48 65
остальные общественные по- мещения 50 81 70 61 55 50 48 46 44 60
Жилые помещения судов' I группы (каюта) 40 72 60 51 4*5 40 37 35 33 50
И группы (дежурные поме- щения) 50 8! 70 61 55 50 48 46 44 60
III группы (то же, без спали- 55 — 72 65 59 55 ко 50 48 65
пых мест) Медицинские помещения 40 72 60 51 45 40 37 35 33 50
Таблица 5. Предельно допустимые УР*®“ «У“айа мОрсКИ* суда*
по Санитарным нормам № 2498-81__________________________________________________________
Упбпки звукового давления, дБ, в октавных пило- эквивалентные
сах со среднегеометрическими частотами, Гц уровни звука
। — £дэ и уровни
,т ri.iMnmeuiEO --------- I ....... г .
Наименование помещений и мест работы п отдыха G3 12П 250 Б00 1000 2000 1000 8000 звука £д, дБ А
Энергетическое отделение; с постоянной пахтой периодически обслуживаемое 99 107 92 100 86 96 83 93 80 9р 78 88 76 86 74 85 85 85(95)
(при Дистанционном управле-
нии из ЦП\) при беэвахтенпом обслужива- нии (для судов, оборудован- ных средствами комплексной 111 105 100 97 95 93 91 90 85(100)
автоматизации управления
механизмами) центральный пост управления 83 74 68 63 60 57 55 54 65
энергетической установкой 85
Производственные помещения расположенные в энергетиче- 99 92 86 83 80 78 76 74
ском отделения расположенные вне энергети- 87 79 72 68 65 63 61 59 70
ческого отделения рабочие места на открытых палубах и в трюмах 87 79 72 68 G5 63 61 59 70
Служебные помещения судов: I и 11 категорий III и IV категорий 75 79 79 66 70 70 59 63 63 54 58 58 50 55 55 47 52 45 50 , 50 44 49 49 55 60 60
Продолж. табл.
18
давления в дБ в полосе со
среднегеометрической часто-
той 1000 Гц, например ПС-
80 — предельный спектр
уровня шума, соответствую-
щий уровню звукового дав-
ления 80 дБ на частоте
1000 Гц-
Предельные спектры ПОВ- Рис 3 Уровни звукового дав-
торяют форму кривой поре- ления в каюте:
га слышимости (см. рис. 1). 1 окта^ыс;юр*а_ “,«1Т«р,,ая
Графически действующие
значения уровней звукового
давления изображают ломаной линией, а предельный
спектр — плавной кривой (рис. 3).
В нормах учтены продолжительность непрерывного
пребывания членов экипажа и пассажиров на борту,
длительность воздействия шума на команду и условия
обеспечения слышимости сигналов и команд в служеб-
ных помещениях судов.
Продолжительность непрерывного пребывания чле-
нов экипажа и пассажиров на борту учтена в Санитар-
ных правилах при определении групп судов речного
флота (I группа — свыше 16 ч; 11 — до 16 ч и III —-
до 8 ч) и категорий морских судов (I категория — бо-
лее 5 сут; II — от 24 ч до 5 сут; III — до 24 ч; IV —
до 8 ч).
Длительность воздействия шума на команду зависит
от отношения времени стоянки судна ко времени работы
двигателей на основном и долевых режимах, а на коман-
ду, обслуживающую энергетическую установку (ЭУ),
зависит, кроме того, от степени ее автоматизации и вре-
мени пребывания в «шумных» и «тихих» зонах машин-
ного отделения (МО). Такие шумы в МО в соответствии
с классификацией ГОСТ 12.1.003—83 называют непосто-
19
явными. Их нормируют по эквивалентным (по энергии)
уровням звука в дБ Л (см. § I).
Эквивалентный уровень (дБ Л) для МО вычисляют
по формуле
migf-i-s10'1,11'"',). р>
где п — число промежутков времени, н которые действуют уровни
звука Lai; it — продолжительность действия звука с уровнем
Ьлг; Т — период времени, за который определяют эквивалентный
уровень заука.
Период времени Т = S Сможет быть 8 ч (продолжи-
тельность рабочего дня), неделя, месяц или год. Для су-
дов удобнее определять эквивалентные уровни за год,
гак как этот период включает время работы судна на
основном эксплуатационном режиме, стоянки под пере-
грузочными операциями, в шлюзах, на перекатах, в ту-
мане и т. д. и зимний межпавигационный отстой.
Нормирование шума в рубках. Предельные спектры
уровня шума для рубок и других служебных помеще-
ний судов в санитарных нормах № 1404—76 и № 2498—
81 были установлены на базе теоретических и экспери-
ментальных исследований, выполненных в ГИИ ВТ (Е. С.
Прохоровым и И. И. Эпштейном). Зависимость между
дальностью слышимости в тумане сигналов судовых ти-
фонов, уровни звукового давления которых 120 дБ на
расстоянии 10 м по оси рупора (на частотах 125—
500 Гц), и предельными спектрами уровня шума в руб-
ках приведена в табл. 6. Согласно Правилам плавания
по внутренним водным путям РСФСР звуковые сигна-
лы между судами £>20 м должны быть слышимыми
па расстоянии не менее чем 2 км.
Эти же авторы определили расстояние между пере-
говаривающимися, при котором разборчиво слышны ко-
роткие, хорошо знакомые команды (табл. 7) на фоне
20
Таблица 6. Дальность слышимости в тумане сигналов
судовых тифонов, км
Скорость ветра, м/с Предельный спектр уровня шума в Убке
ПС-65 ПС-60 ПС-55 ПС-50
2-5 0,5-2 0,6—0,7 0,7—0,9 0,7—0.9 0,9—1,1 0,9-1.1 1,2-1,5 1,2-1,4 1,6-2,1
шума. В результате предельный спектр шума для слу-
жебных помещений судов 1 группы принят ПС-50, для
судов II и III групп ПС-55.
Зарубежные нормы. При сопоставлении отечествен-
ных санитарных норм с зарубежными (табл. 8) видно,
что нормативы, принятые в нашей стране, являются на-
иболее прогрессивными, так как устанавливают самые
низкие уровни шума в помещениях судов.
В 1981 г. межправительственным органом ИМО был
принят Кодекс по уровням шума на судах (табл. 8).
К капитанам судов, уровни шума в помещениях кото-
рых превышают требования кодекса, могут быть приме-
нены санкции при заходе в порты стран, входящих в
ИМО В Кодексе установлены допустимые максималь-
ные уровни шумов, однако он не подменяет националь-
ные нормы. На судах, принадлежащих нашей стране,
должны выполняться требования санитарных норм
№ 1404 -76 и № 2498—81.
Таблица 7. Расстояние между переговаривающимися, м
Уровень шума в рубке соответствует предельному Уровень громкости речи
нормальный повышенный
спектру
ПС-50 4,4 9.0
ПС-55 2.6 5,0
ПС-60 1.4 2,8
ПС-65 0,8 1,6
21
Предельные спектры уровня шума отечественных и зарубежных норм
в помещениях судов
22
4. АНАЛИЗ ШУМА НА СУДАХ
В результате роста энерговооруженности судов уров-
ни шума в судовых помещениях систематически увели-
чиваются.
К моменту введения санитарных норм в 1962 г. шум
в жилых помещениях был довольно высок (табл 9). На
буксирных судах и толкачах почти в 30% кают уровни
звукового давления соответствовали предельному спект-
ру ПС-70 и более. На грузовых судах много кают с
уровнями шума, соответствующими ПС-65, ПС-70. Осо
бенно высокая шумность отмечена в пассажирских сало-
нах судов для внутригородских и пригородных линий,
где более чем на 80% пассажирских мест воздействует
шум, предельный спектр которого ПС-70 и более.
Необходимость быстрого преодоления накопленного
технического противоречия между высокими уровнями
шума и низкими допустимыми их значениями, устанав-
ливаемыми санитарными нормами (ПС-40 в каютах),
поставила судостроителей перед серьезными трудностя-
ми: нет отработанных технических решений, способных
обеспечить выполнение норм и нормативно-технической
документации по проектированию и расчету противошу-
мового комплекса судов, требуется пересмотр традици-
онных схем общего расположения судов и порядок их
проектирования и др. Учитывая это, Минздрав СССР в
1968 г. временно для жилых помещений вновь проекти-
руемых грузовых и буксирных речных судов допустил
предельный спектр уровня шума ПС-50.
Достижимость установленных нормативных требова-
ний, проведенные исследования по снижению шума и
использование их результатов при проектировании по-
зволили добиться снижения шума на судах, созданных
после 1968 г. В результате уровни шума па судах, ко-
торые были построены в 1965—1975 гг, существенно сни-
зились: практически в 75—80% кают и пассажирских
23
Таблица 9 Показатели снижения шума в жилых каютах и пассажирских салонах
_________ _____________ судов речного флота
! is «Е “° 1 1 . 1 1 1 1 8 1 1 1
I e E Й I I t-N | 1 1 ?£} 55°
jT U E s 1 1 S'0 1 1 SS ^•3
3* u E ГОС*® <оо *8 £8
ё ЙЗй "8 I’"
ё й E =38 SS 1 1 !
s « < S |О>« 1 1 1 1
E 1 Й 1 lg “S 1 1
Hi M lg.s Ice ,з! 1 ЕЕ 1 = 1 Е IB
i До 1965 1965—1975 После 1976 До 1965 1965-1975 После 1976 ! До 1965 После 1970 До 1965 После 1970 До 1965 После 1970
1 Буксиры, тол- качи и ледоко- лы Грузовые суда| Пассажирские туристские суда Пассажирские суда для внут- ригородских’ и пригородных линий Пассажирские скоростные суда |
мест в салонах уровни шума удовлетворяли норматив-
ному спектру, т. е. проектному, или превышали его не
более чем на 5 дБ. Относительно большое число шум-
ных кают на грузовых судах можно объяснить тем, что
после 1965 г. строили суда, проекты которых были раз-
работаны до 1962 г. Лишь на скоростных судах, несмот-
ря на значительное снижение, все же не удалось обес-
печить уровни шума, близкие к установленным.
Данные по уровням шума в каютах судов, построен-
ных в 1965—1975 гг., получены на основании обработки
результатов измерений буксирных судов, толкачей и
ледоколов (15 проектов) и грузовых судов (12 проек-
тов).
С 1976 г. суда проектируют с учетом Санитарных
норм № 1404—76. Нормативный спектр для жилых ка-
ют судов, совершающих рейсы продолжительностью бо-
лее 16 ч, установлен ПС-40. Число жилых кают, соот-
ветствующих ПС-40 и ПС-45, на судах, построенных в
конце десятой пятилетки и за одиннадцатую, значитель-
но возросло и составило для буксиров, толкачей и ледо-
колов (по данным судов 11 проектов) почти 75%, а для
грузовых судов (по данным судов 15 проектов) 60%.
Характер показателей снижения шума на толкачах
мощностью 220—330 кВт, спроектированных в разное
время, виден на рис. 4. На толкаче пр. 911 противошу-
мовой комплекс не был предусмотрен. После его внед-
рения (пр. 911В) длина судна увеличилась на 2 м, а
осадка на 0,09 м. Противошумовой комплекс позволил
значительно снизить шум в каютах, однако уровень шу-
ма все же превышал предельный спектр ПС-50, который
требовался по действующим в то время нормам.
На толкачах пр. Р162 предусмотрен развитый проти-
вошумовой комплекс. Это первое в отечественной и ми-
ровой практике «малое судно» (длина судна менее
25 м), уровень шума во всех каютах которого не пре-
вышает предельный спектр ПС-40.
25-
Рис, 4. Уровни звукового давления в жилых помещениях толкачей:
I пр ОН. 2 — up 9IIB; 3 — пр Р1С2; 4 — санитарная норма ПС-50.
5 — санитарная норма ПС-40
Основными источниками шума на судах принято
считать главные двигатели, дизель-генераторы и греб-
ные винты. Насосы систем водоподготовки и очистки
судовых стоков, системы кондиционирования воздуха,
гидроприводы рулевых машин, навигационное и радио-
оборудование на судах ранее не существовали или их
считали второстепенными источниками шума. Однако
шум этих источников очень часто оказывается преобла-
дающим и превышает санитарные нормы.
5. ЗАТРАТЫ НА ПРОТИВОШУМОВОЙ КОМПЛЕКС
Стоимость противошумового комплекса Спк сущест-
венно зависит от предельного спектра, уровня шума, ко-
торый должен быть обеспечен в служебных, обществен-
26
ных и жилых помещениях судна (рис. 5). Кривые по-
строены по результатам расчета для судов порожнем (на
рисунке D — водоизмещение судна порожнем, т) с кор-
мовым расположением надстройки, на которых приняты
традиционные средства снижения шума: виброизоляция
главных двигателей и дизель-генераторов, вибропогло-
щающие покрытия, звукопоглощающие конструкции, утя-
желенные зашивки помещений, «плавающие» конструк-
ции полов и т. и.
Из рис. 5 видно, что относительная стоимость проти-
вошумовых комплексов Сп К/Сстр, % (Сстр — строитель-
ная стоимость судна) ре§ко возрастает при предельных
спектрах уровня шума ниже ПС-50. Это можно объяс-
нить увеличением числа источников шума, усложнением
противошумовых средств, влиянием обходных путей
распространения звука и т. н. В служебных и общест-
венных помещениях предельный спектр уровня шума
принимают ПС-50, ПС-55, поэтому затраты, необходи
мые для достижения предельного спектра ПС-40, в жи-
лых каютах будут несколько меньше.
В настоящее время на противошумовой комплекс
грузовых судов в пределах рентабельности может быть
выделено 4—6% строительной стоимости судна, а бук-
сиров 5—8%. Обеспечить предельный спектр уровня
шума ПС-40 в жилых помещениях с помощью традици-
онных средств снижения шума можно только па круп-
ных судах, не имеющих ограничений по главным разме-
рениям, надводпому габариту и осадке. При проектиро-
вании большинства речных судов, особенно малых,
чтобы обеспечить допустимые нормы уровня шума, нуж-
ны новые технические решения; виброизоляцпя надстро-
ек и блоков помещений, виброизоляция машинного от-
деления от корпуса судна, размещение надстройки в но-
совой или средней части корпуса. Все это можно осу-
ществить только в случае, если противошумовой комп-
27
Рис. 5. Достижимые предельные спектры уровня шума
в служебных, общественных и жилых помещениях судов
речного флота в зависимости от доли строительной
стоимости судна, СС1р, выделяемой на протаяошу новой
комплекс:
а — для буксиров н толкачей; б — для грузовых судов
леке предусматривают на ранних стадиях проектирова-
ния судна.
От внедрения дополнительных мероприятий в процес-
се серийного строительства судов в большинстве случа-
ев положительных результатов не бывает.
Так, стоимость комплекса противошумовых мероприятий, пре-
дусмотренных в процессе проектирования на скоростном пассажир-
ском теплоходе пр. Р83 (типа «Заря»), оказалась в 5 раз меньше,
чем на однотипном по источникам шума судне на подводных
крыльях типа «Ракета», где он был внедрен в процессе серийного
строительства. При этом уровни шума в салоне теплохода «Зари»
на 6—7 дБ А меньше, чем в салоне на «Ракете» [14]
Стоимость модернизации теплохода-площадки грузоподъем
костью 600 т (пр 414) с целью снижения шума составила более
13% строительной стоимости судна, однако требования санитарных
норм так и не были обеспечены [35].
Противошумовые комплексы, устанавливаемые на построенных
кораблях ВМС США, обходится в 3,5 раза дороже, чем предусмот-
ренные в процессе проектирования судна [58].
Учет санитарных норм уровня шума на ранних ста-
диях проектирования судна (при анализе технического
задания или в эскизном проекте) дает возможность вы-
брать оптимальный противошумовой комплекс, т. е. та-
кой, который обеспечивает выполнение санитарных норм
при минимальных приведенных затратах, минимальной
строительной стоимости или массе противошумового ком-
плекса. Далее (см. п. 34) будут подробнее рассмотрены
вопросы оптимизации противошумовых конструкций.
ИСТОЧНИКИ ШУМА
6. ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ
В соответствии с ГОСТ
12.1.003—83 в стандартах или технических усло-
виях на машины, механизмы, средства транспорта и
другое оборудование должны быть установлены пре-
дельные значения их шумовых характеристик.
ГОСТ 23941—79 предусматривает следующие шумо-
вые характеристики машин и оборудования:
корректированный уровень звуковой мощности ЬРА,
дБ Д;
уровень звуковой мощности в полосах частот LP,
ДБ;
уровень звука в контрольных точках LA, дБ А;
уровень звукового давления в полосах частот в конт-
рольных точках Li, дБ;
максимальный показатель направленности излучения
шума в октавных полосах частот, дБ;
максимальный показатель направленности излучения
звука, дБ А.
В практике судостроения и судоремонта применяют
в основном следующие характеристики: корректирован-
ный уровень звуковой мощности LPA и уровень звуко-
вой мощности в октавных полосах частот LT/. Кроме то-
го, с учетом преобладающего влияния структурного шу-
ма па судне важно знать логарифмические уровни
параметров вибрации опорных поверхностей механиз-
мов.
Для измерения шумовых характеристик источников
существует несколько методов: точные, технические и
ориентировочный.
30
При определении шумовых характеристик источни-
ков шума точными методами необходимы специальные
акустические камеры—заглушенная (ГОСТ 12.1.024—81)
и реверберационная (ГОСТ 12.1.025—81). Измерять шу-
мовые характеристики точным методом могут только
специализированные организации, имеющие освидетель-
ствованные Госстандартом акустические камеры.
Технические методы (ГОСТ 12.1.026—80 и
ГОСТ 12.1.027—80) дают несколько меньшую точность
значений шумовых характеристик источников. Измере-
ния в этом случае допускается выполнять в помещениях
большого объема или на открытом пространстве.
В практике для оценки шумовых характеристик су-
довых источников обычно применяют ориентировочный
метод по ГОСТ 12.1.028—80, который обеспечивает зна-
чения шумовых характеристик, приемлемые для акусти-
ческих расчетов.
Наиболее предпочтительными шумовыми характери-
стиками для оценки являются уровень звуковой мощнос-
ти в октавных полосах частот Z-p, дБ и корректирован-
ный уровень звуковой мощности Lpa, дБ А, вычисляе-
мые по формулам:
Lp --г W Ig s/sc: lpa = Lm + 10 Ig S/So, (8)
где Lm — средний уровень звукового давления в полосах частот,
дБ, или средний уровень звука в дБ А на измерительной поверх-
ности площадью S, м2; S<j=l м2.
Таким образом, все источники независимо от их раз-
меров приводят к сферическому излучателю с площа-
дью поверхности 1 м2. Уровни звуковой мощности чис-
ленно равны уровням звукового давления на поверхно-
сти шара диаметром примерно 60 см, излучающего в
пространство такую же звуковую мощность, как и ре-
альный источник.
Средний уровень звукового давления определяют
путем усреднения результатов измерений не менее чем
3]
Рис. 6- Схема расположения
контрольных точек измерений
на полусферической измери-
тельной поверхности
в пяти точках, расположен-
ных на измерительной по-
верхности (рис. 6). Если
источник шума установлен
на полу, т. е. в открытом про-
странстве или в большом по-
мещении, центр измеритель-
ной поверхности (полусфе-
ры) должен примерно сов-
падать с проекцией геомет-
рического центра машины на
пол. Площадь измеритель-
ной поверхности £=2лго2.
Радиус измерительной по-
верхности следует прини-
мать не менее удвоенного
значения наибольшего раз-
мера машины. На таком
расстоянии звуковое поле
успевает приобрести сфери-
ческий фронт, и спад зву-
кового давления при распространении шума от источ-
ника пропорционален квадрату расстояния.
Применительно к судовым дизелям выполнить эти
требования, как правило, нельзя. Уровни звукового дав-
ления крупногабаритных источников измеряют в пяти
точках, расположенных в области, где звуковое давле-
ние при распространении от источника убывает медлен-
нее, чем в случае сферического фронта волн (рис. 7).
Характеристические размеры измерительной поверх-
ности, расположенной на расстоянии d от источника
шума, вычисляют по формулам:
e = 0,5Z1+d; 6“0,5Z2+d; c = Z3+d; Л, = 0,25 (i-t-c-d), (9)
где /< Zj. h — размеры параллелепипеда, огибающего источник шу-
ма (Zi>fe), м.
Рис. 7. Расположение точек при измерении уровней звукового
давления крупногабаритных источников
Площадь измерительной поверхности, м2,
S _ 4 («» + « + fc) о+“Д.7+‘и ' <Ю)
Средний уровень звукового давления в полосах час-
тот или уровень звука на измерительной поверхности
2-428 33
где Lt — уровень звукового давления в полосе частот, дБ, иля
уровень звука, дБ Л в i й контрольной точке; п — число контроль-
ных точек на измерительной поверхности; К — постоянная, учиты-
вающая влияние отраженного в помещении звука в полосе частот,
дБ, или в уровнях звука, дБ Л, определяемая по формуле,
Л--101е[1 + ^('--^)]. <12)
где А — эквивалентная площадь звукопоглощения, мг, в помеще
нии в полосе частот, определяемая во формуле Л=5еа; (Sv —
площадь ограничивающих помещение поверхностей, мг; а — средний
коэффициент звукопоглощения).
Для открытых площадок /0=0.
Если значения Б,- отличаются не более чем на 5 дБ
(дБ Л), то величину Lm вычисляют по формуле:
(13)
7. ШУМОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛАВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
И ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ
Работающие судовые двигатели создают шум, возни-
кающий вследствие вибрации поверхностей, а также пе-
риодических ударов в сочленениях деталей и сборочных
единиц, иными словами первичный структурный и меха
нический шум, а также аэродинамический, т. е. шум, воз-
никающий вследствие стационарных или нестациопар
ных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или
газа из отверстий; пульсация давления при движении
потоков воздуха или газа в трубах).
Аэродинамический шум обычно создают системы
впуска и выпуска дизелей, турбонагнетатель. Обычно
двигатели характеризуют четырьмя шумовыми харак-
34
Рве. 8. Уровни звукового дав-
ления на расстоянии I м от
двигателя 8NVD 48 AU:
1 — аэродинамического шу-
ма в районе системы впуска;
2 — механического шума
вокруг двигателя
теристиками. Воздушный шум, создаваемый двигателем,
характеризуют уровнем звуковой мощности, определяе-
мым по формуле (8), а размеры и площадь измеритель-
ной поверхности — по формулам (9) и (10).
Уровни звукового давления вблизи газотурбонагнета-
теля двигателей очень часто оказываются больше уров-
ня механического шума даже со штатными глушителями
на впуске (рис. 8). Газотурбонагнетатель следует рас-
сматривать как самостоятельный источник шума, по-
этому усреднять результаты измерений уровней звуко-
вого давления механического шума и шума от газотур-
бонагнетателя по формуле (11) не рекомендуется.
Уровни звуковой мощности газотурбонагнетателя оп-
ределяют по формуле (8), считая, что излучение проис-
ходит в сферу, т. е. S=4nro.
Уровни звукового давления, создаваемого системой
газовыхлопа двигателей, измеряют на расстоянии 1 м
под углом 30° к оси излучателя. Уровни звуковой мощ-
ности определяют по формуле (8), принимая S = 4nro-
При расчете составляющих шума, вызванных вибра-
цией опорных поверхностей механизма, необходимо оп-
ределить акустическую энергию, излучаемую механиз-
мом в фундамент. Поток энергии зависит от соотношения
акустических сопротивлений опорных поверхностей дви-
гателя и фундамента. Акустическое сопротивление явля-
ется характеристикой, отражающей свойства конструк-
ции реагировать на внешнее воздействие, и равно отно-
шению колебательной силы, приложенной к конструк-
ции, к виброскорости, которую эта сила вызвала. Если
2* 35
механизм жестко прикреплен к фундаменту, акустиче-
ское сопротивление которого больше, чем сопротивле-
ние лап двигателя, то фундамент будет затормаживать
вибрацию лап. Для того чтобы фундамент не уменьшал
вибрацию лап двигателя, его акустическое сопротивле-
ние должно быть хотя бы в 2 раза меньше, чем у двига-
теля [23]. Из сравнения результатов измерений акусти-
ческих сопротивлений опорных поверхностей судовых
двигателей и фундаментов видно, что значения этих ве-
личин у судовых фундаментов на частотах до 1000—
2000 Гц в 3—4 раза меньше, чем у двигателей, а фун-
даментов испытательных стендов дизелестроительных
заводов в среднем во столько же раз больше. Поэтому
значения уровней параметров вибрации лап двигателей,
определенные при жестком его креплении к заводскому
фундаменту, нельзя использовать в качестве исходных
данных для расчетов. Для этих целей можно брать уров-
ни звуковой вибрации, измеренные на судовом фунда-
менте или на заводском при эластичном креплении. При
измерениях, как правило, определяют уровни ниброус-
кОрения в октавных полосах частот. Шумовые характе-
ристики наиболее распространенных судовых двигате-
лей приведены в приложении.
Структурный шум первичный в судовых помещениях
пропорционален виброскорости опорных поверхностей ди-
зелей. Зная уровни виброускорения Na, можно подсчи-
тать уровни виброскорости Nv по формуле
^ = ^+ДЛ, (14)
где ДЛГ=60—20 lg f. Значения ДЛ' для октавных полос частот рав-
Частота, Гц....... 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
ДЛ?, дБ........... 24 18 12 6 0 —6 -12 -18
Если отсутствуют акустические характеристики ди-
зелей, то их можно приближенно рассчитать. Метод
36
расчета уровней звуковой мощности дизелей и пара-
метров вибрации на их лапах разработан на основании
статистической обработки результатов измерений акус-
тических характеристик 40 типов судовых дизелей мощ-
ностью от 14 до 1400 кВт [11].
Уровни звукового давления в октавных полосах час-
тот на расстоянии 1 м от двигателя Ц определяют по
зависимости, полученной на базе формулы, приведенной
в [20]:
£.j = 15,81gDvn j/z -AL/-1 61,
(15)
где Dn — диаметр цилиндра дизеля, м, п — частота вращения,
мин-*; z — число цилиндров; Д£( — составляющая, дБ, учитыва-
ющая характер спектра шума дизеля (рис. 9) в зависимости от от-
ношения f/ftuRx (f — средняя частота в октавной полосе, Гц;
fmax — частота, на которой ожидается максимальный уровень:
»»Л2).
37
Рис. 10 Характеристики спект-
ра шума и звуковой вибрации
дизелей
Уровни звуковой МОЩ-
НОСТИ рассчитывают по фор-
муле (8), принимая Lm
равным Li, а площадь Sno
формуле (10).
Корректированный уро-
вень звуковой мощности ди-
зеля, дБ А, может быть оп-
ределен по формуле
Lpa — 10 Ig пре + 60. (16>
где п — частота вращения, мин-1;
Р, — номинальная мощность
дизеля, кВт.
Характеристика спектра уровня шума дизеля Вел
приведена на рис. 10.
Уровни виброускорения в октавных полосах частот
опорных поверхностей дизелей можно определить по
формуле
Na = 15,81gDnwj/7-ДЛ^т ДЛГд, (17)
где ANj — составляющая, дБ, учитывающая характер спектра виб-
рации дизеля (см. рис. О) в зависимости от отношения
ffnlax=i?n/(T/6() — частота, на которой ожидается максимальный
уровень, Гц; i — коэффициент, определяющий положение макси-
мального уровня на частотной оси; Кг — коэффициент тактности,
равный 0,5 для четырехтактных дизелей, и 1 — для двухтактных);
ДУ„ — постоянная состаиляющая, дБ, яавнеяшая от частоты вра-
щения дизеля (табл. 10).
Корректированный уровень виброскорости опорных
поверхностей дизеля, дБ А. определяют по формуле
NA,= 10!gnPe+ANAli (18)
где ЛУла — постоянная составляющая, дБ А, зависящая от чи-
стоты вращения дизеля (см табл. 10).
38
Таблица 10. Значения i, AN* и
Показатель Частота вращения, ыяк~*
Менее 500 От 500 хо 1000 Свыше 1000
г 80 40 20
ДД'д, дБ 49 54 61
А1УДЖ. дБ Л 36 42 50
Характеристика спектра вибрации дизеля Dca при-
ведена на рис. 10.
Уровни звуковой мощности, излучаемой системой
выпуска дизеля в газовыпускной трубопровод, можно
определить по формуле
Lp = 20fgft-t-401g(DunzA:T) ГА1О +
+ 201gd + 58-bL/T - Д£н, (19)
где h — ход поршня, м; Д£е — увеличение уровней звуковой мощ-
ности при излучении звука в трубопровод, d — диаметр вы-
пускного трубопровода, м; Д£,г — составляющая, дБ, учитывающая
характер спектра шума выпуска дизеля (см. рис. 9) в зависимости
от отношения j/ftenz: (fmax — частота, на которой ожидается мак-
симальный уровень, ^щ«х=пг/<т/60),
а корректированный уровень звуковой мощности, излу-
чаемой в трубопровод, дБ А, по формуле
А-РЛ = 411Е(ОдпгХ1) + Д£0-Л£н, (20)
где Д£о — увеличение корректированных уровней звуковой мощ-
ности при излучении звука в трубопровод, дБ A. &LB — снижение
корректированных уровней звуковой мощности на агрегатах тур-
бонаддува, для дизелей с турбонаддувом Д£„=6 дБ А. без тур-
бонаддува Д£я = 0.
Спектр шума системы выпуска дизелей низкочастот-
ный, т. е. Вса=(Н-ь 14) дБ.
39
Величина Д£о, характеризующая изменение уровней
звуковой мощности при выходе и входе в канал, зави-
сит от соотношения длины звуковой волны к площади
поперечного сечения канала. Эквивалентный диаметр
канала
d9=.y4SlK,
(21)
где S — площадь поперечного сечения канала.
Значения ЛДо для октавных полос частот приведены на рис.
11, а; для уровней звука, дБ А, с учетом характера спектра шума
Всл на ряс. И, б. При переходе звуковых волк из канала в от-
крытое пространство меняется характер спектра шума. Он стано-
вится более высокочастотным В/сл=Вса—Лйсл- Значения
ЛВсх также приведены на рис. 11, б.
8. ИСТОЧНИКИ ШУМА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Одним из основных источников шума, особенно в
кормовых жилых и служебных помещениях судна, яв-
ляются движители — гребные винты и водометы. Со-
здаваемый ими шум нередко значительно превышает са-
нитарные нормы (рис. 12).
Поток, протекающий через винт из-за несимметрич-
ности кормовых обводов корпуса относительно оси вин-
та, наличия выступающих частей корпуса, кронштейнов
перед винтами и др., является неоднородным как по
окружности, так и по радиусу диска винта. В связи с пе-
риодическим изменением упора появляется периодиче-
ская сила с частотой, равной произведению частоты
вращения гребного вала на число лопастей винта. Эта
сила воздействует на корпус судна, вызывая вибрацию
кормовой оконечности. Передача усилий происходит
как через воду, так и через кронштейн гребного вала,
причем последний путь, особенно на двухвальных судах,
является преобладающим [44].
4»
Рис. 12 Уровни звукового дав-
ления, создаваемые гревными
винтами, в каютах пассажир-
ского теплохода пр. 301:
/ — кормовая каюта: 2 — носо-
вая каюта кормового блока поме-
щений; 3 — санитарная норма
ПС 40
Вибрация пластины наружной обшивки ахтерпика из-
за сильного влияния нелинейности, одной из причин ко-
торой может быть начальная погибь пластин, как пока-
зано в работе [44], приводит к образованию широкопо-
лосного спектра вибрации. Вибрация (колебания) пе-
редается по пластинам и набору судна и излучается в
помещениях в виде структурного шума.
В качестве вибрационных характеристик движителей
принимают логарифмические уровни виброскорости дни-
щевых и бортовых пластин ахтерпика, расположенных в
корму от дейдвудного подшипника. Непосредственно
измерить уровни виброскорости пластин ахтерпика нель-
зя. Разброс значений в пределах пластин обычно быва-
ет слишком велик. Уровни параметров вибрации зависят
от расстояния до набора, размера стрелки погиби лис-
тов, момента инерции набора и т. д. Поэтому уровни
звукового давления измеряют в отсеке ахтерпика, рас-
положенном над движителем. Затем рассчитывают, ка-
кой уровень параметров вибрации должны иметь плас-
тины ахтерпика, чтобы создаваемый ими структурный
шум был бы равен измеренному уровню звукового дав-
ления.
Вибрационные характеристики движителей, кото-
рые могут быть рекомендованы в качестве исходных
данных для расчета структурного шума, получены ста-
тистической обработкой результатов измерений на судах
(табл. 11). Аналогичные характеристики для кавктиру-
42
Таблица 11. Уровни внброскорости Л'к, корректированные
уровни внброскорости А'ЛК днищевых и бортовых пластин
ахтерпика и характеристики спектра DCA
Частота вращения лонжнтеля. ыкц—1 Л'к . лБ, сеоме октавных полосах со средне- трнческимн частотами, Гн Лак- ДВА *>СА. ДБ
и I2S 250 500 1000 2000 4000 8000
<300 97 90 88 78 65 63 52 47 82 16
От 300 до 750 99 93 91 82 71 64 53 47 85 15
» 750 » 1000 102 101 9Ь «6 /8 65 54 47 90 15
> 1000 102 105 110 102 95 85 75 65 104 8
ющих винтов, окружная скорость концов лопастей кото-
рых более 40 м/с, могут быть определены по данным
Принято считать, что периодические усилия, переда-
ваемые на корпус гребными винтами в насадках и во-
дометами, меньше, чем открытыми винтами. Соответст-
венно должны быть меньше и уровни параметров вибра-
ции пластин ахтерпика. Однако результаты натурных
измерений на судах показывают, что они практически
одинаковы. Это может быть отчасти объяснено недоста-
точной жесткостью крепления направляющих насадок и
водометов к корпусу судна.
В носовой части судов на подводных крыльях и глис-
сирующих судах отмечен структурный шум, возникаю-
щий при движении с повышенной скоростью. Уровни
внброскорости днища в районе крепления носовых под-
водных крыльев при скоростях судна 60—70 км/ч и в
районе возникновения носового буруна при скорости
35—45 км/ч Убк составляют:
Частота, Гц..........63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Л'БК, дБ............ 96 96 94 94 88 84 79 74
43
Корректированные уровни виброскорости JVbk=
=94 дБ А, характеристика спектра в этом случае Dca=
= 7 дБ.
9. ВЕНТИЛЯТОРЫ И КОНДИЦИОНЕРЫ
Подобно дизелям для вентиляторов и кондиционеров
характерны: механический шум вокруг агрегата (если
всасывающий и нагнетательный воздуховоды выведены
в другое помещение), аэродинамические шумы, создава-
емые вентиляторами и кондиционерами со стороны вса-
сывания и нагнетания, и звуковая вибрация опорных
поверхностей.
Звуковая энергия, передаваемая от опорных поверх-
ностей вентиляторов, обычно невелика. Учитывая, что
вентиляторы и кондиционеры устанавливают в судовых
условиях на виброизоляторах, создаваемый ими струк-
турный шум можно не рассчитывать.
Причины образования шума вентилятором — это ре-
зультат появления вихрей и вихревых систем в приточ-
ных каналах при обтекании лопаток рабочего колеса и
взаимодействии неравномерного по скорости потока в
выходном сечении рабочего колеса с элементами корпу-
са вентилятора. В основном об исследовании шума вен-
тиляторов изложено в [52].
Уровни звуковой мощности механического шума вен-
тилятора и кондиционера определяют по формуле (8).
При измерении уровней звукового давления всасываю-
щий и нагнетательный воздуховоды должны быть выве-
дены в другие помещения. Плошадь измерительной по-
верхности S=4«fo. Уровни звуковой мощности механи-
ческого шума нужны для расчета ожидаемых уровней
звукового давления в помещении, где установлен венти-
лятор или кондиционер, и в смежном с ним помещении.
Аэродинамический шум, излучаемый вентилятором со
стороны всасывания и нагнетания, характеризуют-
44
уровнем звуковой мощности и корректированным
уровнем звуковой мощности, излучаемой в помещение,
в которое выведены воздуховоды Lpn;
уровнем звуковой мощности и корректированным
уровнем звуковой мощности, излучаемой в присоединен-
ные к вентилятору воздуховоды £уя.
Уровень звуковой мощности Lpn определяют в соот-
ветствии с ГОСТ 12.2.028—84. Если воздуховоды выве-
дены в соседнее помещение, то уровни звукового давле-
ния на измерительной поверхности площадью 5=2лго
измеряют в 12 точках (рис. 13, а). Уровень звуковой
мощности и корректированный уровень звуковой мощно-
сти вычисляют по формуле
10 !g(S/S0), (22)
где Х-п — средние октавные, уровни звукового давления или уровни
звука дБ (дБ А) на измерительной поверхности S; Sn=l м2
Уровень звуковой мощности и корректированный уро-
вень звуковой мощности, излучаемой в присоединенные
к вентилятору воздуховоды Lm, определяют по резуль-
Рвс. 13. Схема экспериментальной установки для измерения уровней
звуковой мощности, излучаемой вентилятором в помещение (о) и
в присоединенный к вентилятору воздуховод (б):
устройство
45
тэтам измерений уровней звукового давления и уровней
звука внутри воздуховода (рис. 13, б). При этом долж-
ны быть соблюдены условия, указанные в
ГОСТ 12.2.028—84.
Уровень звуковой мощности и корректированный
уровень звуковой мощности при этом вычисляют по
формуле
45О
(23)
где L* — средние уровни звукового давления или уровни звука
в воздуховоде, дБ (дБ A); D — диаметр воздуховода, м.
Величина Грп отличается от L₽B на величину &L0,
характеризующую ослабление шума вследствие отраже-
ния от открытого конца воздуховода (рис. 11):
LPn=LPa+^o. (24)
При эксплуатации систем кондиционирования пода-
ча и частично давление, развиваемое вентилятором, мо-
гут изменяться при регулировке количества подаваемо-
го в каждое помещение воз-
Рис. 14. Зависимость общего
уровня звуковой мощности, из-
лучаемой вентилятором в воз-
духовод со стороны нагнетания,
от давления Р„ и подачи Q
духа, в результате чего из-
меняется и шум, создавае-
мый вентилятором. На рис.
14 изображена зависимость
общего уровня звуковой
мощности, излучаемой в
воздуховод со стороны наг-
нетания центробежного су-
дового вентилятора с пода-
чей 12 000 м3/ч и полным
давлением 1800 Па. В пре-
делах возможного диапазо-
на регулировки подачи и
давления уровни мощности
46
излучаемого шума могут изменяться на 10—20 дБ. По-
этому значения шумовой характеристики принимают
как результат измерения при наиболее неблагоприятном
режиме работы вентилятора. Шумовые характеристики
судовых вентиляторов приведены в приложении.
Расчет уровней звуковой мощности. Если отсутству-
ют шумовые характеристики вентиляторов, то их при-
ближенно можно определить по расчету. Методика рас-
чета шумовых характеристик вентилятора основывается
на работах Е. Я Юдина [52].
Октавные уровни звуковой мощности центробежного
вентилятора £рПаг, дБ, излучаемой в воздуховод со сто-
роны нагнетания, могут быть определены по формуле
[51]:
(Mnar + D2
Lpnar ~ 4тнаг
при Ро==7"+lOlgQ+5(y- l)lgp-45,
где mB«r — отношение наибольшей площади поперечного сечения
корпуса вентилятора к площади нагнетательного отверстия; Q в
р — соответственно подача, м’/ч, и полное давление, Па, развива-
емые вентилятором; L и f — параметры, зависящие от частоты-
Частота, Гц. . 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
L, дБ .... 85 76 69 60 51 41 33 21
7...... . г,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
Корректированный уровень звуковой мощности цент-
робежного вентилятора, дБ А,
II* = Ю Ig Q + 121g Р + 20. (26>
Расчеты по этим формулам дают удовлетворитель-
ную сходимость с результатами измерений для судовых
вентиляторов. Спектр шума вентиляторов низкочастот-
ный, т. е. Вел— (74-12) дБ.
47
Уровни звуковой мощности, дБ (дБ А), излучаемой
в воздуховод, на всасывании и со стороны нагнетания
примерно будут
£Рвс ~ ^Рнаг ~5- (27)
Расчет спектров шума осевых вентиляторов может
быть выполнен по методике, разработанной Е. Я- Юди-
ным и С. Н. Кузнецовым [54].
10 НАВИГАЦИОННОЕ И РАДИООБОРУДОВАНИЕ
Уровни звукового давления и уровни звука па рас-
стоянии 1 м для некоторых типов навигационных при-
боров и радиооборудования, усредненные по результатам
измерений на ряде судов в местах их штатной установ-
ки, приведены в табл. 12.
Несмотря на многообразие навигационных приборов
и радиооборудования, источники шума в них можно раз-
делить на 5 групп:
сельсины, установленные в авторулевых, репитерах,
курсографах гирокомпасов и др. Характер шума, излу-
чаемого сельсинами, тональный, изменяющийся по час-
тоте. Шумообразование в сельсинах связано с осевым
зазором в якоре. В зависимости от размера зазора уро-
вень громкости шума в них может отличаться на 15—•
20 дБ [16]. Шум возникает в результата излучения, ви-
брирующего в звуковом диапазоне корпуса сельсина.
Когда сельсин жестко прикреплен к конструкциям при-
бора, шум усиливается, так как конструкции прибора
также начинают излучать шум подобно тому, как излу-
чает звук диффузор громкоговорителя. Рекомендации по
снижению шума сельсинов будут даны в § 36;
трансформаторы и дроссели, установленные в блоках
питания и преобразователях (например, прибор питания
гирокомпаса «Амур-М» («АМГ-10М»), прибор .«П» ра-
диолокационной станции «Миус» и др.);
48
Таблица 12. Уровни звукового давления L и уровни
звунн La создаваемые на расстоянии 1 м навигационными
приборами н радиооборудованием
Название са L, дБ, в октавных полосах со средне- геометрическими частотами, Ги
и 1= 250 500 10001 2000 4000 8000
Гирокомпас «Амур-М»: основной прибор репитер 38Н 77 69 64 67 77 70 65 58 49
60 68 64 55 48 58 41 48 29
курсограф 23Т 65 62 55 48 46 40 30 24
прибор питания /3 60 61 62 66 67 65 62 53
АМГ-10М Радиолокационная станция «Миус»: прибор «11* 69 65 56 52 56 57 61 60 59
прибор «А» 65 70 70 62 60 60 57 54 52
Раднолокационнав станция «Р722-2»: прибор «С» 93 63 55 60 70 75 79 70 57
Радиопередающие устройства: «Корвет» 78 73 64 66 66 75 69 58 49
«Барк» to 55 56 56 60 62 60 58 36
«Муссон», ншрузка 67 64 71 69 66 57 55 48 40
100% Радиостанции УКВ: «Р609М» минимум 67 60 51 51 62 60 48 42
максимум 96 62 75 85 92 91 87 78 67
«Кама-С» минимум 73 60 66 68 68 67 62 51 38
максимум 92 71 82 89 88 84 87 75 62
«Сенне]» минимум 68 60 54 62 68 65 64 57 40
Факсимиле «Иней-П» 73 67 61 60 65 67 66 62 5/
Эхолот «Кубань» 66 63 5/ 51 54 59 64 52 46
49
вентиляторы, устанавливаемые для обдува блоков,
выделяющих теплоту. К таким приборам относятся ра-
диопередающие устройства «Барк», «Корвет», «Муссон»
и др.;
радиостанции УКВ. В некоторых радиостанциях УКВ
типов Р609М, «Кама-С», «Сейнер» и др. предусмотрены
блоки подавления шумов. Однако при приеме передач
из пунктов, расположенных на предельно больших для
данного типа станций расстояниях, шумоподавитель,
как правило, выключают. В этом случае при отсутст-
вии полезного сигнала станция излучает шум, который
зависит от положения регулятора громкости. В табл. 12
приведены параметры шума, излучаемого некоторыми
типами радиостанций УКВ с выключенным шумоподави-
телем, когда регулятор громкости имеет максимальное
или минимальное положение;
электродвигатели и редукторы. Эти источники шума
установлены в преобразователях, курсографах, прибо-
рах «Иней-П» и др.
Следует иметь в виду, что многие приборы, создаю-
щие повышенный шум, можно устанавливать в агрегат-
ных на достаточно большом расстоянии от мест, где их
используют.
11. ПРОЧИЕ ИСТОЧНИКИ ШУМА
На шумность отдельных помещений влияют; рулевые
машины, носовой бурун, удары льда о корпус, бытовые
шумы, дребезжание зашивки и оборудования, возникаю-
щие в результате интенсивной низкочастотной вибра-
ции и т. п. На пассажирских туристских судах кратко-
временно повышают уровни шума: подруливающее уст-
ройство, швартовные лебедки и команды, подаваемые по
судовой радиотрансляционной сети. На земснарядах до-
полнительными источниками шума являются рабочие
устройства.
50
Рис- 15. Уровни звукового давления в носовых помещениях ледокола
«Капитан Плахин»:
— при движении судна на чистой поде, 2 — средние уровни звукооого
юления при движении в сплошном льду; S — эона отклонений уровней
звукового давления. 4 — сааятарная корма ПС 40
В помещениях ледоколов наблюдается повышенный
шум в результате ударов льда о корпус. Шум имеет не-
постоянный характер. Исследование такого шума про-
водили с помощью анализатора статистического распре-
деления на ледоколе мощностью 4400 кВт «Капитан
Плахин» [13] при работе в сплошном льду толщиной
50—70 см. На основании обработки результатов изме-
рений были определены средние значения уровней зву-
кового давления и среднего квадратичного отклонения
от среднего значения (рис. 15). Видно, что средние зна-
чения превышают санитарную норму, однако в настоя-
щее время отсутствует единая методика оценки и норми-
рования на судах шума такого происхождения. Пример-
но такие же уровни звукового давления отмечены в жи-
лых помещениях на морском ледоколе мощностью
14 700 кВт «Капитан Николаев» при движении в сплош-
51
нОм льду толщиной 30—40 см и торошении 2—3 балла
Уровни звукового давления в помещениях ледоко-
лов зависят от толщины льда и режима его работы. В
статье [33] показано, что наибольшие уровни звуково-
го давления будут во время движения ледокола по ле-
довому полю толщиной, равной 0,5—0,7 максимальной
толщины льда, которую ледокол может преодолевать
при работе энергетической установки на полную мощ-
ность
Источниками шума в подруливающем устройстве яв-
ляются электродвигатель и гребной винт, работающий в
трубе. В некоторых случаях подруливающее устройст-
во создает шум, превышающий норму на 25—30 дБ
(рис. 16, а).
На теплоходе «Владимир Ильич» имели место жало-
бы пассажиров кают, расположенных рядом с швартов
ной лебедкой, на систематическое нарушение сна при
ее включении в ночное время. Несмотря на то что опа
создает сравнительно невысокие уровни шума
(рис. 16, б), большая разница между шумом в каюте
при неработающей и работающей лебедке нарушает
нормальный сон, особенно у пожилых пассажиров-
Акустический дискомфорт может быть вызван про-
никающим из соседних кают бытовым шумом (музыка,
громкая речь и т. п.). Статистический спектр бытового
шума, по данным [2], приведенный на рис. 17, можно
использовать при проектировании межкаютных перебо
рок.
В большинстве гидравлических систем: питьевой во-
ды, сточных вод, холодильных машин, привода рулевых
--—
Рис 17 Статистический спектр
бытового шума на судах
fat—---------------------
57 су уда то гаю г,ги
53
5 — гидропривода ДАУ
Рис. 18 Уровни звукового давления-
а — п носовой каюте при работе холодильной установки системы коя
t — все насосы ход*аильной установки включены. 2 — включен только
ная норма ПС 40.
6 — а ходовой рубке ори работе;
де пр Р32; 7 — санитарная норма ПС-50.
в — В кормовой части пассажирского салона судна ка подводных
дуктор внброизолнроиан и закрыт кожухом: 10 — санитарная норма ПС-55;
г — в носовых каютах, вызванного носовым буруном 11 — на тепло
«норма ПС-40
дидионировааян коздуха на пассажирском теплоходе «Новиков Прибой»
циркуляционный насос, 3 — нключви только ыасяяяыб насос, 1 — санитар-
ка теплоходе пр 305; 6 — гидропривода рулевой машины на теплохо-
крыльях «Восход» В — редуктор установлен жестко без Кижуха; 9 — ре-
ходе «Максим Горький». 12 — ка теплоходе «Россия»; 13 — сввктарвав-
55-
.64
машин, привода ДАУ, перекачивания топлива и т. п. ис-
пользуют насосы. Их включают периодически, но они со-
здают высокие уровни звукового давления в жилых и
служебных помещениях (рис. 18, а, б).
В некоторых случаях повышенные уровни шума в по-
мещениях судов создают редукторы. Так, например, на
головном пассажирском теплоходе на подводных крыль-
ях «Восход» основным источником шума в пассажирском
салоне являлся угловой редуктор, передающий -мощность
от двигателя гребному винту. На рис. -18, в приведены
уровни звукового давления, измеренные в кормовой час-
ти салона при жестком креплении редуктора и при ус-
тановке его на виброизоляторах в звукоизолирующем ко-
жухе.
В каютах, расположенных в районе форпика, на во-
доизмещающих судах зафиксирован шум, вызванный но
совым буруном, который часто превышает санитарные
нормы (рис, 18, г). Однако по заявлениям команды и
пассажиров плеск воды за бортом не оказывает раздра
жающего действия.
На многочерпаковых земснарядах основными источ-
никами шума и вибрации являются: верхний черпако-
вый барабан, черпаковая цепь, верхний черпаковый при-
вод и грунтоотводящее устройство. Причиной повышен-
ных вибрации и шума верхнего черпакового барабана
являются удары черпака и трение цепи по металлу. При
вращении верхнего барабана звено черпаковой цепи про-
скальзывает по грани барабана и в результате этого
возникает интенсивный скрежет.
Выбрасывание грунта сопровождается ударом звена
о грань барабана, что вызвано наличием рабочего зазо-
ра, который предусмотрен для облегчения вываливания
липких грунтов. При движении черпаковой цепи по ро-
ульсовым скатам также создается шум высокого уровня.
Основным источником вибрации и шума верхнего
черпакового привода является редуктор.
56
Падающий в грунтовый
колодец грунт вызывает уда-
ры и вибрацию грунтовых
лотков, которая передается
на корпус земснаряда.
Наибольшие вибрация и
шум наблюдаются в районе
верхнего черпакового бара-
бана. Уровни звука различ-
ных источников шума чер-
пакового земснаряда в зави-
симости от скорости черпа-
ния приведены на рис. 19.
Измеренные уровни зву-
ка верхнего черпакового ба-
рабана — это фактически
суммарные уровни шума от
черпакового барабана и па-
дающего грунта.
Рис 19 Зависимость уровней
звука, создаваемого рабочими
устройствами многочерпакового
земснаряда пр- Р36, от скоро-
сти черпания t>:
t — вархннй Чернаковым барабан.
2 — черпаковая цепь; 3 — при
вод к верхнему чериакекому ба-
рабану; 4 — лотки
Уровни шума на черпа-
ковых снарядах зависят также от глубины черпания и
категории разрабатываемого грунта. Зона распростра-
нения структурного шума от черпакового устройства ох-
ватывает трюмные помещения и носовые помещения в
надстройке. Воздушный шум от черпакового устройст-
ва заметно влияет на акустическую обстановку в рубке
управления. Шум в помещениях, расположенных в над-
стройке, меньше.
На землесосных снарядах основными источниками
вибрации и шума являются грунтовый насос, грунтопро-
воды и электродвигатели гидрорыхлителя.
Кроме того, на черпаковых и землесосных снарядах
следует учитывать шум и вибрацию, создаваемые па-
пильонажными, становыми и рамоподъемными лебед-
ками.
57
Глава 111
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ШУМА ПО СУДНУ
12. ВОЗДУШНЫЙ ШУМ В СВОБОДНОМ ЗВУКОВОМ ПОЛЕ
Обычно воздушным шумом
называют шум, распространяющийся в воздушной
•среде от источника возникновения до места наблю-
дения.
Расчеты уровней звукового давления в свободном
.звуковом поле выполняют с целью определения уров-
ней воздушного шума, распространяющегося от системы
.газовыхлопа, выходных патрубков вентиляционных ус-
тановок, открытых капов машинных отделений, палуб-
ных механизмов, черпаковых устройств земснарядов, бу-
рунов, судовых звукосигнальных средств и других ис-
точников внешнего шума. Перечисленные источники
яиума в первом приближении можно рассматривать как
лена правленные.
Для ненаправленного источника шума уровень зву-
жового давления при удалении от источника
r,-£P+101gy , (28)
уде LP — уровень звуковой мощности источника (см. гл. II), дБ;
S —• площадь воображаемой поверхности, окружающей источник
шума и проходящей через расчетную точку, м2
Площадь поверхности S принимают равной площади
параллелепипеда, окружающего источник шума,
S =- 12гг + 4г (1-> Ь i- 2й) 2й (14- П 4- lb, (29)
.где г — кратчайшее расстояние от поверхности источника шума до
расчетной точки, м, I. b, h — размеры источника, м.
.58
На расстояниях, превышающих удвоенное значение
наибольшего размера источника, уровни звукового дав-
ления убывают по сферическому закону, поэтому при
расчетах шума на этих расстояниях в открытом прост-
ранстве можно принимать S=4nre, а в полусфере
5=2№. При удвоении расстояния от такого источника
шума уровни звукового давления уменьшаются на 6 дБ-
Снижение уровней звукового давления при увеличении
расстояния обусловлено не только убыванием интенсив-
ности звука из-за сферического распространения волны,,
но и затуханием звука в атмосфере, вызванным молеку-
лярным поглощением. Это дополнительное затухание
может быть определено по формуле
Л£атм“₽г/1000- <29>
где 0 — степень затухания звука в атмосфере, дБ/ки, определяе-
мая в зависимости от частоты:
Частота, Гц............... 63 125 250 500 1000 200014000 8000
р, дБ/км . . 0 0,7 1,5 3 L 6 121 24 48-
Для звукового диапазона частот величину ДБВТМ сле-
дует учитывать только на расстояниях более 25 м.
13. ШУМ ОТ ИСТОЧНИКА, РАСПОЛОЖЕННОГО В ПОМЕЩЕНИИ
Формирование звукового поля. В помещении, кроме
прямого шума, распространяющегося от источника, воз-
никает шум, многократно отраженный от ограждающих
конструкций.
При рассмотрении процессов формирования звуково-
го поля в помещении используют аппарат статистиче-
ской акустики, в соответствии с которой звуковое поле
отраженных волн считается диффузным. Тогда плот-
ность звуковой энергии (E=J/c) в любой зоне помеще-
59
ния можно представить суммой плотностей в прямой
волне ЕПр и в отраженном поле Еотр:
Е “ Epp + ®*отр (30)
Для диффузного поля характерны постоянная плот-
ность звуковой энергии широкополосного шума в объ-
еме помещения и равновероятность падения звука по
всем направлениям. Точность расчетных формул стати
стической акустики в первую очередь зависит от степе-
ни диффузности отраженного поля.
Для помещения условие диффузности выполняется
тогда, когда в пределах октавной полосы укладывается
не менее десяти частот свободных колебаний. Количе-
ство частот свободных колебаний в помещении объемом
V, м3, приходящихся на полосу шириной А/, приближен-
но определяют по формуле [50]:
Для октавной полосы Д/ равно 0,71 средней частоты.
Исходя из этого можно получить значение низшей гра-
ничной частоты fTP, начиная с которой плотность звуко-
вой энергии будет постоянна в объеме помещения при
отклонении уровней шума от среднего значения не более
чем на 2—3 дБ:
/It-SOO/£v. (32)
Равновероятность падения звука по всем направле-
ниям выполняется, если соотношение размеров в поме-
щении лежит не в очень широких пределах, т. е. отно-
шение наибольшего размера помещения к наименьшему
не более 3—5, и поверхности, ограничивающие помеще-
ния, имеют примерно одинаковый коэффициент звуко-
поглощения.
60
Уровень звукового давления в любой точке помеще-
ния. Суммарная плотность прямого и отраженного шу-
ма, Дж/м3, в любой точке помещения
где Рл — акустическая мощность источника шума, Вт; S — пло-
щадь поверхности, проходящей через расчетную точку (см. § 12),
мг; Q — акустическая постоянная помещения, м'1, характеризующая
его способность поглощать звуковую энергию.
<?-“cpSn/(l-«cp>, (34)
здесь аср — средний коэффициент звукопоглощения в помещении,
JSn — полная площадь ограждений помещения, мг.
Из формулы (33), переходя к уровням величин, по
лучают зависимость для расчета уровней звукового дав-
ления в любой зоне помещения
L_tp+l01g(y+-^). <35>
При расчетах звукового поля дизелей значение S
можно определить по формуле:
S == 12г* + 2(« + 8rI. (36)
где г — расстояние от поверхности дизеля (от блока цилиндров)
до расчетной точки, м; / — длина дизеля, м.
Спад уровней шума в помещении
(37)
Тогда
L=-Lp+ ALn. (38)
Уровень звукового давления в длинных помещениях
Формула (35) дает значительные погрешности при рас-
чете уровней звукового давления в помещениях удли-
S)
Рис. 20. Коэффициент, учиты-
вающий изменение плотности
отраженного звукового поля в
помещении при удалении от
источника
ненной формы (коридоры,
салоны ит. д.). В этих по-
мещениях плотность отра-
женной звуковой энергии
уменьшается при удалении
от источника шума. Это объ-
ясняется тем, что в форми-
ровании отраженного поля
участвуют прямая волна, за-
тухшая вследствие удале-
ния от источника, и сово-
купность отраженных волн,
плотность которых также
уменьшилась из-за много-
кратного отражения. В этом
случае не выдерживается ус-
ловие о равновероятности
падения звуковых волн по
всем направлениям, принятое при выводе формулы (35).
Однако формулу (35) статистической акустики можно
применять и для расчета уровней шума в удлиненных
помещениях, если ввести в нее эмпирическую поправку,
учитывающую изменение плотности отраженного шума в
удлиненном помещении. В этом случае спад уровней зву-
кового давления в помещении можно рассчитать по
формуле
(39)
где х — коэффициент, учитывающий изменение плотности отражен-
ного звукового поля при удалении от источника.
Значение коэффициента х приведены на рис. 20 на
основании опытных данных в зависимости от парамет-
ра помещения (а+Ь)/2с (а, Ь, с — размеры помеще-
ния, м, причем с — наибольший размер) и отношения
62
расстояния г от центра источника до расчетной точки к
расстоянию ci от центра источника до наиболее удален-
ного перекрытия.
При %>0,75 изменение уровней звукового давления
в помещении с достаточной для практики точностью мо-
жет быть определено по формуле (37) или номограмме
(рис. 21).
Используя ключ 2 номограммы, можно определить
значение Д£п при расчете уровней звукового давления
от дизелей в зависимости от длины дизеля и расстояния
г от поверхности дизеля до расчетной точки.
Ключ 1 позволяет определить значение величины
ALtl для любого источника в зависимости от площади S.
Расчет уровней звукового давления в помещениях
сложном формы. Ряд судовых помещений, например ма-
шинные отделения, являются помещениями сложной
формы, так как в них есть шахты, платформы й пере-
борки с вырезом, уступы и т. д. Характер распростране-
ния шума в таких помещениях, особенно в случае при-
менения звукопоглощающих конструкций, существенно
отличается от характера распространения шума в поме-
щениях простой формы.
Зависимости для расчета уровней звукового давле
ния в помещениях сложной формы определены из урав-
нений баланса звуковой энергии. При составлении урав-
нений учитывают звуковую энергию, уходящую из
первого помещения через проем во второе, обратный
приток энергии и поглощенную энергию в помеще-
ниях.
Зависимости для расчета .шума во втором помеще-
нии получены из предположения, что проем является
источником шума, уровни звука которого можно при-
нять равными уровням звука в плоскости проема.
В табл. 13 приведены схемы помещений сложной
формы и даны формулы для расчета уровней звукового
давления в этих помещениях.
63
Таблица 13. Формулы для расчета уровней звукового
давления в помещениях сложной формы, дБ
В помещении I
t_tp+1o1B(4-+^)
В помещении 11
п_ ?-' А‘
Аг (* ~ acpi) 1 “орг
А — “cpi А = “ср2 ^п2 + А
В помещении I
L-L..+ Ю>В(4 + ^)
В помещении II
L - Lp + Ю IS [4° (-£ + ^) (4 + ’4)1
В помещении !!!•.
‘-.—[-ffe-aU-M1)}
= ~(S$A2 _ А2 .
1 Л2Из<! - “cpi) ' ’ ’-’срг*
Q*= l-a^g' A-eCM Sni+S0-! 5c;
_____ \ = аср2 $П2 ^0’ ~ °срз ^пз ^0
3-428
65
Примечание $ — площадь поверхности, окружающей источник и про
лежащей в центре плоскости проема; SB2 = S04-w (а2-f-62) 4-2®r’; SB3 =
длина и ширина проемов, м; г — расстояние от плоскости проема до расчетной
пение плотности отрикенного звукового поля в помещениях I, llv.Hl соот
66
Продолжение табл. 13
В помещении Z
It 4xj\
£ = Lp -Ь 101g -b q |
В помещении ZZ
I_ip+101e[±»(J-+^)(4;+^)]
В помещении 111:
_ A.B-A.Sj . В
1 в<1“"ои> ' 4,<1 — m> '
Л
-^1 — acpl ^nl + ^0’ ^2 = “cp2 Sn2 + ^0 +
A3 ~ °СрЗ 5ПЗ * 50’ £ = ^2^3“ (So)2
ходящей через расчетную течку помещения
же, лла точки.
S04- -tr (03+ »з)4-2-г ; .?о, $0 — площади проемов, м ; а2, а&, bz, S8—
точки в помещениях ц я Ш, м, коэффициенты, учитывающие иэме-
ветствснпо (см. pro. 20).
67
i 1 1 thZM?
М- t
т—у— 1—r — —
—F
1 10 У л pi Л
о i Si КЮ 1 _ №! - - 1 no
1 2 \х l=ns ЧЛА \ W AB s,m2
Ц. . — i ii i(4
тН-
LtiJjT if= = •-= = IjEfo Iffi rtr+rri
Рис, 21. Номограмма для расчета и анализа уровней звукового дав-
ления в помещениях с источником шума
68
Рис. 22. Изменение уровней
звукового давления при удале-
нии от источника до огражде-
ния;
I — звуковая энергии
щается ограждениями.
стью отражается; 2 —,------
энергия частично поглощается (ре-
метении. где энергия
щенки удлиненной формы; 5 —
звуковая’ энергия полностью погло
(условия открытого пространства)
Анализ структуры звукового поля в помещении. Ха-
рактер изменения звукового поля в помещении в зави-
симости от ДЬП (величины поглощения звуковой энергии
его ограждениями) виден на рис. 22.
Расстояние от источника, на котором прямой шум
можно сравнивать с отраженным, называют предель-
ным или граничным радиусом. На расстоянии г<ггр пре-
обладает прямой шум источника, а на расстоянии
г>ггр — отраженный. Величину ггр находят из равенст-
ва Епр=Еотр. В помещениях, у которых />0,75 для ма-
логабаритного источника шума, расположенного на по-
верхности перекрытия, r,T=0,2yQ.
Граничный радиус Ггр при работе в помещении круп-
ногабаритных источников (главных двигателей, дизель-
генераторов и т. п.) зависит не только от постоянной по-
мещения Q, но и от размеров машины. Значение гГР для
таких источников можно определить построением (см.
рис. 25) или по формуле:
Ггр = 0,04 [j/(4Z + 4Z> + Ыф - 3ri (2М — 2ЙЛ Zc - O.XSQ) -
-4(Z4-Z> + 2A)]_ (40)
Для помещений (x<0,75) значение величины г г Р
можно также найти построением (см. рис. 21).
69
Средами статистический коэффициент звукопоглоще-
ния можно определить по выражению
«о
1=1
где щ. Si — соответственно коэффициент звукопоглощения и пло-
щадь, м2 »-й поверхности.
На практике трудно определить коэффициент звуко-
поглощения каждой поверхности помещения и единицы
оборудования, поэтому используют приведенный коэф-
фициент звукопоглощения апр, который определяют
экспериментально реверберационным методом. Этот ко-
Таблица 14. Приведенный коэффициент звукопоглощения
Сщр в судовых помещениях
Среднегеометрические частоты
63 125 250 500 1оео| 2оо 4000 8000
Машинное отделение, где VfSn «S 0,6 и шахты с насыще- нием То же, где: 0,6 < V/Sn<0.7 V/Sn^0,7 Дизель-генераторные, венти- ляторные, шахты без насыще- ния, помещения малошумных агрегатов, мастерские Камбузы Ходовые рубки, посты управ- ления Радиорубки Каюты, дежурные и медицин- ские помещения, столовые, ка- ют-коыпанта Пассажирские салоны 0,05 0.07 0.10 0,05 0,10 0,16 0,15 0,10 0,16 0,06 0,08 0,11 0,05 0,12 0,2С 0,20 0.15 0,26 0,07 0,10 0,12 0,05 0,14 0,23 0,22 0,20 0,30 0,08 о.п 0,14 0.0( 0,16 0,19 0,24 0,24 0,30 0,10 О.'З 0,16 0,07 0,18 0,18 0,23 0,24 0,30 0,12 0,15 0,19 0,08 0,16 0,20 0,24 0,24 0,30 0,140,17 0,1910,23 О.23К),29 0,090.11 0,18 0,18 0,20Ю,20 0,270,29 0,24К),24 о.зор.зо
70
эффициент характеризует суммарное звукопоглощение,
отнесенное к площади ограждений помещения. Усред-
ненные значения апр для различных судовых помеще-
ний приведены в табл. 14.
Если в помещении отсутствуют специальные звукопо-
глощающие конструкции, то аср—сспр, а при их наличии:
%р = [5И *к + Ппр (S„ - SK)]/S„, (42)
где 5И — площадь звукопоглощающих конструкций, м5; ак — ко-
эффициент поглощения конструкций (см. табл. 17).
14. ВОЗДУШНЫЙ ШУМ, ПРОНИКАЮЩИЙ В ПОМЕЩЕНИЕ
Шум, проникающий из смежного помещения. Необхо-
димость проведения расчетов уровней звукового давле-
ния в помещениях, смежных с шумным, возникает при
размещении нормируемых помещений смежно с машин-
ным отделением, с вентиляторными и т. п. Исходной ха-
рактеристикой при таком расчете являются уровни зву-
кового давления в помещении источника, определяемые
по данным п. 13.
Считая разделяющую преграду источияком воздуш-
ного шума, представим зиуковое поле в помещении, со-
стоящее из прямого и отраженного шумов.
Формулы для расчета уровней звукового давления
Ls, дБ, в смежном помещении имеют вид:
4>-4-R + iois[-J-(s7j'1HI: (43)
SB s >-гг («в + fc„) 4-2гг®, (44)
где Li — уровень звукового давления, определенный на расстоянии
0,5 м от центра преграды, дБ; R — звукоизолирующая способность
разделяющей преграды, дБ; S-=anbB — площадь разделяющей
преграды, м2( здесь св и Ьв — размеры разделяющей преграды, м;
71
г — расстояние от разделяющей преграды до точки, в которой
рассчитывают уровни звукового давления, м; х — коэффициент,
определяемый по -рис. 20 в зависимости от параметра помещения
(а+Ь)/(2с) (с — размер помещения в направлении, перпендику-
лярном разделяющему перерытию) к отношения г/съ равного г/с).
Для относительно небольших помещений, у которых
4(1—аср) 5в>ссср5ц, где Sn — полная площадь всех
ограждений, а х=1 из выражения (43), получается бо-
лее простая формула;
S(1
£в-.£4—R + lOlg--
(45)
где Gcp •— средний коэффициент звукопоглощения, который пря
отсутствии звукопоглощающих конструкций принимают равным при-
веденному коэффициенту (см. табл. 14), а при наличии таких кон-
струкций рассчитывают по формуле (42).
Если ссер мало (аСр-=£б,2), то выражение еще более
упрощается:
101g
(46)
Шум, проникающий из открытого пространства.
Уровни звукового давления в ряде судовых помещений
зависят от воздушного шума, проникающего из откры-
того пространства.
Например, шум в каютах, рулевых рубках и других помещени-
ях может быть обусловлен воздушным шумом, распространяющимся
от систем газовыхлопа, открытых капов машинного отделения,
черпаковых устройств земснарядов, выходных патрубков системы
вентиляции и др.
Исходными характеристиками при таких расчетах яв-
ляются уровни звукового давления, рассчитанные по
данным п. 12.
72
Расчет в обшем виде можно выполнить по формуле
Гв-^-« + 101в (47)
или по формулам, подобным выражениям (45) и (46):
5(1 — %р)
LB = Ll — R + 10 lg---~~ + 6; (48)
“ср
/.в = £г —/? 4-101g-+6. (49)
“ср
15. ВОЗБУЖДЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКОВОЙ ВИБРАЦИИ
Основными источниками звуковой вибрации на судах
являются главные двигатели, дизель-генераторы, насо-
сы и другие вспомогательные механизмы.
Структурный шум — шум, излучаемый поверхностя-
ми колеблющихся (вибрирующих) корпусных 'Конструк-
ций и распространяющийся по ним и трубопроводам.
Этот шум подразделяют на первичный, возбуждаемый
опорными поверхностями источника и передающийся в
смежные и удаленные помещения, и вторичный, возбуж-
даемый воздушным шумом источника и проявляющийся
в удаленных помещениях.
Воздушный шум, проходящий через разделяющие пре-
грады, можно было бы также отнести к вторичному
структурном)' шуму, так как переборка под влиянием
воздушного шума источника излучает звуковую энер-
1ию в смежное помещение. Хотя вопросы звукоизоляции
в судовой акустике разработаны достаточно подробно,
но надежных данных коэффициента излучения при воз-
буждении воздушным шумом еще пока нет. Поэтому
шум, проникающий через разделяющие преграды, рас-
сматривают и рассчитывают как воздушный, а не как
вторичный структурный.
73
Для расчета структурного шума необходимо опреде-
лить уровни параметров вибрации перекрытий.
Расчет параметров процесса распространения звуко-
вой вибрации состоит из двух этапов:
определения уровней параметров вибрации исходно-
го перекрытия;
расчета уровней параметров вибрации корпусных
конструкций по пути ее распространения к рассматрива-
емому помещению.
Определение уровней параметров вибрации исходно-
го перекрытия. При расчете первичного структурного
шума от двигателей исходным перекрытием принято
считать установочное, на котором расположен фунда-
мент.
Передача акустической энергии от пояска фундамен-
та установочному перекрытию зависит от соотношения
их толщин и потерь энергии в конструкциях фундамен-
та. Поскольку толщина установочного днищевого пере-
крытия меньше, чем толщина пояска фундамента под
главные двигатели и дизель-генераторы, то уровни пара-
метров вибрации днища на низких и средних частотах
оказываются больше, чем фундамента. На высоких час-
тотах вследствие затухания звуковой энергии в конст-
рукциях фундамента отмечено снижение уровней пара-
метров вибрации днища по сравнению с пояском фунда-
мента. Толщина днищевых пластин судов речного флота
обычно в 2—3 раза меньше, чем поясков фундаментов, а
конструкции последних однотипны, поэтому перепады
уровней параметров вибрации на фундаментах судов
различных типов оказываются близкими [14]. Для рас-
чета может быть рекомендован средний перепад уров-
ней параметров вибрации АЛ'Ф между лапой двигателя
и днищевым перекрытием на расстоянии 0,5 м от фунда-
мента, определенный по результатам натурных измере-
ний (рис. 23).
74
При исследовании рас-
пространения широкополос-
ной вибрации по пластинам
корпуса, так же, как н при
описании процессов распро-
странения шума в помеще-
нии, пользуются методами
статистической акустики,
предполагая наличие диф-
фузного вибрационного поля
Рис- 23. Перепад логарифмиче-
ских уровней параметров ви-
брации между лапой и уста-
новочным перекрытием по ре-
зультатам измерений на судах
отраженных волн в пласти-
нах. Поле считают диффуз-
ным, если амплитуда коле-
баний любой точки пластины
одинакова, распределение
фаз колеба ний носит случай-
ный характер, и направления распространения волновых
процессов в каждой точке пластины равновероятны. Для
октавной полосы частот условие диффузности с погреш-
ностью ±3 дБ будет выполнено, когда в пластине укла-
дывается не менее пяти частот свободных колебаний.
Количество частот свободных 'колебаний пластины пло-
щадью S, приходящихся па полосу шириной А/, будет
[37]:
где k„ — волновое число при нагибных колебаниях.
Для октавной полосы Af равно 0,71 средней ее часто-
ты. Из выражения (50) получают приближенное значе-
ние низшей граничной частоты /гр. начиная с которой
вибрационное поле в пластине толщиной б (мм) и
площадью S, м2, можно считать диффузным,
т. е.
/гр = 25В/5.
(Ы)
75
ANO,^E
2 6 10 M 18 22г,+гг,м
Рис 24. Номограмма для расчета логарифмических уровней
параметров вибрации AN0 на исходном перекрытии
На частотах ниже frP точность расчетов по формулам
статистической акустики уменьшается.
Зависимость для расчета уровней параметров вибра-
ции установочного перекрытия можно получить анало-
гично выражению (30) для расчета уровней звукового
давления в помещении источника, считая поле вибрации
состоящим из прямой волны и совокупности отражен-
ных волн от краев перекрытия. На основании зависимо-
сти, приведенной в работе [22], после упрощения пост-
роена номограмма (рис. 24) для расчета спадов уров-
ней параметров вибрации AAf0 от фундамента до любой
точки исходного перекрытия. В номограмме учтено до-
полнительное затухание вибрации на наборе установоч-
ного перекрытия.
Таким образом, уровни параметров вибрации в лю-
бой точке установочного перекрытия при известных
уровнях параметров вибрадии источника можно оп-
ределить по формуле:
76
vy.n = - ЛЛФ - (52)
где &Nn к — эффективность виброизолирующего крепления (см.
рис. 44); &NB в — ослабление уровня иибрацин, обусловленное внб-
ропоглощающим материалом, которое определяют по формуле
(104).
При расчете уровней вторичного структурного шума
исходными перекрытиями являются все ограждающие
конструкции шумного помещения.
Зависимость для расчета уровней параметров вибра-
ции ЛАш перекрытия, возбуждаемой воздушным шумом,
получена на базе работ [4, 60]:
ArFJI-Ю lg (53)
где L — уровни воздушного шума на расстояния 0,5 м от рассматривае-
мого перекрытия (см. п. 13), дБ; Л£в.п=101йМ2/3— 101g Ар30—
составляющая, характеризующая степень вибртвозбудимости пластины,
определяемая для металлических пластин по номограмме (рнс. 25), дБ;
/п = р8 — поверхностная мзсса металлической пластины, кг/м2; р —
плотность материала пластины, кг/м8, В — толщина пластины, м; /кр
и у — критическая частота пластины и ее коэффициент звукоизлучения,
которые будут рассмотрены в § 16; чэ — эффективный коэффициент
потерь перекрытия (см. формулу (56); tR, — ослабление уровней па-
раметров вибрации благодаря применению звукопоглощающих конструк-
ций, установленных сплошь со стороны шумного помещения (см. п, 18).
Влияние вторичного структурного шума особенно
значительно на низких частотах для тонких пластин из
легких сплавов.
При расчете уровней первичного структурного шума
от движительного комплекса за исходное перекрытие
принимают наружную обшивку ахтерпика. Как показы-
вают экспериментальные данные, спад уровней пара-
метров вибрации на этом исходном перекрытии невелик.
Уровни параметров вибрации в пределах исходного пе-
рекрытия можно считать постоянными и определять по
формуле
дЛГб.к - ДЛ<В.П + 101gп.
(54)
где NK — уровни параметров вибрации исходного перекрытия
от одного движителя (см. табл. И), дБ; ЛУвк — акустическая
эффективность бескрошптейнового крепления гребного вала (см.
п. 25), дБ; п — число движителей.
Рис. 25. Номограмма для определения степени вибровозбудимости
пластин Д£ап воздушным шумом:
а — стальных, б — из легких сплавов
78
Расчет уровней параметров вибрации корпусных кон-
струкций. За основу расчетной схемы для определения
уровней вибрации пластин корпуса взят метод, предло-
женный в [63]. Для судовых конструкций он развит в
работах [4, 37]. Вибрационное поле в пластинах, при-
мыкающих к исходному перекрытию, так же, как и в
пластинах, более удаленных от него, считают диффуз-
ным.
Диффузное поле вибрации изгибных волн характери-
зуют средней плотностью энергии. Для каждого пере-
крытия составляют уравнение баланса звуковой энер-
гии, в котором предполагается равенство энергии, по-
ступающей из смежных перекрытий, энергии, уходящей
с данного перекрытия в соседние и затухающей в его
материале в единицу времени.
-Зная отношение плотностей энергии соседних пере-
крытий, определяют перепад уровней параметров вибра-
ции между ними. Перепад уровней параметров вибра-
ции можно представить в виде суммы двух слагаемых,
одно из которых &Nt обусловлено виброизоляцией уг-
лового соединения, а другое ЛУч зависит от степени за-
тухания вибрации на перекрытиях.
Учитывая акустическую эффективность виброзадер-
живающего комингса или сосредоточенной массы
АЛ'в.м [см. формулу (105)], которые могут быть уста-
новлены в угловое соединение между n-м и (п—1)-м пе-
рекрытиями, формулу для расчета перепада уровней па-
раметров вибрации можно записать в следующем виде:
sa'“ - fb' ++дл'—> <as>
где п — номер перекрытия.
С целью определения степени удаленности перекры-
тий рассматриваемого помещения от исходного нумеру-
ют металлические перекрытия в соответствии с рис. 26.
79
Рис. 26. Схема нумерации судовых перекрытий:
л — для первичного и вторичного (в скобках) структурного шума
•от двигателей; б — для структурного шума -от движителей
«0
Исходному перекрытию, имеющему наибольшие уровни
параметров вибрации, возбуждаемые источником, при-
сваивают номер п=0. Номер перекрытия п соответству-
ет числу угловых соединений на кратчайшем
пути от исходного до рассматриваемого перекры-
тия.
Значение зависит от типа углового соединения и
отношения толщин перекрытий (табл. 15). Угловые сое-
динения можно разделить на обычные (номера 1—4) и
двойные (номера 5—8). К двойным соединениям отно-
сятся такие, у которых расстояние между отдельными
ветвями составляет от 300 до 1000 мм. При расстоянии
менее 300 мм соединение рассматривают как простое, а
более 1000 мм — как отдельные перекрытия. Толщину
перекрытия, образующего ветвь 1, от которой вибрация
передается в другие ветви, обозначают 6i; толщину пе-
рекрытия, образующего ветвь 2, для обычных угловых
соединений обозначают 62. Для двойных угловых соеди-
нений 62 =( S2 + 83 )/2, где &; — толщины перекры-
тий, образующих ветви 2 и 3.
Составляющая перепада &N-q, обусловленная затуха-
нием вибрации на перекрытии, может быть определена
по номограмме (рис. 27) в зависимости от площади
Sn п-го перекрытия, его периметра Рп, длины общей
части контура между n-м и (п-~1)-м перекрыти-
ями и эффективного коэффициента потерь n-го пере-
крытия.
Эффективный коэффициент потерь n-го перекрытия
ц, с учетом массы покрытия [19]:
где цп - составляющая коэффициента потерь, обусловленная на-
несенным влбропоглощающим материалом [см. формулу (102)]*,
Чь то в тп — соответственно коэффициент потерь и поверхлост
ные массы корпусной конструкции и покрытия.
81
Таблица 15 Составляющая перепада уровней параметров
вибрации AA f дБ
Отношение толщин пластин Бв/Б|
Тип углового
соединения
82
Рис. 27. Номограмма для определения составляющей
перепада вибрации bNtt
83
Усредненный коэффициент потерь т]0 корпусных кон-
струкций речных судов определен экспериментально и
зависит от материала корпуса (табл. 16).
Близкие к приведенным значениям коэффициенты
т]о характерны и для морских судов [36].
В практических расчетах можно принимать для ста-
ли t)o=0,01, а для легкого сплава т]о=0,014.
Уровни параметров вибрации n-го перекрытия при
расчете первичного и вторичного структурного шума от
двигателей, а также структурного шума от движителей
определяют последовательно от перекрытий с меньшими
номерами к перекрытиям с большими номерами по фор-
муле
Л,Я = Л-И_1- &Nn, (57)
где .Vn-i — уровни параметров вибрации на перекрытии, гранича-
щем с рассматриваемым и расположенном ближе к исходному (ли-
бо на контуре исходного перекрытия при л=1).
Рассмотренный выше метод расчета уровней вибра-
ции судовых перекрытий основан на предположении о
диффузности вибрационного поля.
Поле вибрации отклоняется от диффузного, если
звуковая вибрация распространяется направленно.
Например, при распространении вибрации от гребных винтов
по главной палубе ее уровни существенно снижаются от кормовых
к носовым помещениям. Аналогичная картина наблюдается также
на днищевых и палубных перекрытиях, расположенных в нос от
машинного отделения
Таблица 16. Коэффициент потерь т)0
Материал Среднегеометрическая частота. Ги НОТО
125 260 500 1000 2000
Ста .41. 0,013 0,009 0,008 0,009 0,009 0,007 0,007 0,009
Легкий сплав 0.019 0.021 0,017 0,012 0,010 0,008 0,008 0,009
84
Рис. 28. Схема для определения линейных размеров перекрытий при
преобладающем направлении распространения вибрации:
I — длина общей части корпуса между ахтерпиком и палубой; 2 — то же,
ахтерпиком и переборкой. 3 — то же, днищевым перекрытием машинного
Если преобладает направленное распространение ви-
брации, т. е. рассматриваемое n-е перекрытие на одной
стороне контура граничит хотя бы с одним перекрыти-
ем, номер которого п—1, а на противоположной сторо-
не — с перекрытиями, имеющими номера п+1, то ус-
ловия диффузности нарушаются, и точность расчетов
снижается.
Для определения составляющей АЛ^ на таких пере-
крытиях можно использовать эмпирическую формулу,
полученную на базе данных натурных измерений:
A,V, -2.»V7[lg + ,п (54^-У ’ (»>
где г, I — соответственно расстояние до расчетной точки и размер
перекрытия (рис. 28).
85
16. РАСЧЕТ СТРУКТУРНОГО ШУМА
Пластина, совершающая колебания изгиба, являет-
ся источником структурного шума, излучаемого в по-
мещение.
Коэффициент излучения у — это отношение излучае-
мой пластиной звуковой мощности Рил к мощности при
ее поршневых колебаниях, равной произведению интен-
сивности звука на площадь пластины:
(60)
формулу
Если в помещении одно ограждение площадью S
излучает структурный шум, то плотность звуковой энер-
гии может быть определена по выражению (33) при ус-
ловии, что звуковая мощность излучается пластиной, а
значение SB определено по формуле (44):
_^l/_L+AY
cs Ив + Q )
Выразив зависимость (60) в дБ, получим
для расчета уровней структурного шума, излучаемого
сдпим ограждением с учетом удлиненности помещения:
Z.c - -4018 , + 10181S (-i- +1)] - Kc - »R. <Я)
тде Nv — уровни виброскороети n-го перекрытия, дБ; Rc — зву-
коизолирующая способность конструкций по структурному шуму,
определяемая по формуле (79), дБ; 67? — дополнительная зву-
коизолирующая способность, обусловленная звукопоглощающим
материалом, установленным на конструкцию со сторовы шумного
или изолируемого помещений (см. рис. 38).
Для относительно небольших помещений, где преоб-
ладает отраженный шум и соблюдается условие 4Х
«6
Рис 29 Фактор излучения по-
лосы различных размеров
Рис. 30. Значения функций <?1(<р)
и qt(q>)
X (1—С4Ср)5в>0'.ср5п; х=1 расчетная формула приобре-
тает следующий вид:
SO-“ср)
£с - Л„ + 10 Is т + Ю lg —; Л' - Кс - IK + 6. <62>
Если при этом а£₽ мало (асрс0,2), то формула (62).
еще более упрощается:
«•c-Ap+lO^i+roig-^g- —/?с —Ы? + 6. (63>
Составляющую 101gy=£f называют фактором из-
лучения.
Основные закономерности излучения можно просле-
дить на примере излучающей полосы (рис. 29), где фак-
тор излучения представлен в зависимости от отношения
4>=f/fitp и отношения ширины полосы b к длине волны:
?.1;р на критической частоте.
Критическая частота пластины — это резонансная
частота, при которой длина изгибной волны в ней рав-
на длине излучаемой волны в воздухе.
Для стальных н алюминиевых пластин в зависимо-
сти от их толщины 6, мм, критическую частоту рассчи-
тывают по формуле:
/кр= 12 000/6.
(64>
87
На критической частоте излучение полосы макси-
мальное. В области частот f<fKt> излучение ослаблено, а
на частотах />/кр излучение практически не зависит от
параметров полосы и происходит без потерь (у^Н).
Коэффициент излучения реальных пластин зависит
от условия их закрепления и от резонансных свойств
помещения [4].
Коэффициент излучения можно рассчитать по следу-
ющей приближенной формуле [4]'
I I при <р>1.
где рп, Sn — соответственно периметр, м, и площадь пластины,
мг; Сз=340 м/с — скорость звука в воздухе; «?т(ф) и ?л(<р) —
функции, приведенные на рис. 30.
Фактор излучения удобно определять по номограмме
(рис. 31).
Глава IV
СНИЖЕНИЕ ШУМА СРЕДСТВАМИ
ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ, ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ
И ЭКРАНИРОВАНИЯ
17. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ,
ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ И ЭКРАНИРОВАНИЯ
При падении звука на пре-
граду конечных размеров, выполненную из любого
материала, звуковые волны отражаются, поглощаются,
проходят через преграду и огибают ее, если преграда
не замкнута пластинами по контуру, создавая зону зву-
ковой тени.
Деление преград на звукоизолирующие, звукопогло-
щающие и экранирующие обусловлено преобладающим
акустическим эффектом, который проявляется в них и
используется для уменьшения шума.
Действие звукоизолирующих конструкций основано
на эффекте отражения звука. Поэтому наибольшей зву-
коизоляцией обладают преграды из плотных твердых
материалов с большой поверхностной массой.
Например, звукоизовирующая способность металлических плас-
тай толщиной 3—6 мм в нормируемом диапазоне частот 20—40 дБ.
Коэффициент звукопоглощения таких преград невелик и составляет
0,05—0,10.
Высокая отражающая способность звукоизолирую-
щих конструкций, ограждающих помещение источника,
приводит к возрастанию уровней шума в помещении по
сравнению с условиями открытого пространства. Для
уменьшения отраженного шума применяют звукопогло-
щающие конструкции, эффект которых основан на по-
глощении звука в пористо-волокнистом материале.
В результате применения звукопоглощающих конструк-
89
ций звуковое поле в помещении приближается к усло-
виям открытого пространства. Обычно звукопоглощаю-
щие конструкции уменьшают отраженный шум на
<6—8 дБ. Звукоизолирующая способность пористо-воло-
книстых материалов невелика.
Например, звукоизолирующая способность слоя минеральной
ваты толщиной 40—60 мм примерно 6—8 дБ.
Для уменьшения уровней звукового давления в ло-
кальных зонах открытого пространства и помещениях
применяют акустические экраны-выгородки. Прохожде-
ние звука за экран определяет дифракционная способ-
ность волн, которая зависит от соотношения между раз-
мерами экрана и длиной волны. Звукоизолирующая
способность экранов должна быть достаточно высокой,
чтобы в полной мере проявился их экранирующий эф-
фект. Плоские экраны, устанавливаемые в открытом
.пространстве, уменьшают уровни звукового давления
на средних и высоких частотах на 15—20 дБ.
Акустические свойства конструкций изолировать,
поглощать или экранировать звук характеризуются ко-
эффициентами прохождения прямого и дифрагирован-
ного шума, коэффициентом звукопоглощения или зву-
коизолирующей способностью и акустической эффектив-
ностью экранов и средств звукопоглощения, выражен-
ными в дБ. Эти параметры определяют на специаль-
ных стандартных испытаниях.
В реальных условиях способность конструкций
уменьшать шум будет зависеть от особенностей приме-
няемого в них материала.
Из анализа формулы (46) видно, что степень про-
никновения воздушного шума в звукоизолируемое по-
мещение зависит от звукоизолирующей способности раз-
деляющей преграды, ее площади, звукопоглощающих
•свойств помещения источника и рассматриваемого поме-
щения. Более наглядно это можно проследить при ана-
50
лизе результирующей зависимости, связывающей уро-
вень звукового давления в смежном помещении с уров-
нем звуковой мощности источника шума:
+ (66>
где Lp — уровни звуковой мощности источника шума, дБ; R —.
звукоизолирующая способность разделяющей преграды, дБ;
S„r — площадь разделяющей преграды, мг; A=aiSni; Аг—
=агХЛ2 (здесь аь а2 — соответственно коэффициенты звукопо-
глощения н помещениях с источником шума и смежном; 5И|,
SB2 — площади всех ограждений помещений, мг).
Из формулы (66) видно, что обеспечить наибольшее
снижение уровней шума в смежном помещении можно,
если одновременно применять звукоизоляцию и средст-
ва звукопоглощения.
Звукопоглощающие материалы, устанавливаемые в
воздушном промежутке двухстенных звукоизолирующих
конструкций, повышают их эффективность.
Уменьшение шума, обусловленное звукопоглощаю-
щими конструкциями, зависит от акустических харак-
теристик помещения до и после установки этих конст-
рукций и их площади.
Эффективность экранов в помещениях меньше, чем
в открытом пространстве, из-за влияния отраженного
шума. Если средства экранирования применяют в поме-
щениях, где установлены звукопоглощающие кон-
струкции, то их эффективность близка к макси-
мальной эффективности экранов в открытом простран-
стве.
Звукопоглощающий материал на плоском экране,
установленном со стороны изолируемой зоны, не увели-
чивает эффективность экрана. Если экран находится
вблизи источника шума, перекрывает значительную
часть площади его поверхностей (частичное капотиро-
вание), то звукопоглощающий материал, установлен-
91
ный со стороны источника шума, обеспечивает дополни-
тельную эффективность 2—4 дБ,
Таким образом, только при совместном применении
средств звукоизоляции и звукопоглощения, экраниро-
вания и звукопоглощения можно в полной мере исполь-
зовать полезный акустический эффект конструкции и
значительно уменьшить шум в помещении.
18. ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ШУМА
Основное средство снижения воздушного шума
источников — их капотирование. Звукоизолирующие
кожухи можно устанавливать на главные двигатели,
дизель-генераторы, навигационное и радиооборудова-
ние и на другие механизмы и устройства.
Звуковое поле под кожухом, близкое к диффузному,
образуется при частоте frp, определяемой выражением
(148), и d, равном расстоянию от машины до стенки
кожуха. Для кожухов судовых дизелей fip»500 Гц. На
частоте f^frp эффективность кожуха Д£ко» может быть
определена по формуле [38 или 42], т. е.
А£кож = Л + Ю 1g » 4-10 lg (SjSKOiK), (67)
где R — звукоизолирующая способность стенок кожуха, дБ; а —
коэффициент звукопоглощения внутренней поверхности; SM.
— площадь поверхностей механизма и кожуха соответствен-
При определении площади механизма отдельные
выступающие части и навешенное оборудование не учи-
тываются.
Для кожухов, выполненных из металла и пластика,
а=апр=0,05, а для кожухов из мягких материалов
(брезент) а=а„р=0,1.
Если внутренние поверхности кожуха покрыты зву-
копоглощающим материалом, то
92
(68)
где Snn — площадь поверхностей кожуха, не покрытых звукопо
глотающими конструкциями, м2; Sr — площадь звукопоглощаю-
щих конструкций, м2; ак — коэффициент звукопоглощения кон
струкций.
Уровни звуковой мощности источника, если на него
установлен кожух, рассчитывают по формуле
-ркож ~ Д^КОЖ.
(69)
При разработке конструкций кожухов необходимо
выполнить ряд требований, обеспечивающих их хорошие
эксплуатационные качества к высокую акустическую
эффективность: удобство конструкции, наличие легко
открывающихся щитов, окон для контроля за работой
механизма; отсутствие щелей или отверстий; наличие
вентиляции при избыточных тепловыделениях; внутрен-
ние поверхности кожуха необходимо покрывать звуко-
поглощающим материалом; кожух следует крепить к
фундаменту через эластичные прокладки; воздушное
пространство под кожухом должно сообщаться с атмос-
ферой через глушители шума.
19. СРЕДСТВА ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ
Звукопоглощающие конструкции применяют для
уменьшения отраженного и прямого шума в помещениях
с источником отраженного шума в смежных помещени-
ях, в звукоизолирующих кожухах. Звукопоглощающие
материалы используют также для заполнения воздуш-
ных промежутков в двухстенных конструкциях, в глу-
шителях шума, для облицовки экранов.
При установке звукопоглощающих конструкций на
ограждениях помещения с источником шума ослабление
его определяют по формуле
93
(Q, + 4S)Q2
A£-°101g ’ (70>
где Qi, Q2 — акустические постоянные помещения до и после при-
менения звукопоглощающих конструкций, м2; S — площадь по-
верхности, окружающей источник шума и проходящей через рас-
четную точку, м2.
В зонах преобладающего влияния отраженного шума
в помещениях источника, а также в смежных помеще-
ниях эффективность звукопоглощающих конструкций
ioie-г^ . (п>
“cpi
где «cpi, аСр2 — средние коэффициенты звукопоглощения в поме-
щении до и после применения конструкций.
Из формулы (71) видно, что эффективность звуко-
поглощающих конструкций зависит от исходного звуко-
поглощения в помещении. Звукопоглощающие конструк-
ции значительно уменьшают шум в судовых помещени-
ях, где с4Ср1=0,05 4-0,1.
Коэффициент звукопоглощения конструкций ак
зависит от марки материала, его толщины, расстояния
от материала до жесткой стенки и акустических свойств
защитных покрытий.
При увеличении толщины звукопоглощающего мате-
риала или отнесении его от стенки ак возрастает на
низких и средних частотах.
Результаты измерений акустической эффективности
звукопоглощающих конструкций в зависимости от их
площади в помещении видны на рис. 32, т.е. для полу-
чения максимального эффекта площадь конструкций
должна составлять 60—70% площади ограждений.
Если при выборе звукопоглощающих конструкций
ставится задача получить максимальный эффект в диа-
пазоне средних и высоких частот, то защитные покрытия
(пленки, перфорированные экраны) необходимо выпол-
94
17
1000 2000 4000 f,ry
Рис. 32. Акустическая эффективность звукопоглощающих конструк-
ций при различной их площади, отнесенной к площади ограждений,
в' процентах
нить как акустически «прозрачные». Для этого толщина
пленки должна быть не более 25 мк, а коэффициент пер-
форации экрана — не менее 30%. Если эти условия не
выполняются, то максимум звукопоглощения конструк-
ции сдвигается в область низких и средних частот.
Различают коэффициенты звукопоглощения при нор-
мальном сс„ и при диффузном сск падении звуковой вол-
ны. Коэффициент звукопоглощения при нормальном
падении звука получают в результате измерений в ин-
терферометре. Эту величину используют при сравнении
звукопоглощающих свойств акустических материалов.
Для расчета уровней шума в помещении необходимо
принимать коэффициент звукопоглощения при диффуз-
ном падении волн ак, который может быть рассчитан
при известных значениях а„ или измерен ревербераци-
онным методом. Значения ак для ряда конструкций,
полученные расчетом на основе измерений величин сси,
приведены в табл. 17.
Звукопоглощающие конструкции — это одно из
дорогостоящих средств снижения шума. Поэтому важ-
но правильно выбрать оптимальные конструкции, обес-
печивающие достаточный акустический эффект при ми-
нимальных затратах.
95
До сих пор рассматривался способ уменьшения отра-
женного шума в помещении путем размещения звуко-
поглотителей на ограждениях. В этом случае необходи-
мо большое количество дефицитного звукопоглощающе-
го материала. Но возможен и другой способ снижения
шума средствами звукопоглощения, состоящий в том,
что звукопоглотитель устанавливают на специальном
экране, который приближается к источнику шума. При
этом в формировании отраженного шума участвуют
прямые звуковые волны уменьшенной интенсивности,
причем подобная конструкция не только уменьшает шум
во всех зонах помещения, но и обладает экранным
эффектом.
На рис. 33 изображены схема экспериментальной
установки и результаты измерений уровней звукового
Рис 33 Установка звукопоглощающих конструкций в испытательной
камере:
4—428
97
давления в помещении при приближении экрана со
звукопоглотителем к источнику шума. Приближение
плоского экрана дает незначительный эффект (пример-
но 1 дБ). Экран, перекрывающий примерно половину
поверхности источника, уменьшает шум на 3—4 дБ
больше, чем экран такой же плошали, установленный
на потолке.
Эффект от размещения экрана над источником шума
такой же, как при применении звукопоглотителя на
двух стенках помещения, т. е. в данном случае обеспе-
чивается экономия звукопоглощающего материала
в 3—4 раза. Однако экраны, установленные над меха-
низмами, затрудняют эксплуатацию последних, поэтому
конструкция крепления экранов должна обеспечивать
легкое снятие экранов и установку их на место.
Рассчитать акустическую эффективность таких кон-
струкций можно по формуле
~-101g (1(72)
где Ka=Sa/Sna — коэффициент перекрытия экраном источника
шума; Sa — площадь поверхности экрана, м*; SnB — полная пло-
щадь воображаемой поверхности, образующей замкнутый объем
вокруг источника в виде кожуха с учетом площади экрана, кото-
рый является частью его поверхности, мг; аэ — коэффициент зву-
копоглощения экрана.
20 ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
Звукоизолирующие конструкции применяют для
уменьшения шума в смежных и удаленных от источни-
ков помещениях, а также для изготовления кожухов,
изолированных постов управления, экранов и т.п
Существуют различные звукоизолирующие конструкции.
Одностснныс простые конструкции — это перекры-
тия или переборки без каких-либо покрытий. Одностен-
ные слоистые конструкции создают нанесением на про-
стые конструкции различных материалов.
98
Двухстенные конструкции состоят из двух одностен-
ных, например, корпусной конструкции и зашивки, ме-
жду которыми расположен материал с значительно
меньшим акустическим сопротивлением (воздух или
звукопоглощающий материал). В зависимости от спосо-
ба крепления зашивки двухстенныс конструкции могут
быть с звуковыми и звукоизолирующими мостиками и
на сплошном упругом слое, а в зависимости от типа
применяемых конструкций — простыми и слоистыми.
Звуковыми мостиками служат детали обычного
крепления зашивки — шпильки, лапки, обрешетник, а
звукоизолирующими мостиками — элементы в узлах
крепления двухстенпой конструкции, препятствующие
передаче звука (резиновые втулки, прокладки, вибро-
изоляторы).
Одностенные конструкции снижают воздушный шум»
а двухстенные — еще и структурный шум. Нанесенный
на одностенные конструкции вибропоглощающий мате-
риал снижает вибрацию металлических пластин и, как
следствие этого, уменьшает излучаемый ими шум.
На судах применяют в основном двухстенные конструк-
ции.
При расчете звукоизолирующей способности конст-
рукций набор и навешенное оборудование не учитывают.
Одностенные конструкции. Звукоизолирующую спо
собность одностенной конструкции определяют по фор-
муле
*од + Дйвл. + М?8.«, (73)
где — звукоизолирующая способность одностенной простой
конструкции, дБ; ДЛм — дополнительная звуковзолирукицая спо
собность, обусловленная массой нанесенных слоев, дБ; Д7?я м —
дополнительная звукоизолирующая способность, обусловленная
вибропоглощающим материалом, дБ; Мг м — дополнительная зву-
коизолирующая способность, обуслоалеиная
звукопоглощающим
материалом, установленным на ковструкцию со стороны шумного
или изолируемого помещений, дБ.
9»
Рис. 34. Частотные характери
стики звукоизоляции стальной
пластины толщиной 6 мм
В частотной характери-
стике одностенной простой
преграды выделяют 4 диа-
пазона (рис. 34).
Звукоизолирующую спо-
собность преграды в диапа-
зоне I определяет ее жест-
кость. Для судовых конст-
рукций этот диапазон лежит
ниже нормируемой области
частот. В диапазоне II звукоизолирующая способность,
дБ, бесконечной пластины подчиняется «закону
массы».
/? = 20igfa/flt/(pocs)L (74)
где т=рб — поверхностная масса преграды, кг/м2; р — плот-
ность материала преграды, кг/м’; о — толщина преграды, м;
— соответственно плотность воздуха, кг/м2, и скорость звука,
м/с, в воздухе.
При возрастании поверхностной массы преграды или
частоты звука в 2 раза звукоизолирующая способность
увеличивается на 6 дБ. У реальных судовых конструк-
ций звукоизолирующая способность в этом диапазоне
частот несколько ниже [2]
/?=14,51g(/m)-29. (75)
Звукоизолирующая способность в диапазоне III, рас-
положенном в районе критической частоты преграды
снижается, а в диапазоне IV растет быстрее, чем
по «закону массы», т. е увеличивается на 8 дБ на
октаву.
В области критической частоты и выше звукоизоли-
рующая способность слоистых конструкций больше, чем
простых. Звукоизолирующая способность наиболее рас-
пространенных одностенных простых конструкций при-
ведена в табл. 18.
JOO
Средние частоты октавных полос, Ги
Таблица 18. Звукоизолирующая способность одностенных
простых конструкций /?□, дБ
Характеристики материала 63 125 250 500 юсо|сши «ого | ш
Сталь (р «= 7,8-103 кг/м3; Е=- =2 1011 Па) толщиной в, мм:
2 16 20 24 28 32 35 39 30
3 19 23 27 31 35 37 30 39
4 21 •И> 29 33 35 37 30 39
5 23 27 31 35 37 30 39 43
6 24 28 32 35 37 30 39 43
7 25 29 33 35 37 30 39 43
8 25 2У 33 35 3/ 30 39 43
10 Сплав АМг (р =2,8-103 кг/м3; £=7,2-10>« Па) толщиной 6, 27 30 35 37 30 39 43 47
мм:
2 10 14 16 20 24 28 31 22
3 12 16 20 24 28 31 22 30
4 Фанера (р = 0,6-103 кг/м3; Е = 3,4- 10s Па) толщиной 8, 14 18 22 26 28 31 22 30
мм:
4 6 10 14 18 22 26 28 25
6 10 14 18 2? 26 28 25 30
8 Стекло силикагное (р = 2,3 X Х103 кг/м3; £ = 0,5-101' Па) толщиной 6. мм: 14 18 21 24 27 25 28 32
3 14 18 22 26 30 32 30 36
4 16 20 24 28 30 32 30 36
6 Стекло органическое (р-—-1,5 < У 10s кг/м3; £ = 4,3-J09 Па) толщиной 8, мм: 21 25 27 30 32 30 36 40
4 6 10 14 18 22 26 34 30
6 7 11 15 19 23 26 34 30
10 11 15 19 23 26 34 30 41
101
Дополнительную звукоизолирующую способность
Д*«, обусловленную массой нанесенных слоев покрытия^
определяют по формуле «закона массы> и учитывают
до критической частоты включительно:
A/?B-201g-~—. (76)
где т1 — суммарна я^поверхносшая масса перекрытия площадью
1 м2, состоящая из масс корпусной конструкции и нанесенных на нее
слоев покрытия и зашивки, кг/м2; т\ — поверхностная масса корпусной
конструкции площадью 1 м2, кг/м2.
Дополнительная звукоизолирующая способность
Д^в.м, обусловленная нанесением различных вибродемп-
фирующих покрытий, проявляется в зоне критической
частоты и выше.
Значения составляющей Д7?в.ы, зависящие от отноше-
ния коэффициента потерь обусловленного нанесени-
ем покрытия, к коэффициенту потерь корпусных конст-
рукций т]о (см. п. 15), приведены в табл. 19.
Дополнительно звукоизолирующая способность б/?,
обусловленная установкой звукопоглощающих конструк-
ций в виде сплошного слоя, по данным [2] изображена
на рис. 35.
Таблица 19- Составляющая А /?Е Л), дБ
Отношение т1П /т;0 Частота, Гн
°.5 /кр /кр « бо-тее
<2 1 2
2^’!rl/’io<3 2 4
W’lo<4 3 6
>4 4 8
Двухстенные конструк-
ции. Звукоизоляция двух-
стенной конструкции боль-
ше, чем одностенной, вслед-
ствие применения дополни-
тельной зашивки и потерь
звуковой энергии в воздуш-
ном промежутке.
В двухстенной конструк-
ции звукоизолирующая спо-
собность уменьшается на
частоте, определяемой резо-
нансом системы основная
конструкция — воздушный
промежуток — зашивка
Рис. 35. Дополнительная звуко-
изолирующая способность, обус-
ловленная установкой на кон-
струкцию звукопоглощающего
материала толщинок в со сто-
роны шумного или изолируемо-
го помещения
/рез= 190 |/‘(»ихЧ-я«2)/(*я1л»2О, <77)
где mi и т2 — соответственно поверхностная масса основной кон-
струкции я зашивки, кг/м2; I — ширина воздушного промежутка, м.
Ослабление звукоизоляционной способности на ча-
стоте /рез составляет по экспериментальным данным
примерно 5 дБ и в значительной степени снижается при
установке в воздушном промежутке звукопоглощающих
конструкций.
Начиная с частоты fTP, лежащей на ’/я октавы выше
fpes, звукоизолирующая способность двухстенной конст-
рукции растет. Резонансную и граничвую частоты мож-
но определять по номограмме (рис. 36).
В случае применения утолщенной зашивки масса
увеличивается, граничная частота смещается в низ-
кочастотную область, и звукоизолирующая способность
двухстенной конструкции увеличивается.
В двухстенной конструкции звуковая энергия на
средних и высоких частотах передается в основном
103
через звуковые мостики, а иа высоких — через воздуш-
ную среду промежутка. При увеличении ширины воз-
душного промежутка доля передаваемой через него зву-
ковой энергии уменьшается, и большая ее часть прохо-
дит через мостики. Поэтому, чтобы снизить количество
передаваемой звуковой энергии через связи пластин,
применяют звукоизолирующие мостики, а энергии, пере-
даваемой через воздушный промежуток, устанавливают
в нем звукопоглощающие материалы (рис. 37). Авусти-
ческая эффективность зашивки двухстенной конструк-
ции для изоляции от структурного шума имеет прин-
ципиально такой же характер, что и для изоляции от
воздушного шума.
Ю SO 90 W 120 200 280 Ггр,Гц
т,,кг/м! g ~
Рис. 36 Номограмма для определения резонансной и граничной
частот двухстенной конструкции
104
Рис. 37. Звукоизолирующая способность конструкции по результатам
измерений в камере;
! — одиостевнал простая из стали (•—6 мм); 2 — двустевяая с жеспшми
мостиками (сталь $-=6 мм, доски Ь =20 мм, воздушный промежуток
I =60 мм); 3 — та же конструкция с звукоизолирующими мостиками (рези
новые втулки). 4 — конструкции (3) с звукопоглощающим материалом в
воздушном промежутке
Звукоизолирующую способность двухстенной конст-
рукции, дБ, определяют по формулам:
для воздушного шума
Ядв - *о. + + A*H. а + Л/?з.К - ДЯрез", <78)
для структурного шума
7?С - Л/?- + Д7?в., + ДЯа.ж - ДЯрез, (79)
где Rott — звукоизолирующая способность одностенной корпусной
конструкции или пластины, со стороны которой падает звуковая
энергий, дБ; Л/?в, ^Ro в — дополнительная звукоизолирующая
способность, обусловленная воздушной средой и эластичным креп-
лением зашивка соответственно, дБ; Д/?о к — дополнитвльная зву-
коизолирующая способность, обусловленная звукопоглощающим
материалом в воздушном промежутке, дБ; Д/?Р«а — ослабление
звукоизолирующей способности на резонансной частоте (прини-
мается равным 5 дБ и учитывается в октавной полосе, в пределы
которой попадает /р9Э).
105
Рис. 38 Дополнительная звукоизолирующая способность, обуслов-
ленная воздушным промежутком шириной I и зашивкой при ее
жестком (/) и эластичном креплении через специальные (2) и
простые (3) мостики
Для одностенных простых и слоистых конструкций
/?г=0
Значения Л/?Е и А/?вэ можно определить по рис. 38.
Звукоизолирующая способность некоторых типов
двухстенных судовых конструкций с жесткими мостика-
ми от воздушного и структурного шума представлена
в табл. 20.
Звукоизолирующая способность обычно применяе-
мых судовых конструкций может быть увеличена по-
средством установки простых и специальных звукоизо-
лирующих мостиков.
Простые мостики — это прокладки’или втулки, вы-
полненные из мягкой резины, статический модуль упру-
гости которой fcT ^4 • 10s П а.
Специальные мостики состоят из элементов с высо-
кой виброизоляционной способностью. Поэтому в таких
конструкциях основная доля звуковой энергии переда-
106
Таблица 20. Звукоизолирующая способность двухстенных конструкций
с жесткими мостиками, дБ, от воздушного шума (в числителе)
и структурного (в знаменателе)
1 56/10 59/13 59/10 62/13
о 49/8 55/12 53/8 57/12
I 51/7 57/10 47/7 50/10
1 47/7 50/10 52/7 55/10
8 45/7 48/10 46/7 50/10
§ ю со ю ® о со ем «о
29/-2 31/0 । 31/2 33/0
g £ £ со со О О см см со со
Для палуб S = (3-*-4) мм: / 4 5- /=«40 мм / = 90 мм То же, 6= (5-*-8) мм: /=“40 мм /=90 мм
107
!
108
стся через воздушный промежуток. Применяют упру-
гие и комбинированные («упругость — масса») специ-
альные мостики. В качестве упругого элемента исполь-
зуются резиновые втулки, прокладки или виброизоля-
торы. Количество звуковой энергии, проходящей через
звуковые мостики, можно снизить путем увеличения
массы обрешетника и уменьшения жесткости упругих
элементов [4]. Конструкции с массивным стальным
обрешетником были выполнены на ряде морских судов
и показали хорошую эффективность [17].
Другой путь увеличения виброизолирующей способ-
ности звуковых мостиков — это применение локальной
массы в местах установки упругих элементов. У таких
конструкций меньше массовые показатели и достаточно
высокая эффективность. Благодаря сосредоточенным
массам можно получить виброизолирующую способность
конструкции на 3—5 дБ больше, чем при равномерном
распределении массы по обрешетниву [15]. Жесткость
резинового элемента специального мостика, Па/м2, не
должна превышать жесткости, рассчитанной с учетом
параметров зашивки:
с ^„1'^. да»
где — толщина зашивка, м; frp — граничная частота (см. рис.
39), Гц; pi — плотность материала зашнвкн, кг/м’; Е» — модуль
упругости материала зашивки, Па.
Высоту резинового элемента мостика h определяют
конструктивно. Площадь его поперечного сечения
' ^mln */^ст.
Давление на резиновый элемент мостика о не дол-
жно превышать допустимое [о], т. е.
«-F/(hSm)<[0], (81)
где F — нагрузка, действующая на упругие мостики, Н; п — чис-
ло упругих мостиков.
109
Допустимое
в зависимости
Ест следующее:
давление на резиновый элемент [о]
от статического модуля Юнга резины
Тип резины
Мягкая, £Ст менее 10s Па....................
Средней твердости, Ест от 106 до 3 10е Па
Твердая, Ест более 3-106 Па
[с]. Па
0,5-10s
3-106
8 105
Если резиновый элемент мостика не удовлетворяет
условию (81), следует применить упругий элемент или
виброизолятор с большим допустимым давлением в
комбинации с сосредоточенной массой, которую выбира-
ют по графику рис. 39, построенному по эксперимен
-тальпым данным в зависимости от импеданса упругого
элемента:
(82)
где р — плотность резины, кг/мя; Es — динамический модуль
упругости резины, равный для губчатой резилы 8-Ю5 Па, для
мягкой 2-10“ Па, для твердой 7.106 Па.
Рис. 39. Зависимость вибро-
задерживающей массы М от
импеданса упругого элемента
Zynp звукоизолирующего мо
ПО
Звукоизолирующая спо-
собность таких конструкций
увеличивается при установке
в воздушном промежутке
звукопоглощающего мате-
риала. Она зависит от типа
крепления зашивки и толщи-
ны слоя пористо-волокнистого
материала. Дополнитель-
ная звукоизолирующая спо-
собность Д/?а.м, дБ, обуслов-
ленная применением звуко
поглощающего материала,
заполняющего половину воз-
душного промежутка, может
быть принята по табл. 21.
Таблица 21. Звукоизолирующая способность
конструкции Л м, дБ
Наименование Частота, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 зото
Звуковые мостики Звукоизолирующие мостики: 1 3 3 3 2 2 2 2
простые 1 3 з 3 3 4 4 4
специальные 2 3 3 6 7 7 7 7
Для снижения воздушного шума в смежном поме-
щении достаточно установить звукоизолирующие мости-
ки в конструкции разделяющего перекрытия, так как
доля звуковой энергии, излучаемой этим перекрытием,
является определяющей. Для снижения структурного
шума важно звукоизолировать каждую пластину, поэ-
тому целесообразно крепить зашивку всех перекрытий
эластично.
Наиболее эффективно виброизолирующее крепление
зашивки на едином каркасе тина «каюта в каюте» [9].
Каркас такой конструкции обычно крепят через вибро-
изоляторы к перекрытию с меньшими уровнями пара-
метров вибрации. Особое внимание следует обращать
на устранение звуковых мостиков. Согласно данным [3],
при жестком креплении раструба иллюминатора или
дверной коробки звукоизолирующая способность кон-
струкции уменьшится на 3—5 дБ.
На рис. 40 изображены результаты измерений уров-
ней структурного шума в помещении стенда, имитирую-
щего каюту в натуральную величину при различном
креплении зашивки. Как видно из рисунка, благодаря
применению специальных звукоизолирующих мостиков
с сосредоточенными массами обеспечена максимальная
акустическая эффективность конструкции.
ш
Рис. 40. Уровин структурного шума в испытательной камере при
различных способах креплении зашнвко из древесностружечной
плиты (6=22 мм):
1 — жесткое; 2 — иа виброизоляторах АКСС ISM, 3 — на виброизолягорах
из мягкой резины; 4 — крепление на виброизоляторах ви мягкой резины
с массой 3 кг
Конструкции типа «каюта в каюте» с утолщенной
зашивкой и звукопоглощающим материалом в воздуш-
ном промежутке были выполнены на ряде судов реч-
ного флота. На танкере грузоподъемностью 600 т пр.
866 и на ледоколе-буксире пр. Р47 (рис. 41) такие кон-
струкции предусмотрены для отдельных кают, а на зем-
лесосном снаряде пр. Р36 производительностью 550 м3/ч
и самоходной шаланде пр. Р32 была выполнена вибро-
изоляционная зашивка блока кают.
Сравнение данных измерений уровней шума показа-
ло высовую звукоизолирующую способность таких кон-
струкций, дБ (табл. 22).
112
Рис. 41. Конструкция виброизолирующего крепления зашивки типа
«каюта в каюте» в дежурном помещении ледокола-буксира пр. Р47-
f — основная конструкция надстройки: 2 — виброизолятор; 3 — виброза
держввающая масса. 4 — каркас зашивки, 5 — гашивкв
Конструкции на сплошном упругом слое («плаваю-
щие»), Такие конструкции применяют для увеличения
звукоизоляции палубы. На палубу укладывают слой
упругого материала (минеральный войлок) толщиной
20—30 мм, поверх которого наносят слой мастики или
Таблица 22 Акустическая эффективность конструкций, дБ
Среднегеометрическая частота, Гц
Наименование судка 125 2JI 500 moo 2000 4000 8000
Танкер пр. 8бб 4 3 5 9 12 9 6 7
Ледокол пр. Р47 1 2 4 8 10 11 7 6
113
асфальта толщиной 20—30 мм. Иногда между упругим
слоем и мастикой помещают металлический лист тол-
щиной 3—5 мм. Стенки между зашивкой и полом изо-
лируют резиной.
Звукоизолирующую способность таких конструкций
Д/?„ можно определить, пользуясь данными работ
[4, 18]. Для частот f^0,5 f0
A/?s™201g^-+ Wlg-^--6, (83)
где m2 — поверхностная масса, кг/м2; fo = ~2^VC'im2—частота сво-
бодных колебаний «плавающего» пола с поверхностной массой mt, Гц
(здесь С‘ = Ест (Si — относительная жесткость единицы площади «пла-
вающего» пола Па/м2; Ест — статический модуль упругости слоя, Па).;
р — плотность упругого слоя, кг/м3; 8 —толщина упругого слоя, м.
На частотах f<0,5 fo значение величины Д7?э=0.
Статический модуль упругости минерального войло-
ка и губчатой резины равен 80 кПа, пенопласта
ПХВ-Э — 200 кПа, мягких древесноволокнистых
плит — 300 кПа.
За рубежом «плавающие» конструкции судостроите-
ли применяют достаточно широко [34]
Акустическая эффективность таких конструкций на
низких частотах меньше, чем конструкций со специаль-
ными звукоизолирующими мостиками [34].
Виброизолирующие соединения помещений. Степень
проникновения воздушного и структурного шума можно
снизить не только благодаря применению звукоизоли-
рующих мостиков, но и установкой всего помещения на
резиновые или пружинные виброизоляторы. На такие
эластичные крепления устанавливают надстройки, их
части и помещения в составе корпуса.
Уровни структурного шума в виброизолированном
помещении можно рассчитать. Последовательность рас-
чета такая.
114
Вначале определяют уровни параметров вибрации,
дБ, опорного перекрытия надстройки над виброизоля-
торами
*<>“*„- АЛ',.,
(84)
где Л'и — уровень параметров вибраций перекрытия корпуса, дБ,
к которому крепят вибро изолируемое помещение, ДЛ'П — вибро-
изолирующая способность узла крепления надстройки, дБ, прини-
маемая по экспериментальным данным (значения ДЛГП приведены
в табл. 34).
По формулам гл. Ill определяют уровни параметров
вибрации перекрытий изолируемого помещения, прини-
мая их за исходное опорное перекрытие, и уровни из-
лучаемого перекрытиями структурного шума.
При расчете проникновения воздушного шума из
машинного отделения в виброизолированное помещение
звукоизолирующую способность определяют как для
двухстенной конструкции со звукоизолирующими мос-
тиками.
Коффердамы и неоднородные конструкции. Коффер-
дамы представляют собой двухстенную конструкцию со
связью пластин по контуру. Такая связь ухудшает зву-
коизолирующую способность конструкции примерно на
такую же величину, как и жесткие звуковые мостики.
В связи с этим для расчета звукоизолирующей способ-
ности коффердама по воздушному шуму можно исполь-
зовать зависимость (78), предварительно рассчитав
звукоизолирующую способность стенки коффердама с
зашивкой, а затем всего коффердама. Цистерны, запол-
ненные жидкостью, обладают большей звукоизолирую-
щей способностью, чем коффердам, вследствие увели-
чения поверхностной массы Конструкции-
Конструкции, состоящие из участков с разной звуко-
изоляцией (переборки с дверями, окнами и т.п.) или
имеющие сквозные проемы, называют неоднородны-
МИ-
115
Если в расчетной точке, расположенной в звукоизо-
лируемом помещении, преобладает прямой шум, т. е.
если 4%5в<<2, то уровни звукового давления рассчиты-
вают по формуле (43) для каждого участка неоднород-
ной конструкции. Когда преобладает отраженный шум,
то его значения можно определить по формулам (45)
и (46) при R, равном приведенной звукоизолирующей
СПОСОбНОСТН Rnp-
+ 1851
где Я1 — звукоизолирующая способность участка, имеющего наиболь-
шую площадь, дБ; Si — площадь наибольшего участка, м2; S/ — пло-
щадь i-ro участка или отверстия, м2; R, — звукоизолирующая способ-
ность f-го участка (для проема /?,-=()); п — число участков с раз-
личной звукоизоляцией или число отверстий; S = Si 4- Jj S* — пло-
i—2
щадь рассматриваемого перекрытия, м2.
21. СРЕДСТВА ЭКРАНИРОВАНИЯ
Для уменьшения шума в свободном звуковом поле
(па мостиках, рабочих местах на открытых палубах и
т.п.), а также в помещениях (посты управления в ма-
шинном отделении, места установки- телефонов) приме-
няют плоские и объемные экраны, которые иногда на-
зывают частично открытыми кабинами.
Акустичесвую эффективность плоского экрана, дБ,
в свободном звуковом поле в зависимости от коэффи-
циента проникновения дифрагированного шума можно
определить по формуле [10]
Д£, =-101g (86>
где /(джф — коэффициент проникновения дифрагированного шума
за экран,- аг — коэффициент звукопоглощения поверхности экра-
на, обращенной к источнику, Кп=5в/5Пэ — коэффициент пере-
116
крытия источника экраном; Sa —
площадь поверхности экрана, №;
Sn-a — полная площадь поверх-
ности, образующая замкнутый
объем вокруг источника, с учетом
площади экрана, №.
Величина Хдиф, рассчи-
танная в зависимости от
наименьшего размера экра-
на h, расстояний от источни-
ка до рассматриваемой точ-
ки г и до экрана d (рис, 42),
приведена в [40], т. е.
Рис 42. Схема экранирования
двигателя:
чка за экраном, а — частично от-
крытая кабина; 4 — плоский эк-
(87)
Акустическую эффективность частично открытой
кабины можно выразить в зависимости от угла 6, т. е.
= —10 lg [А'днФ (1 - %/Сп) (1 - cos 6)]. (88>
Акустическая эффективность экранов, установлен-
ных в помещении, ниже, чем в открытом пространстве
из-за влияния отраженных волн.
Выражение для расчета ослабления шума экраном
в помещении получено путем сравнения плотности зву-
ковой энергии при отсутствии экрана и с экраном, т.е.
Q +45
A£’“W,g «Жлиф + 4Х)(1-%К„) •
(89>
где S — площадь поверхности, окружающей источник шума и про-
ходящей через расчетную точку, мг.
Если экран устанавливают с целью уменьшения шу-
ма в ограниченной зоне помещения, для которой выпол-
няется условие ((г—d)/ft]>0,7, то его акустическую
эффективность можно рассчитать по упрощенной фор-
муле [10]:
+*)•
(SO)
Плоские экраны эффективны в зоне прямого шума.
Они дают ощутимый эффект в машинных отделениях,
где устанавливают звукопоглощающие конструкции,
так как в этом случае значения параметров звукового
поля в помещении и открытом пространстве близки.
Размеры плоских экранов должны превышать разме-
ры экранируемой поверхности механизма.
Таблица 23. Акустическая эффективность средств
экранирования, дБ
Средство локального снижения шума Конструктивное исполнение (См. рис. 42) Средние частоты октавных полос, Ги
2о0 500 looo] 2000 4000 8000
Плоский экран в Размеры экрана
открытом пространст- 1X1 м:
ве на расстоянии при г— 1 м 0 з 10 14 12 14
0,5 м от источника шума при Г=15 М 0 2 10 12 10 12
Плоский экран в Размер экрана 0 2 3 4 7 6
помещении с звуке- 1X1.5 м;
поглощающими кон- г=2 ы; Q=
струкцнями на рас- стоянии 1,5 м от дви —(50-ь300)м2
тателя
Частично открытая кабина, установлен- Размер экрана 2Х1Х0.7 м;
пая в помещении без <2=30—70 м*;
звукопоглощающих при г=1,3 м 7 8 9 9 10 12
конструкций при г=2,8 м 4 5 b 6 7
118
Частично открытые кабины в отличие от плоских'
экранов ослабляют звук и в зоне преобладающего пря-
мого шума, и в зоне отраженного шума.
Акустическую эффективность, дБ, частично откры-
тых кабин можно определить по формуле
(Q + 4S)«
----^sf-----
(91)
где аСр — усредненный коэффициент звукопоглощения, причем
коэффициент звукопоглощения открытого проема принимают рав-
ным единице; Sok, So — соответственно площадь ограждений ка
бины, включая проемы, и открытого проема.
При установке звукопоглощающих конструкций на
ограждения кабины ее эффект значительно повышается.
Уровни звукового давления за экраном определяют
по формуле
(92>
где L — уровни звукового давления в защищаемой зоне до при-
менения средств экранирования, дБ
Результаты измерений акустической эффективно-
сти некоторых средств экранирования приведены в
табл. 23.
Глава V
СНИЖЕНИЕ ШУМА СРЕДСТВАМИ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ
И ВИБРОПОГЛОЩЕНИЯ
22. ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
При установке механизмов
на виброизолирующис опоры удается значительно сни-
зить вибрацию, передаваемую опорными поверхностями
механизма фундаменту, и структурный шум в смежных
и удаленных помещениях. При виброизолирующем со-
•единении помещений также снижается передача виб-
рации и структурного шума, но только в изолируемые
помещения. В то же время при неправильном выборе
виброизолирующих элементов вибрация и структурный
шум в помещениях могут усилиться, а механизм может
начать раскачиваться с недопустимо большой амплиту-
дой.
Известно, что виброизоляция эффективна только
в тех случаях, когда частота свободных колебаний ме-
ханизма или помещения, установленного на виброизо-
лирующие элементы, ниже частоты возмущающих виб
рационных воздействий более чем в |'2. Если частоты
свободных колебаний объекта совпадают с частотами
возмущающих воздействий, возникают резонансные
колебания, и амплитуды виброперемещений объекта
значительно увеличатся.
При виброизоляции следует учитывать поступатель-
ные и угловые перемещения объекта относительно трех
взаимно перпендикулярных осей.
Применяя виброизолирующие опоры с малой жест-
костью, можно уменьшить частоту свободных колеба-
ний объекта. Однако при значительном уменьшении
жесткости виброизолирующих опор увеличиваются пе-
ремещения объекта под влиянием внешних сил, напри-
120
мер при качке судна на волнении, ударах о лире при
швартовке и т.п. Это может отразиться на надежности
работы нсопорных связей виброизолированных объек-
тов — валопроводов двигателей, трубопроводов, кабе-
лей и др.
Поэтому чтобы виброизолирующие конструкции
были эффективны и надежны, необходимо решить комп-
лекс вопросов [49]:
определить нижнюю границу частот свободных коле-
баний виброизолировапного объекта, чтобы значитель-
но ослабить шум и вибрацию;
определить возможные перемещения виброизолиру-
емого объекта в эксплуатации по назначению, чтобы
при проектировании в случае необходимости предусмот-
реть ограничители перемещения;
выбрать тип, число и места установки виброизоли-
рующих элементов, исключающих развитие резонанс-
ных колебаний виброизолируемого объекта;
выбрать страховочные элементы, обеспечивающие
надежность конструкции и безопасность эксплуатации
в любых условиях, даже в аварийных ситуациях;
разработать средства виброизоляции нсопорных свя-
зей; гребного вала, трубопроводов, кабелей и других
элементов виброизолированных объектов.
Для определения нижней границы частот свободных
колебаний виброизолированного объекта основные ис-
точники вибрации, частоты и направления возбужда-
емых ими возмущающих вибрационных воздействий
указаны в табл. 24 Поскольку средства внброизоляции
эффективны только при возмущающих воздействиях,
когда их частоты выше частот свободных колебаний
виброизолируемого объекта, то частоту свободных ко-
лебаний источников вибрации желательно выбирать
ниже частот их возмущающих воздействий первого (низ-
шего) порядка, а виброизолируемых помещений — ни-
121
Таблица 24. Характеристика источников возмущающих ж воздействий я
Возбудители колебаний формулы для определения частот, Гн Направления воздействий ‘J
OCHZ вокруг Cxoz" “(Х |
Главные двигате- ли и дизель-гене- раторы Л.,/60 ч 4- -
«j/.m* 4- - -
«,^2^60 + - - + 1
Гребной винт Примечание, инй коленчатою вал ветствсвцо число ци коэффициент тактяос тактных двигателей. • Учитывать толь 3, 4 н Б. • • Учитывать толе л^бО 1
л2/30** + - +
п,г2/60 л1» ла — соответ двигателей н гре инндров двигателя ти. равный 1 для ко для двухтактн ко для четырехлоп твенво биого в двухте « двя астных номин£ RTH, ы авнтов. + льные част ребного bi 0.5 для с числом зты враще четырех цилиндров
же частот возмущающих воздействий всех внешних ис-
точников.
Для виброизоляции дизель-генераторов и главных
двигателей в настоящее время разработано большое
количество внброизолирующих элементов различных
типов. Дизель-генераторы, как правило, устанавливают
на пружинные виброизоляторы. Для главных двигате-
лей используют в основном резинометаллические виб-
роизоляторы, так как перемещение первых при качке,
ударах и сотрясениях меньше, чем перемещение при
установке двигателей на пружинные виброизоляторьг.
122
В этом случае существенно упрощается задача подбора
виброизолирующих элементов, соединяющих виброизо-
лированный двигатель с гребным валом.
Для виброизоляции рубок, надстроек и блоков по-
мещений используют виброизоляторы большой грузо-
подъемной силы.
Резинометаллические виброизоляторы способны
обеспечить минимальные частоты свободных колебаний
вдоль вертикальной оси в диапазоне 10—20 Гц, пружин-
ные 0,5—5 Гц.
Необходимое число опорных виброизоляторов опре-
деляют по формуле
<93>
где G — вес виброизолируемого объекта с учетом подкреплений
под виброизоляторы; Fa — номинальная статическая нагрузка на
один виброизолятор.
Если используют виброизоляторы небольшой грузо-
подъемности, их рекомендуется компоновать в блоки.
С целью уменьшения перемещений надстройки под
действием внешних сил рекомендуется размещать плос-
кость установки опорных виброизоляторов по высоте по
возможности ближе к центру тяжести объекта или
применять наклонные виброизоляторы. В [27] было
впервые показано, что путем наклона оси виброизоля-
торов, расположенных под объектом, можно добиться
совмещения его центра тяжести с центром жесткости
виброизоляторов.
Страховочные элементы предназначены для предот-
вращения перегрузок виброизоляторов, предохранения
объекта от опрокидывания и смещения в продольном
и поперечном направлениях. Такие элементы выполня-
ют в виде упоров или упругих ограничителей, установ-
ленных с зазором, или гибких связей (канатов и цепей),
расположенных между конструкциями корпуса и вибро-
изолированного объекта и имеющих слабину.
123
Нормальными эксплуатационными условиями приня-
то считать ситуации, при которых возникает динамиче-
-ский крен судна на угол, соответствующий большему из
углов заливания или углу, при котором начинает вы-
ходить из воды скула, и статический дифферент на
угол, при котором начинает входить в воду полубак
при отсутствии крена; а аварийными ситуациями —
•статический крен на угол, соответствующий углу зака-
та диаграммы статической остойчивости, удары носом
и в борт при столкновении судна и рывок буксирного
каната.
При расчете сил, действующих на объект при качке
судна, учитывали силы инерции, составляющие которых
определяли при вращательном движении судна относи-
тельно его центра тяжести, изменяющиеся по гармони-
ческому закону с частотой бортовой качки, и поступа-
тельном, при котором центр тяжести судна движется
по траектории, близкой к окружности.
При наклонении на угол 6/ вокруг оси X, проходя-
щей через центр тяжести судна, силы инерции приводят
к главному вектору:
Ф, = ЛЫ, = Мб, ЦТ* (94)
и к главному моменту
/Ля — е = 4я2 Гх QflTz,
(95)
где М — масса объекта; е=4л26//7’г — максимальное угловое
ускорение судна при качке; Zx — момент инерции массы вибро-
изолированного объекта относительно оси X; h — расстояние
между центром тяжести объекта и центром тяжести судна, Т —
период качкн.
Центр тяжести судна на волнении перемещается по
траектории, близкой к кругу, с периодом, равным пери-
оду 1 волны. При этом ко всем точкам судна првложе-
ны центробежные силы инерции
124
Ф2 = Mw = 4it2 Mrltf, (96)
где и>=4я2г/т2 — ускорения точек при круговом поступательном
движении, м/с, г — полувысота волны, м; т — период волны, с
При столкновении на полном ходу судна с неподвиж-
ным препятствием носовая оконечность деформируется.
Как показывает анализ аварий, при столкновении су-
дов разрушение носовой части происходит только до
таранной переборки. Если предположить, что возника-
ющее замедление судна пропорционально периметру
площади смятия, то максимальное замедление ш можно
определить по формуле:
w = v2{(ad),
где v — максимальная скорость судна; а — расстояние от косо
вой оконечности судна до форпиковой переборки; d — коэффици-
ент, принимаемый равным 0.45 для толкачей и ледоколов и 0,75 —
для судов других типов.
Соответствующая этому замедлению сила инерции, Н,
Р„ - Mw (97)
Значения сил инерции, возникающих при ударе
судна в борт, принимают равными значениям, вычисля-
емым по формуле (97).
На основании статистической обработки результа-
тов большого количества испытаний максимальное зна
чение силы, действующей на виброизолированный объ-
ект, при рывке буксирного каната принято из [6]
Fp = 0,6Ate, (98)
где g — ускорение свободного падения, м/с2
Если страховочные элементы установлены в одной
горизонтальной плоскости, параллельной палубе, то
усилия, приложенные к ним, могут быть определены по
формулам табл. 25.
125
Таблица 25 Равнодействующие сил, действующих на
и аварийных
Условии Схема действия сил
Эксплуатационные (динами- ческий крен на угол 6/) J1' /тж / •* /"хс
Аварийная ситуации (стати- ческий крен на угол 6С)
Эксплуатационные (диффе- рент на угол >f) м г^сЕГ* /г— п"» 1— --^" j' ffzar
126
страховочные элементы в эксплуатационных условиях
ситуациях
Направление осей
вдоль оси X ВДОЛЬ ОСИ Y вдоль оси Z
/?iy== G sin 6/4- 4-Ф14-Ф2 Ktg = 21 ус ] <ии - । Ус 1 С X X cos 6/ — zc G sin 0/4 4- ФлхУ ус + гс — ф» гс); ^?2z =2 [ ус । (га» + 1 Ус ! G X X cos 6/ — гс О sin 6/ 4- + Фа У + — ф| zc)
7?iy = Gsin 0г G = 27ус । (— 5 Ус 1 COS «г, - — Zc sin 0е). T?2z *=2 |ус j < 1 Ус 1 008 ~ Zc sIn
/?!>:=• О sin у G /?'2 -9 | Хс I (— 1 хс 1 COS«p - —гс Sin с), G =2 t Лс [ ( Нс 1 cosy — zcsin<е}
127
Окончание табл, 25
Направление осей
вдоль осн X вдоль осп у ВДО1В осн Z
Riz ”2 | xc | Zc ~~ G I Xc I )’ fat ~2 | xc | *c + G i -«с I)
7?iy = Fp *i2 =2 1 yc | (- F₽^c — ° 1 У' 1 )’ ^lz =2 | ус I — FfZc -f- G | yc 1 )
У?1у = Fn /г,*=Лу7Т(-/Ги*с-0|*|): ^iz =2 | ус 1 Лс + G | ус 1)
5—428
129
23. ВИБРОИЗОЛЯЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ
Для виброизоляции главных двигателей и дизель-ге-
нсраторов используют в основном 3 типа резинометал-
лических виброэлементов: виброизоляторы 'с наклон-
ным расположением резинового элемента, рассчитанные
на нагрузку 2 и 6,5 кН (рис. 43 а, б); виброизоляторы
типа АКСС грузоподъемной силой 2,2 и 4 кН и вибро-
изоляторы на базе элементов ЭСА-100. Виброизоляцию
дизель-генераторов осуществляют главным образом с
помощью пружинных виброизоляторов типа АПрС (рис.
43,6, табл. 26), которые выпускают на нагрузку 2 кН
(АПрС-200) и 4 кН (АПрС-400). В виброизоляторах
типов АКСС и АПрС предусмотрены встроенные стра
ховочные элементы. При использовании виброизолято
ров других типов должны быть внешние страховочные
узлы. Основные характеристики виброизоляторов при-
ведены в табл. 27.
Ослабление структурного шума в судовых помеще-
ниях оценивают по виброизолирующей способности со-
единения. Виброизолирующая способность равна разно-
сти уровней параметров вибрации на пояске фунда-
мента при жестком и виброизолирующем креплении
двигателя. Однако на практике удается определить
только перепад уровней вибрации, т. е. разность между
уровнями параметров вибрации конструкции над вибро-
изоляторами и на пояске фундамента под ними.
Перепад уровней вибрация больше виброизолиру-
ющей способности, так как фундамент при жестком
креплении уменьшает вибрацию двигателя. Если меха-
ническое сопротивление опорных поверхностей двигате-
ля превышает механическое сопротивление фундамента
более чем в 2 раза, то фундамент на вибрацию опор-
ных поверхностей влияет незначительно. В этом случае
виброизолирующая способность конструкции будет прак-
тически равна перепаду. Последнее условие выполняется
130
Рис- 43. Виброизоляторы:
о — резннометаллические вакловяые под нагрузку 2 кН; б — то же, под
нагрузку 6,Б кН; в — типа АПрС
131
Т аблица 26. Основные размеры виброизоляторов АПрС, мм
ТМ А Б в Г д Е ж 3 и к
АПрС-ЧЮ 175 120 65 140 135 40 36 М20 10 ПО
АПрС-400 250 210 100 210 220 60 55 М27 12 15b
на речных судах в подавляющем большинстве слу-
чаев [23].
Перепад уровней вибрации на виброизоляторах оп-
ределяют экспериментально на судах. Измеряют лога-
рифмические уровни виброускорения в шести точках
(по три с каждой стороны двигателя) па опорных по-
верхностях двигателей и в шести точках на поясках
фундаментов. Перепад принимают равным разности
Таблица 27. Основные характеристики вибронзоляторов
Тип Жесткости виброизолятора, кПа. и, в направлении ©сей X, V, Z
динамические Статические
с„ с. ’> 1 с,
резинометалли 2,0 500 г,IK 3300 290 300 1900
ческий наклонный 6,5 2.0 1070 1010 ивоо 720 68(1 гаоо
Пружинный 216 216 141 216 216 141
АПрС То же 4,0 490 490 267 490 490 267
Резинолеталли- 2,16 2940 27 Н) ад>э 2450 7.30 4600
ческий АКССМ То же 3.92 55(М> 2550 14200 3920 880 7060
Резинометаали- 2.16 2640 930 3920 1760 540
ческий AKCC1I 3,52 3620 1270 5200 2640 830 2840
Рис. 44. Характер зависимости усредненных перепадов звуковой
вибрации на виброизоляторах;
1 — тша АПрС; 2 — типа АКССИ, 3 — типа наклонных резинометалличе-
ских, 4 — типа АКССМ
между усредненными значениями уровней виброускоре-
ний на опорных поверхностях двигателей и поясках
фундаментов. Всего было испытано более 150 главных
двигателей и дизель-генераторов на судах 40 проектов.
Некоторые усредненные значения перепадов виброуско-
рений на виброизоляторах различных типов приведены
на рис. 44.
Практически во всех случаях отмечено снижение перепада в
какой либо октавной полосе частот Характерно, чго независимо
от типа виброизоляторов 60% случаев снижения перепада имеют
место в октавной полосе со среднегеометрической частотой 250 Гц,
20% — в октавной полосе 500 Гц. 10% — в полосе 125 Гц и по
5% в полосах 63 и 1000 Гц Этот факт обусловлен, по-вцдимому,
резонансными колебаниями пояска фуадамента.
С целью увеличения виброизолирующей способности
при монтаже двигателей на относительно податливые
фундаменты рекомендуется устанавливать под виброизо-
133
ляторы добавочные массы [27]. На пассажирском теп-
лоходе из легких сплавов типа «Заря» в виброизолиру-
ющее соединение двигателя М40! были установлены
бруски массой по 30 кг под каждый виброизолятор.
Сравнительный анализ акустической эффективности
конструкций, выполненных на этих судах и на судах на
подводных крыльях типа «Восход», у которых при оди-
наковой схеме виброизоляции отсутствуют бруски, по-
казал, что акустический эффект от установки дополни-
тельных масс составил примерно 10 дБ на частотах
500 Гц и выше.
На судах речного флота двигатели устанавливают
на виброизоляторах, как правило, по типовым схемам,
разработанным ЦТКБ Минречфлота Типовые установ-
ки прошли всесторонние испытания и обеспечивают
стабильную виброизоляцию при высокой надежности
элементов крепления (табл. 28).
При проектировании виброизолирующих соединений
стремятся избежать совпадения частот свободных коле-
баний установки с частотами возмущающих воздейст-
вий только от неуравновешенных сил и моментов, воз-
никающих при работе дизеля, во всем диапазоне рабо-
чей частоты вращения. Испытания показали, что при
совпадении частот свободных колебаний с частотами
вращения дизеля, т. е. при резонансе возбудителя пер-
вого порядка, обусловленного технологической неурав-
новешенностью дизеля, возникающей вследствие разных
масс деталей кривошипно-шатунного механизма, ампли-
туда колебаний верхней части блока цилиндров двига-
теля не превышает норм Регистра СССР и Речного Ре-
гистра РСФСР.
Амплитуда колебаний не превышает допускаемую
также при резонансах вибрации, возникающей в резуль-
тате неточности изготовления и монтажа валопровода,
механической и гидродинамической неуравновешенно-
стей гребного винта. На рис. 45 представлены резуль-
134
Таблица 28. Основные характеристики т и но вых виброизолирующих установок
главных двигателей и|дизель-генераторов
135
Двигателя ЗД6Н-150 в зависи-
мости от частоты вращения ко-
таты измерений параметров
вибрации (перемещений)
верхней носовой части бло-
ка двигателя ЗД6Н-150, ус-
тановленного на наклонные
резинометаллические вибро-
изоляторы по типовой схе-
ме, на пассажирском тепло-
ходе типа «Москва».
Амплитуды резонансных
колебаний в вертикальном
и поперечном направлениях
при частотах вращения ко-
ленчатого вала, близких к
13 и 16 с-1, соответству-
ющие первому порядку ко-
лебаний, относительно ча-
стоты вращения гребного ва-
ла, не превышают установ-
ленных норм. Рост амплитуд
колебаний при частотах вра-
ленчатого вала: щения коленчатого вала ни-
г Z S ве₽р^Х«.Т^вВ^ жс с-' обусловлен дейст-
"®Речиом — допустимые для вием неуравновешенного оп-
"uJle6aErrfi третьего порядка: 5 — . _
то же, что поз 4, но для первого рокидывающего момента
порядка третьего порядка. При этом
в диапазоне 9,5 с_| и ни-
амплитуды колебаний превышают допускаемые.
Однако это превышение лежит ниже минимальной экс-
плуатационной частоты вращения двигателя, равной
Виброизоляция неопорных связей. Для уменьшения
передачи шума через неопорные связи и увеличения на-
дежности работы виброизолированных дизелей в вало-
проводах главных двигателей предусматривают элас-
тичные муфты, а в трубопроводах и кабелях — гибкие
136
Рве. 46. Шинная муфта типа МЭКШ.
пинт; 2 — полумуфты; 3 — разрезной фланец; 4 — реэтпюкордныП зле
мент. 5 — фланец реверс редуктора
вставки. Суммарная жесткость гибких вставок неопор-
ных связей не должна превышать 10% жесткости виб-
роизолирующего соединения в каждом направлении.
Гибкие вставки обеспечивают свободу перемещения
виброизолированного объекта, превышающую допусти-
мую страховочными ограничителями.
В качестве эластичных элементов гребного валопро-
вода чаще всего используют резинокордные, шинные
муфты типа МЭКШ (рис. 46). Типоразмерный ряд муфт
типа МЭКШ приведен в табл. 29.
Многолетний опыт эксплуатации муфт типа МЭКШ
показал их высокую работоспособность и долговечность.
В то же время при неправильном монтаже муфта мо
137
жет вызвать значительную вибрацию вибронзолирован-
ного дизеля.
Так, при смещении оси двигателя относительно осн валопрово-
да 6| (рис 47, а) возникает сила F, постоянная по значению и на-
правлению, создающая дополнительную нагрузку на подшипники,
которая не должна вызывать вибрацию двигателя (рис. 47, б, в).
Однако из-за переменной жесткости в радиальном направлении,
наблюдаемой практически у всех резинокордных элементов, такое
смещение осей вызывает некоторую вибрацию двигателя. А при
смещении оси муфты относительно оси валопровода (рис. 47, г, д, а)
возникает постоянная сила, направление которой изменяется по
направлению нращення вала движители Эта сила создает допол-
нительные усилии на подшипники и вызывает значительную вибра-
цию двигателя.
Правильность монтажа муфты может быть опреде-
лена измерением перемещений кормовой части двигате-
ля относительно фундамента в вертикальном и горизон-
тальном направлениях при медленном проворачивании
валопровода.
Рис. 47. Направление радиальной силы F.-
« — при смещении осей двигателя и валощювода первоначально. 6 — пос-
ле соединения муфтой, в — то же, после поворота вала ва ISO'; а — сме-
шение осей муфты и валопровода первоначальное, в — после соединении
—. ---------------... - же чт0 лля о после поворота вала на 1В(Г-
а, 3 — двигатель, 8,. Ь,— смещение дожателя
смещение муфты, 8,— смещение двигателя
139
ВЯЛО111Ю1ЮД.
Допустимые перемещения кормовой части двигате-
ля относительно фундамента определяют эксперимен-
тально для каждого типа установки, поскольку они
зависят от соотношения жесткостей виброизолирующего
соединения двигателя и шинной муфты.
Так, для двигателя M40I, установленного на шести резиноме-
таллических виброизоляторах под нагрузку 6,5 кН и соединенного
с валопроводом шинной муфтой типа МЭКШ-600 (резинокордный
элемент 580X130), допустимое перемещение кормовой части двига
теля при повороте валопровода на 360° равно 0,03 мм
Для виброизоляции газовыпускных трубопроводов
двигателей применяют в основном сильфопные компен-
саторы типа КСГ (рис. 48), (табл. 30), а для их креп-
ления подвески с пружинными тягами.
Частоты свободных вертикальных колебаний подвес-
ки и изгибных колебаний трубопровода между подвес-
ками должны отличаться одни от других и от частот
возмущающих сил не менее чем на 30%. Частота воз-
мущающей силы равна частоте вращения коленчатого
Рис 48 Компенсатор сильфонный газовыхлопной типа КСГ.
— кожух. 2 — сильфон, 3 — патрубок направляющий.
140
Таблица 30. Основные характеристики сильфонных
компенсаторов типа КСГ
Условные проход D., Габаритная Длине L, Габаритный диаметр О. мм Жесткость, Па-ы. при деформациях Допустимые деформации растяжения- сжатия и сдвига, мы
растяжения, сжатия сдвига
<55 215 160 180 10 15
80 215 175 125 12 15
100 215 195 115 от 15
125 2.30 220 110 28 15
150 235 245 100 33 15
200 230 300 70 45 15
250 260 370 75 47 15
вала, умноженной на число вспышек за один оборот
(см. табл. 24).
Трубопроводы топлива, смазочного масла, водяного
охлаждения и отопления, питьевой воды и сточно-фано-
вой системы виброизолируют с помощью дюритовых со-
единений, сильфонных компенсаторов и гибких шлангов
ГМШ. Для трубопроводов топлива и масла, а также
воздушных трубопроводов можно применять змее
вики.
Технические характеристики дюритового соединения
зависят от применяемого резинотканевого рукава. Для
трубопроводов топлива, масла и воды высокого давле-
ния (от 3 до 19 МПа) рекомендуется применять рука-
ва по ГОСТ 6286—73 группы А типа 1 с одной оплет-
кой из проволоки с разрывным усилием 150 Н, для
трубопроводов топлива, масла, воды и воздуха низкого
давления (от 0,3 до 1 МПа) — рукава по ГОСТ
18698—79 или ГОСТ 5398—76. Концы труб иод дюри-
товое соединение (табл. 31) разделаны в соответствии
с рис. 49. При монтаже отклонение от параллельности
141
соединяемых трубопроводов должно быть не более
0,03 Ь.
Допустимая деформация дюритовых соединений при
растяжении-сжатии и сдвиге, когда расстояние между
трубами Ь равно femin (см. табл. 30), принимают рав-
ным 20 мм.
Рис 49. Дюритовое соединение-
<1 Д.1Н Труб С УСЛОВНЫМ IrpoXOJOM ДО л2 ММ (КОНЦЫ труб <Ш1а П), о —
то же. свыше 32 мм (концы труб типа Вт); I — хомутик; 2 — реаи’вотха-
певый рукав, 3 — трубопровод
142
Таблица 31. Основные размеры дюритовых соединений, мм
ТИП конца трубы ов, Div О, R *tnin т L
С ОДНИМ ЗИГОМ 10 13 з 8 100 35 170
14 17 3 8 100 35 170
22 25 з 8 100 35 170
25 28 з 8 100 35 — 170
32 35 3 8 100 35 — 170
С двумя зигами 38 42 4 g 120 72 32 265
45 49 4 g 135 72 32 280
55 58 л 9 165 72 32 310
76 80 к 10 225 80 36 385
90 95 5 10 270 80 36 430
100 105 5 10 300 110 55 520
125 130 5 10 375 ПО 5Ь 595
150 156 G 10 450 120 60 690
В тех случаях, когда требуется снизить низкочастот-
ную вибрацию, передаваемую главными двигателями на
корпус, их устанавливают на пружинные виброизолято-
ры. На буксире «БК-36» пр. 891Б мощностью ПО кВт
главный двигатель типа 6ЧНСП18/22 был установлен
на пружинных виброизоляторах типа АПрС. За 14 лет
эксплуатации система отработала 44 тыс. ч без по-
вреждений, обеспечивая виброизоляцию на низких час-
тотах до 25—30 дБ.
24. ВИБРОИЗОЛЯЦИЯ РУБОК, НАДСТРОЕК
И БЛОКОВ ПОМЕЩЕНИЙ
В последние годы широко применяют виброизолиру-
ющее соединение помещений, которое позволяет снизить
воздушный и структурный шумы в изолируемых поме-
щениях. На виброизоляторы устанавливают целиком
Рубки или надстройки, иногда только блоки жилых по-
мещений.
143
В настоящее время спроектировано и построено до-
вольно много речных судов с виброизолирова иными
надстройками у нас в стране (табл. 32) и за рубежом.
Конструкция виброизолирующего соединения над-
стройки в общем случае состоит из опорных и упорных
виброизоляторов, ограничителей перемещений, страхо-
вочных элементов и гасителей колебаний.
Для примера на рис 50 изображен один из вариантов соеди-
нения надстройки буксира-толкача мощностью 2200 кВт класса
«О» Речного Регистра РСФСР Масса надстройки 140 т, высота
надстройки с рубкой 7,6 м. Надстройка установлена на главную
палубу на восьми нружвнных влброизоляторах 1. Для ограничения
перемещений вдоль оси У при бортовой качке предусмотрены
упорные виброизоляторы 2 Эти внброизоляторы ие ограничивают
вертикальных и продольных перемещений, так как состоят нз тяг,
соединенных шарнирно с палубой и надстройкой Для исключения
передачи звуковой вибрации через тяги в шарвнрах установлена
резиновая прокладка
Упорные виброизоляторы увеличивают частоту свободных коле-
баний надстройки и, следовательно, несколько ухудшают виброизо-
ляцию В рассматриваемой конструкции упорные ниброизоляторы
увеличивают частоту свободных колебаний только вдоль оси У.
В то же время они уменьшают перемещение надстройки относи-
тельно корпуса при движения судна на волнении Прочность этих
виброизоляторов выбрана таким образом, что они являю|ся одно-
временно страховочными элементами и воспринимают без разруше
ния усилия, возникающие при аварийных ситуациях (крен на угол,
соответствующий углу заката диаграммы статической остойчивости,
удар в борт судиа при столкновении, рывок буксирного каната).
Для ограничения перемещения и восприятия аварийных нагру
зок ири движении надстройки вниз и вдоль судна предусмотрены
страховочные устройства 3 и 5, которые устанавливают с зазором
Зазор выбран таким образом, чтобы соприкосновение возникало
при нагрузках, соответствующих или близких к предельным эксплу-
атационным Для смягчения улара иа упорах предусмотрены рези-
новые прокладки Страховочные элементы, установленные с зазором,
не ухудшают виброизолирующую способность конструкция Для
ограничения перемещения при движении надстройки вверх предус
могреиы страховочные канаты 4, установленные со слабиной, кото-
рая определена так же. как зазор в упорах Пружинные вяброизо-
яяторы характеризуются малой степенью затухания, поэтому если
надстройка была выведена из положения равновесия в результате
144
Основные характеристики надстроек, рубок и блоков помещений,
установленных на виброизоляторах
145
надстройки на вно-
ронзоляторах
удара о пирс при швартовке или по другим причинам, то она будет
долго раскачиваться. Чтобы избежать этого, в конструкции преду-
смотрены гидравлические гасители колебаний (автомобильные или
железнодорожные амортизаторы 6). При использованвн резвноме-
таллических внброизоляторов гасители колебаний, как правило, не
требуются
Для вибронзоляции неопорных связей используют такие же
упругие вставки, как и при виброизоляции двигателей.
Виброизоляторы. Для виброизоляции рубок над-
строек и блоков помещений используют блоки, состо-
ящие из нескольких внброизоляторов типа АКСС или
наклонных, и специально разработанные пружинные и
тарельчатые виброизоляторы (табл. 33). Сложившийся
типоразмеряый ряд пружинных и тарельчатых вибро-
146
изоляторов, грузоподъемная сила которых 21,2; 45,1 и
92 кН, дает возможность виброизолировать практиче-
ски любую надстройку судна речного флота.
Для надстройки буксира-толкача пр. Р162 был раз-
работан специальный пружинный виброизолятор со
страховкой (рис. 51) [26]. Виброизолятор состоит из
верхнего и нижнего оснований 1 и 10, между которы-
ми установлена витая цилиндрическая пружина И.
Сварное верхнее основание 1 состоит из стакана флан-
ца и двух сегментов, служащих верхней опорной поверх-
ностью виброизолятора для крепления к надстройке.
На верхней поверхности фланца установлена прокладка
б, являющаяся упругим ограничителем перемещений
надстройки при движении вверх. Внутри стакана за-
Таблица 33. Основные характеристики внброизоляторов
Параметр тарель. Пружин- Пружин- Блок из AKCC-400M
Полная статическая нагрузка, кН Жесткость динамиче- ская, кПа-м: 92 45,1 21,2 20,0
вертикальная 2500 314 134 71000
горизонтальная Допустимая статичес- кая нагрузка страховки, кН: 213 71 27 500/12 750
вертикальная -- 250 50 30
горизонтальная Допустимые переме- щения в пределах стра ховки, мм 44,4 20 18
вертикальные — ±10 +20
горизонтальные ±10 ±2« ।
147
Рие 51 Пружинный виброизолятор, грузоподъемная сила которого
21,2 кН
креплеп боковой упор 12, представляющий собой рези-
нометаллическую втулку. Боковой упор служит упругим
ограничителем поперечных перемещений. Нижнее осно-
вание 10 состоит из опорной плиты, служащей для
крепления виброизолятора к фундаменту, и цилиндра с
резьбовым хвостовиком, на который привинчивается
гайка-упор 4. Упор снабжен резиновой прокладкой 5,
служащей упругим ограничителем вертикальных пере-
мещений надстройки при движении впиз. Нижняя часть
пружины опирается на втулку 7, изолированную от ос-
нования резиновыми кольцами 8 и 9. Конструкция виб-
роизолятора исключает возможность разрушения блока
помещений в случае поломки пружины. Перед установ-
кой виброизоляторы с помощью двух талрепов сжима-
ют до номинальных размеров и устанавливают на фун-
даменты. После опускания блока жилой надстройки на
148
виброизоляторы талрепы снимают, и упор 4 отворачи-
вается так, чтобы обеспечить равные зазоры между
опорной поверхностью блока надстройки, прокладкой
упора и прокладкой 6 верхнего основания виброизоля-
тора. После окончания монтажа упор фиксируют сто-
порной планкой 3, закрепленной на оси болтами 2.
Замену виброизолятора для ремонта выполняют без
подъема надстройки, для чего дос/аточно отдать кре-
пежные болты и сжать виброизоляторы талрепами.
Акустическая эффективность соединений. Ослабле-
ние шума благодаря виброизоляции помещений опреде-
ляли как разность уровней звукового давления на су-
дах с виброизолированными помещениями и в анало-
гичных жестко установленных помещениях на судах с
однотипными общим расположением и энергетической
установкой (табл. 34). Виброизолирующая способность,
т. е. акустическая эффективность пружинных и резино-
металлических виброизоляторов, в звуковом диапазоне
частот примерно одинакова. В низкочастотном диапа-
Таблица 34. Акустическая эффективность виброизолирующего
соединения надстроек и корпуса, дБ
Тил судна Среднегеометрические частоты октавных по юс, Гн
63 125 250 2ИМ1 sone 81HI0
Грузовой теплоход пр Р143 15 11 16 19 18 15 18 15
Пассажирский теп- лоход пр Р104 5 11 Н 12 15 15 15 16
Танкер пр Р135 (5 9 И 13 14 17 10 10
Танкер пр. 3164 Толкач пр Р162: 0 ° 6 8 8 7 5 b
виброизоляторы АКСС-400М 0 6 13 12 12 14 13 11
виброизоляторы пружинные 4 7 14 12 15 17 17 13
149
зоне резинометаллические виброизоляторы неэффектив-
ны, а в некоторых случаях даже способны усиливать
вибрацию. Пружинные и тарельчатые виброизоляторы
эффективны и па низких частотах, так как частоты сво-
бодных колебаний (1,5—4 Гц) надстроек, установлен-
ных на них, располагаются ниже частот возмущающих
вибрационных воздействий.
Опыт применения. На буксире-толкаче мощностью 330 кВт пр.
Р162 (длина судна 24,8 м, ширина 9,0 м. высота борта 1,1 м, осад-
ка 0,7 м, высота надводного габарита при опущенной рубке 6,3 м)
экипаж, состоящий из 7 чел., размещен в одно- и двухместных
каютах. Каюты скомпонованы в единый блок с четырьмя каютами
в первом и тремя во втором ярусах (рис. 52) Блок представляет
собой параллелепипед с размерами в плайе 4,05X7,25 м и высотой
4,23 м. Масса блока 12 т. Из-за ограничения надводного габарита
жилые внюты пришлось разместить в корпусе судна, поэтому виж-
пяя часть блока входит в шахту, вырезанную в палубе переборок
Опорные виброизоляторы расположены в одной плоскости с цент-
ром тяжести блока надстройки двумя рядами параллельно плоско-
сти мндель-шпангоута по 3 виброизолятора в носовой части, опира-
ющихся на палубу переборок, и 3 в кормовой, опирающихся через
специальные опоры на второе дно 3 Такая скема, при которой
Рис 52. Схема установки блока жилых помещений на виброизоля-
торах на буксире-толкаче пр. Р162-
I — надстройка. 3 — вибрсчиолятор. 3 — второе дао
150
Рис 53. Логарифмические уровни виброскорости в вертикальном
направлении в каютах на бунсире-толкаче пр. Р162:
а — каюты второго яруса; 6 — каюты первого яруса; / — санитарная нор-
ма; 2 — виброизоляторы типа АКСС400М; 8 — внброизоляторы пруживиые
центр тяжести блока надстройки совмещен с центром жесткости
внброизоляторов, имеет ряд преимуществ. В частности, в этом слу-
чае сужается ширина спектра частот свободных колебаний (все ча-
стоты лежат в пределах 1,32—1,97 Гц), уменьшается перемещение
блока надстройки под воздействием внешних сил и др Кроме того,
выбравная схема позволила уменьшить до 300 мм расстоявне от
днища судна до настила пола трюмных помещений, упростить тех-
нологию установки блока на вибролзоляторы, улучшить обзор и
1ехническое обслуживание внброизоляторов в процессе эксплуата-
ции по назначению.
В период сдачи головного судна «Павловск» были проведены
испытания варианта соединения надстройки с помощью внброизо
ляторов типа АКСС-400М, которые компоновали в блоки по 5 шт
(см табл. 30) Результаты показали, что уронни звукового давле-
ния в жилых помещениях практически соответствуют санитарным
кормам (ПС-40) при обоих вариантах вибровзолирующего соедвне-
ния; низкочастотная вибрация при установке блоля надстройки на
пружинные вибролзоляторы соответствует санитарным нормам, а
при установке на АКСС-400М превышает их (рис. 53)
25- БЕСКРОНШТЕЙНОВЫЕ ГРЕБНЫЕ ВАЛЫ
Создаваемые гребными винтами уровни звукового
давления имеют низкочастотный спектр. Поскольку пе-
редача динамических усилий корпусу в основном про-
исходит через кронштейн гребного вала, поддержива-
ющий дейдвудную трубу в районе концевого подшипни-
ка, наиболее эффективным средством снижения шума в
кормовых помещениях судна является бескроиштейно-
151
вое крепление гребного вала Одновременно такие ва
лы снижают вибрацию, увеличивают пропульсивный
к. п. д. движителей и повышают надежность работы
гребпых винтов, смягчая удары плавающих пред-
метов.
Гребные валы такого типа были впервые предложе-
ны Гримом [57]. При установке валов на землесосных
снарядах «Рудольф Шмидт» и «Иоганнес Гэрс» мощ-
ностью 3500 кВт значительно снизились вибрация и шум
без дополнительных затрат [62]. Как отмечено в рабо-
те [61]. при установке бескронштейновых гребных ва-
лов на гидрографическом судне «Норд» вибрация не
ощущалась во всем диапазоне частот вращения гребно-
го винта, что никогда не наблюдалось на теплоходах
этого тина при традиционном креплении гребного вин-
та с кронштейном.
Конструктивная схема бескронштейновых гребных
валов представлена на рис. 54. Винт 1 вместе с кор-
мовым участком гребного вала 6 поддерживает кон-
сольная дейдвудпая труба 3, жестко заделанная в кор-
пусе судна с помощью мортиры 4. Для снижения кон-
Рис 64 Конструктивная схема бескроицпейнового гребного вала'
I — гребной ВИНТ 2 — концевой подшипник 3 — дейдвудиаи груб.ч. 4 —
мортира; 5 — промежуточный подшипник. С - гребной над 7 — упорный
пал. а — упорно опорный подшипник. 9 шинная муфта, to — двигатель
152
цснтрации напряжений предусмотрено соединение дейд-
вудной трубы с мортирой на скользящей посадке.
В корпусе судна гребной вал соединен с упорным
палом 7.
При проектировании бескронштейновых гребных ва-
лов следует исходить из следующих основных положе-
ний [25]. Длину дейдвудной трубы от заделки до кор-
мового среза /т следует принимать в пределах 1,3—1,7
диаметра гребного винта. Чтобы избежать задевания
гребного вала о дейдвудную трубу при износе подшип-
ников, внутренний диаметр последней должен превы-
шать диаметр гребного вала на 15—20 мм
Акустическую эффективность бескронштейнового
гребного вала определяли экспериментально на рейдо-
вом ледоколе мощностью 440 кВт пр. Р47 и на пасса-
жирском теплоходе пр. Р104. Наиболее интенсив-
ный шум отмечен в помещениях ахтерпика, где он до-
стигает значений, соизмеримых с шумом в машинном
отделении. Поэтому уровни шума в помещении ахтерпи-
ка могут служить критерием при оценке влияния греб-
ных винтов на шум в помещениях.
Акустическая эффективность конструкции на ледо-
коле пр. Р47 была определена как разность между
уровнями шума в помещении ахтерпика при бескронш-
тейновом креплении гребных валов и после приварки
кронштейнов, а на теплоходе пр. Р104 — по результа-
там измерений шума в ахтерпике этого судна и пасса-
жирского теплохода пр Р69, имеющего аналогичную
гребную установку-, закрепленную с помощью кронш-
тейна. Из рис. 55 видно, что ослабление шума гребных
винтов в обоих случаях значительно, причем максимум
эффективности приходится на низкочастотную область,
где отмечается наибольшее влияние шума гребных вин-
тов и где другие противошумовые средства, как прави-
ло, малоэффективны. Для расчетов в [31] рекомендова-
но принимать акустическую эффективность бсскронш-
153
теиновых гребных валов в зависимости от часто-
ты:
Частота, Гц.......... 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Акустическая эффектив-
ность, дБ ... . 9776 5 4 3 3
Применять бескронютейновые гребные валы следует
на базе расчета, гарантирующего высокую акустическую
эффективность и работоспособность основного элемента
судна — гребного винта.
Расчет прочности. Основным видом внешних усилий,
действующих на гребной вал и дейдвудную трубу, яв-
ляются случайные силы, возникающие при касании ло-
пастей винта о грунт или посторонний предмет. Усилия
в этом случае носят ударный характер и могут быть
значительными.
Размеры гребного вала в месте его выхода из дейд-
вудной трубы устанавливают по Правилам Речного Ре-
гистра РСФСР. Поэтому надежность системы с бес-
кронщтейновым гребным валом можно считать обеспе-
Рис 55 Акустическая эффективность бескронштейновых (ребных
валов:
154
прочность дейдвудной трубы в месте ее выхода из кор-
пуса (см. рис. 59, сечение 7—7) будет не менее прочно-
сти гребного вала в месте его выхода из дейдвудной
трубы (см. рис. 59, сечение 11—II). т. е. система гребной
вал — бескронштейновая дейдвудная труба, с точки
зрения прочности, будет равноценна традиционному
креплению с кронштейном. В этом случае, если сила
приложена к лопасти перпендикулярно линии вала на
расстоянии 0,8 радиуса винта, то момент сопротивления
поперечного сечения дейдвудной трубы должен быть оп-
ределен по выражению
17, = 0,UP (lK + IJ1V % + 0,64/?*» (99)
где d — диаметр гребного вала у кормового среза дейдвудной
трубы; 1К — расстояние от центра тяжести винта до кормового
среза дейдвудной трубы; /г — длина дейдвудной трубы от заделки
до кормового среза (см. рис. 59); R — радиус винта.
Наружный диаметр дейдвудной трубы
DT = f'ToW7; 4- d* I (40,517т), (100)
где dT — внутренний диаметр дейдвудной трубы.
Максимальные напряжения в валопроводе не долж-
ны превышать 4-Ю7 Па. В связи с тем что прочность
дейдвудной трубы должна быть не менее прочности
гребного вала в сечении при выходе из дейдвудной
трубы, допускаемые напряжения в дейдвудной трубе
рекомендуется принимать равными 75% значений на-
пряжений в гребном вале, т. е. 3-107 Па.
Для избежания возникновения резонансных колеба-
ний бескронштейновой гребной установки частоты ее
свободных колебаний не должны совпадать с часто-
той вращения гребного вала на основных эксплуатаци-
онных режимах работы (номинального и малого
хода).
155
Частоту свободных колебаний валопровода, Гц, вы-
числяют по формуле, приведенной в работе [25],
W---gTX (101)
I " ' ’ l.W^Af I М~\
+ 0)+4 • «Н<в+ зо1(1 (о,з+-)
где £/=1,06- 10,l'rf‘ — жесткость на изгиб элемента гребного ва-
ла, Па-м; М= 1,З.Мц — масса гребного винта и вовлекаемой в
движение воды, кг (здесь /Ио — масса гребного ввита, кг); 6=»
=0,02АЮго (с+3) — экваториальный момент инерции с учетом
вовлекаемой в движение воды, ш мг (здесь D — диаметр греб-
ного винта, м, в —• дисковое отношение); /к — расстояние от
центра тяжести винта до кормового среза концевого подшипни-
ка. м. ц=6,12-|0-<Р — масса вала n 1 м длины, «г/м (d — ди
а метр вала, м). /кв — длина концевого пролета гребного вала от
кормового среза дейдвудной трубы до середины промежуточного
п<<дшипника, м, /, — длина дейдвудной трубы от кормового сре
за до заделки на корпусе судна, м; Мп — масса концевого под-
шипника, кг; mt>=Drl(lT — степень расточки дейдвудной трубы;
а — безразмерный коэффициент. Значения безразмерного коэф-
фициента а с учетом типа подшипников принимают:
для металлических дейдвудных подшипников а =1,3;
для бакаутовых или капро.юнопых подшипников а-=3,2;
для резиновых и резинометаллических подшипников ос=5,2.
Отличие частоты свободных колебаний от основной
эксплуатационной частоты вращения гребного вала
(режим малого хода, номинальный и т. п.) должно быть
пс менее 20%.
Если частоты свободных колебаний попадают в не-
допустимый диапазон, то рекомендуется изменять кон-
структивные параметры дейдвудной трубы, в первую
очередь ее длину.
Опыт применения. Бескронштейповые гребные палы применены
на речных судах, созданных ЦТКБ Мииречфлота- рейдовых ледо-
колах могансктыо 440 кВт up Р47. пассажирском скоростном ката-
маране мощностью 1470 кВт «Анатолий Угловский» пр PI04 и
156
Таблица 35. Характеристики бескронштейновых
гребных установок
Наименование Ледокол Пассажирский теплоход пр. РКИ Пассажирский теплоход пр. P1I8
Мощность, передаваемая гребным валом, кВт Частота вращения вала, с~‘: 220 736 107
номинальная 5.0 25,8 25
минимальная Диаметр гребного вала, мм. 1,7 8,3 10
между подшипниками 160 75 55
в подшипниках Диаметр дейдвудной трубы, мм. 170 80 60
наружный 273 133 102
внутренний 217 105 78
Длина консольной части дейдвудной трубы, мм Размеры гребного впита: 1840 1050 •260
диаметр, см 160 70 45
шаг. см 113 59,5 46
число лопастей, пгт. 4 3 3
Частота свободных колеба пий бескронштейнового вало- провода, Гц Н.4 16,3 81,3
Зазор между винтом я кор- пусом. мм 50 180 1.5
пассажирских судах типа «Фонтанка» пр РП8 [14] Основные
характеристики бескронштейновых гребных валов, установленных
на этих судах, приведены в табл. 35
Работоспособность бсскроиштейповых гребневых валов на ледо-
колах пр. Р47 проверсва многолетней практикой в различных уело
свих эксплуатации Опыт показывает, что в павигационных и сред
них ледовых условиях при толщине льда до 40—.">0 ем надежность
работы консольных дейдвудных труб нс. вызывает сомнений В част
нести, ледокол «Портовый 3, отработал 4 года, из них примерно
2000 ч во льдах без повреждений В то же времи в тяжелых ледо
вых условиях, особенно в исенне-зимпих заторах, при толщине льда
соизмеримой с осадкой ледокола, в результате навала кормовой
157
части корпуса на кромку льда могут возникнуть значительные на-
грузки, вызывающие повреждение увла заделки дейдвудных труб в
корпусе.
Теплоход «Анатолий Угловский» эксплуатируется с 1975 г. на
реке, засоренной плавающей древесиной. В результате удвров греб
ных ввитов о бренна отмечены загибы кромок лопастей, а в двух
случаях — деформация гребного вала При этом дейдвудные трубы
и мортиры не повреждались и после 7000 ч эксплуатации находи-
лись в хорошем состоянии
26. ВИБРОДЕМПФИРУЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ
И ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИЕ УГЛОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Металлические конструкции судов имеют малые по-
тери на внутреннее трение, следствием чего является их
хорошая вибропроводимость. Средства вибродемпфиро-
вания — это специальные покрытия, наносимые на кор-
пусные конструкции с целью уменьшения уровней па-
раметров вибрации и излучаемого шума.
Исследованию эффекта вибродемпфирования посвя-
щены работы [27, 47, 36, 59].
Вибродемпфирующие свойства покрытия оценивают
коэффициентом потерь t], а конструкции с нанесенным
покрытием — эффективным коэффициентом потерь г)3,
определяемым по формуле (56). Составляющая эффек-
тивного коэффициента потерь перекрытия при изгиб-
ных колебаниях, зависящая от нанесенного вибродемп-
фирующего покрытия, может быть определена по фор-
муле Хекля:
где Ед, Еа — соответственно динамический модуль упругости ма-
териала покрытия и перекрытия, Па; в, бп — соответственно тол-
шина покрытия и перекрытия, м.
Коэффициент потерь ?] и динамический модуль Юн-
га Ел наиболее распространенных вибродемпфирующих
материалов составляют:
158
Материал
«Антивибрит-2» . .
В Д-17-58. ....
В Д-17-63. . . .
«Адем»
«Агат» ....
«Полиакрил-В» . .
Ея, Па
3-10"
6-10в
4 10е
5-10’
1-10’
2-10’
Судовые теплоизоляционные покрытия и палубные
мастики также обладают определенными вибро-
демпфирующими свойства-
ми (рис. 56). Применяют 2
основных вида вибродемп-
фирующих покрытий: жест-
кие и мягкие. К жестким
относят покрытия из пласт-
масс и мастик, а к мягким—
из резиноподобных матери-
алов. Мягкие покрытия мо-
гут быть армированы ме-
таллической фольгой.
Вибродемпфирующие по-
крытия наносят в районе ис-
точников вибрации на фун-
даменты виброактивных ме-
ханизмов, на перекрытия в
районе фундаментов Двига-
телей, на днищевые пласти-
ны ахтерпика над винтами и
т. п_; на пути распростране-
ния вибрации (поясами, пе-
рекрывающими все пути
распространения вибрации
от источников или все пути
подхода вибрации к поме-
щению) и на излучающих
перекрытиях помещения.
Рис. 56. Составляющая 1]о эф-
фективного коэффициента по-
терь конструкции, обусловлен-
ная нанесенными внбропогло-
тающими покрыт иями
I — вивропоглощающий материал
«Агат* (p=i,35 г/см3), 2 — палуОиве
покрытие ПМ-2(р= 1,6); 3 — паяуб-
пенопласт ПХВ-I (е=-О,1), 7 —пенс
пласт ФФ, ФС-7 (р«=0,1), 6 — пенс
полистирол ПСБс (р = 0.05)
159
Ослабление уровней параметров вибрации АЛ^-п, дБ,
благодаря применению вибродемпфирующнх покрытий,
нанесенных на фундаменты и излучающие пластины, оп-
ределяют приближенно по формуле:
(ЮЗ)
а в случае применения покрытий в районе источников
вибрации на пути ее распространения — по формуле,
полученной путем преобразования выражения, приве-
денного в работе [27]:
<1<м>
где I — ширина вибропоглощающего слов, м; С — толщина виб
родемпфнрующего слоя, см
Ослабление уровней шума, обусловленное вибродемп-
фирующими покрытиями, можно также оценить по этим
зависимостям.
Вибродемпфирующее покрытие из пластмассы «Агат»
с прокладкой из пенопласта ПХВ-1 широко применяют
на судах на подводных крыльях типов «Ракета», «Вос-
ход», «Метеор» [14]. На судах типа «Комета» исполь-
зуют материал «Г1олиакрил-В».
Там, где масса покрытия несущественно влияет на
технико-экономические показатели судна, обычные па-
лубные мастики, коэффициент поглощения которых не-
велик, ощутимо снижают уровни параметров вибрации
и шума в результате увеличения массы перекрытия.
На пассажирском теплоходе типа «Москва» пр. P5J на палубу
переборок была нанесена мастика «Нева» толщиной 30 мм (рве. 57).
В результате этого уровин шума в пассажирских салонах судов
типа «Москва» снизились (рис. 58).
Для демпфирования пластин ахтерпика в районе гребных вин-
тов применяют палубные мастики, цемент, битум, асфальт. На гру-
зовых теплоходах типа «Запорожье» был использован цемент.
160 5*
Рис. 57. Схема нанесения иибродемпфирующвх покрытий на
теплоходе тина «Москва»:
1 — машинное отделение. 2 — пассажирский салон, 3 — руленам рубка;
В результате этого шум в кормовых помещениях снизился па
3-7 дБ [41].
На танкере пр 795 было залито битумом днище ахтерпика
(6«=100 мм), а на танкере пр. Р135 для этих же целей был
использован асфальт (€и= ЮО мм) Ослабление шума, дБ, в кор-
мовых помещениях этих судов в зависимости от частоты соста-
вило.
Частота. Гц................ 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Таннер пр. 795 ................. 53 7 5 6 3 2 1
» пр. Р135 .1 3 4 3 5 3 1 3
Рис 58. Уровни звукового давления в пассажирском салоне тепло-
хода «Москва»:
1 — до нанесения мастики «Нева»; 2 — после нанесения мастики; 3 — са-
нитарная норма ПС-55
6-428 161
Рис. 59 Виброизолирующие
угловые соединения:
а — внброзадерживаюхцая масса;
б —- комингс; в -— угловое соеди-
нение с разнесенными переборками
На судах зарубежной постройки средства вибродемп-
фирования используют достаточно широко Кроме того,
они являются одновременно и средствами противопо-
жарной защиты.
Так, на речном судне «Роттердам», построенном в ФРГ, покры-
тие толщиной 10 мм было напылено на площади 400 м2 (две палу
бы в районе машинного отделения и борта между палубами). Ос
лабленне. шума составило I—7 дБ [56].
Виброизолирующие угловые соединения. Вибрацию,
распространяющуюся по перекрытиям, можно ослабить,
если установить в угловых соединениях виброзадержи-
вающие массы или разнести связи этих перекрытий
(рис. 59). Массы увеличивают виброизолирующую спо-
собность в основном на высоких частотах. Эффектив-
ность установки массы, представляющей собой утолщен-
ный комингс (рис. 59, б), несколько ниже, чем сосредо-
точенной (рис. 59, а) из-за резонансных явлений по
высоте комингса [4]. Виброзадерживающие массы ус-
танавливают в угловых соединениях вблизи источников
поясами на пути распространения вибрации от
них, а также по периметру виброизолируемых помеще-
ний.
Исследованию виброизолирующих свойств масс по-
священы работы [4, 32], где приведены методы расче-
та коэффициента прохождения по энергии тм через уг-
ловое соединение с массой. Эффективность этого сред-
ства можно оценить по формуле
162
- 101g : (105)
где i — коэффициент прохождении по энергии для углового сое-
динения без массы (4].
В практике судостроения в основном применяют
утолщенные комингсы.
При разнесении переборок (рис. 59, в) увеличива-
ется виброизолирующая способность углового соединс-
ния на 4—6 дБ, Дополнительную виброизолирующую
способность можно определить по работе [4] или по
табл. 15 путем сравнения ДАЧ для простых и разнесен-
ных (двойных) угловых соединений.
6»
СНИЖЕНИЕ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА
НА КОМАНДУ МАШИННОГО ОТДЕЛЕНИЯ
27. ШУМОВАЯ НАГРУЗКА НА КОМАНДУ
В связи с ростом МОЩНОСТИ
и одновременным снижением удельной массы дизелей
уровни звукового давления в машинных отделениях
растут. В результате вахтенные (особенно мотористы)
длительное время находятся под воздействием шума
высоких уровней. Поэтому при постройке и эксплуата-
ции судна необходимо применять все возможные сред-
ства и организационные мероприятия, уменьшающие
вредное влияние шума.
В машинном отделении определяющим является
воздушный шум главных двигателей и дизель-генерато-
ров, в стояночном режиме сказывается шум системы
вентиляции, в ЦПУ — воздушный шум от двигателей
и системы вентиляции, а также структурный шум от
двигателей и движительного комплекса.
Расчет ожидаемых уровней звукового давления шу-
ма, создаваемого двигателями, выполняют для ряда ха-
рактерных контрольных и исходных точек, что необхо-
димо для определения воздушного шума в смежных с
машинным отделением помещениях. Расчет с учетом
принятых средств снижения шума может быть выполнен
по материалам, изложенным в гл. II—IV.
Степень влияния шума на вахтенных зависит не
только от уровня звукового давления, но и от длитель-
ности воздействия шума. Эти факторы на разных судах
различны.
На современных судах речного флота автоматизиро-
ваны процессы управления, регулирования и частично
контроля ЭУ, что позволяет дистанционно управлять
164
ЭУ из ходовой рубки или дублировать управление из
звукоизолированного центрального поста управления
(ЦПУ).
Снижение объема работ при использовании по на-
значению ЭУ позволило уменьшить численность судо-
вого экипажа вследствие совмещения профессий меха-
ников и судоводителей. Однако объем работ по техни-
ческому обслуживанию ЭУ, к которым относятся плано-
вые и неплановые рейсовые технические обслуживания,
регулярные осмотры я уборки, уменьшился незначи-
тельно, поэтому вахтенные значительное время находят-
ся под воздействием шума.
По характеру организации вахтенной службы ЭУ су-
дов речного флота делят на 2 группы: с вахтенным и
безвахтенным обслуживанием. Безвахтенпое обслужи-
вание ЭУ характерно для судов малых размерений. К
ним относят пассажирские суда для местных внутри-
городских и пригородных линий, в том числе скорост-
ные, буксиры небольшой мощности и рейдовый флот.
Обслуживание ЭУ на таких судах осуществляют на
стоянках между рейсами, а на ходу проводят только
кратковременные осмотры машинного отделения. Вах-
тенный находится в машинном отделении непродолжи-
тельное время: на стоянках при включении и прогреве
двигателя.
Суда с вахтенным обслуживанием ЭУ делят на 2
типа: периодически обслуживаемые и с постоянной вах-
той. Постоянная вахта, согласно Правилам Речного Ре-
гистра РСФСР, предусматривается для судов мощно-
стью более 2950 кВт и пассажирских судов с длитель-
ностью рейса более 24 ч. На грузовых и буксирных су-
дах мощностью до 2950 кВт, а также на пассажирских
судах с длительностью рейса до 24 ч осуществляют пе-
риодическое обслуживание ЭУ.
На судах с периодическим и безвахтенным обслужи-
ванием предусмотрен сокращенный штат команды с ра-
165
ботой по методу совмещения профессий для рядового и
командного составов. На вахте находятся штурман-ме-
ханик и моторист-рулевой или матрос-моторист. Эксп-
луатацию судна малых размерений осуществляют капи-
тан-механик и матрос-моторист.
Системы технического обслуживания на судах сме-
шанного плавания и на речных судах в основном ана-
логичны. Однако совмещение профессий на судах сме-
шанного плавания принято только для рядового соста-
ва, а вахту в машинном отделении несут дежурный ме-
ханик и моторист-матрос.
Для оценки степени влияния шума на команду не-
обходимы данные о времени пребывания вахтенных в
машинном отделении н в его зонах, где выполняются
основные работы. Время пребывания вахтенных в раз-
личных зонах машинного отделения зависит от состава
ЭУ и технического состояния оборудования.
В соответствии с [7] работы в машинном отделении
можно классифицировать следующим образом: плано-
вые рейсовые технические обслуживания; неплановые
рейсовые технические обслуживания (устранение отка-
зов); регулярные осмотры оборудования и помещения;
регулярные уборочные работы; местное управление обо-
рудованием-, ремонтные работы в мастерской; оформле-
ние документации, общее наблюдение. Трудозатраты на
выполнение этих работ определяют по нормативным до-
кументам и техническим условиям на поставку меха-
низмов и оборудования. Работы по обслуживанию ЭУ
выполняют в ходовом и стояночном режимах.
Время воздействия шума на вахтенных (мотористов)
характеризуют двумя показателями ni и ns.
Показатель nt отражает продолжительность пребы-
вания вахтенных в машинном отделении в ходовом ntx
и стояночном «и режимах за навигацию в долях про-
должительности вахтенного времени Т„:
166
",x- 'S,S.l<r~">- "K-SSc«rn">-
где SSx, SSC — соответственно суммарные трудоемкости работ по
обслуживанию ЭУ, выполняемых в ходовом и стояночном режи-
мах за навигацию, чеи-ч; л — число мотористов, одновременно
находящихся на вахте.
Показатель «2 отражает продолжительность пребы
вания вахтенных в различных зонах машинного отде-
Таблица 36. Средние значения показателя «2 (на ходу «2з[ н на стоянке л2с), характеризующего врамя пребывания вахтенных в различных зонах машинного отделения
ЯЛТТЯ р ПА. Безнахтенное обслуживание
рноднческос обсаужнванне СЭУ с ДГ СЭУ без ДГ
Объекты работ и зоны пребывания вахтенного * 8 Й й й й
Главные двигатели (ГД) Дизель-генераторы (ДГ) Компрессоры, бал- лоны Котлоагрегаты Станции ППВ, DOCB, ОНВ, инсине- раторы Насосы Г тавный электро- распределительный Шит (ГЭРЩ) Мастерские Место для веде- ния документации, •бшее наблюдение за оборудованием 0,20 0,10 0,02 0,04 0,10 0.02 0,10 0,17 0,25 — 7 —10 -17 -14 —10 —17 -10 - 8 - 6 0.40 0,15 0,02 0,05 0,08 0,05 0,20 0,05 - 4 - 8 —17 —13 -11 —13 -- 7 -13 0.60 0,10 0,02 0,05 0,02 0.05 0,12 0,04 - 2 —10 -17 -13 -17 -13 - 9 -14 0,80 0,20 -1 —7
167
Таблица 37. Показатель п1х, характеризующий
продолжительность пребывания вахтенного в машинном
отделении в ходовом режиме, и значения величин Д£», Ы-с, дБ
Типы и характеристики судов Организация вахтенной службы н МО "IX дб' дБ
Грузовые грузоподъем- ностью, Т Периодическое обслу- живание (совмещение 0,30
до 1000 профессий) 11 7
более 1000 0,50 8 7
Буксирные мощно- стью кВт- 0,70
более 2950 Постоянная вахта б 8
от 370 до 2950 Периодическое обслу- живание 0,30 9 8
» 250 » 370 То же 0.08 15 8
менее 250 Безвахтснное обслу- живание 0,03 19 8
Пассажирские- 0,70
туристские с дли- Постоянная вахта 8 5
тельностью рейса более 24 ч 0,10
то же, с длительно- стью рейса менее Периодическое обслу- живание 16 5
24 ч и с числом мест от 100 до 200
для местных лилий с числом мест не Безпахтенное обслу- живание 0,03 21 5
более 100 Специальные суда: 0,70
ледоколы Постоянная вахта 6 8
плавучие краны Безвахтенное обслу- живание 0,03 19 9
земснаряды Периодическое обслу- живание 0,30 И 7
мотозавозни Безвахтенное обслу. живание 0.03 21 5
служебные, рейдо- вые То же 0,03 19 9
168
ления в ходовом и стояночном режимах в долях вре-
мени, необходимого для выполнения всех работ.
Помещение машинного отделения делят на 9 харак-
терных зон (см. табл. 36). для которых и определяют
значения этих показателей.
Показатели п«х и П2с рассчитывают по формулам:
Л2Х $* >!£ • Л2С ~ 2
где Sxi, Sct- — суммарные трудоемкости работ в »-й зоне на ходу
и па стоянке соответственно, чел-ч, Т=1~, 9 — номера чон об-
служивании (см. табл 36).
Определять П| и П2 по трудозатратам достаточно
сложно. Однако наличие таких данных позволяет раз-
рабатывать организационные мероприятия и новые фор-
мы технического обслуживания ЭУ, которые будут спо-
собствовать снижению времени пребывания вахтенных
в машинном отделении.
Для существующих форм технического обслужива-
ния ЭУ показатели щ и д2 определены хронометражем
работы вахтенных в машинных отделениях и в различ-
ных зонах обслуживания в ходовом и стояночном ре-
жимах.
Средние значения этих величин для судов речного
флота приведены в табл. 36 и 37.
28 СРЕДСТВА И МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ШУМА
В МАШИННЫХ ОТДЕЛЕНИЯХ
Средства снижения шума подразделяются на кол-
лективные (обшей роектпые — архитектурно-планиро-
вочные, конструктивные), средства индивидуальной за-
шиты и организационные мероприятия по уменьшению
времени воздействия шума на вахтенных.
169
Коллективные средства защиты. Архитектурно-пла-
нировочные методы защиты от шума заключаются в ра-
циональном проектировании выгородок или отсеков для
ходовых и стояночных дизель-генераторов и малошум-
ных агрегатов, требующих периодического обслужива-
ния. Степень воздействия шума на вахтенных снижает-
ся, если в звукоизолированных зонах размещают глав-
ный электрораспределительный щит, котел, станции при-
готовления питьевой воды и станции очистки сточных
вод, мастерскую, конторку, центральный пост управле-
ния (ЦПУ).
Размещение дизель-генераторов в отдельные поме-
щения позволяет вахтенным проводить техническое об-
служивание, не подвергаясь воздействию шума дизель-
генераторов, особенно во время стоянки судна, когда
необходимо выполнить большой объем работ. Этот спо-
соб наиболее эффективен, если уровни звуковой мощ-
ности дизель-генераторов и главных двигателей соиз-
меримы.
При размещении дизель-генераторов в выгородках
небольших размеров по сравнению с машинным отде-
лением возрастает уровень отраженного звука, поэто-
му необходимо в дизель-генераторных устанавливать
звукопоглощающие конструкции на площади не менее
70% полной площади их ограждений.
Применение звукопоглощающих конструкций в выго-
родках малошумных агрегатов не приводит к сниже-
нию эквивалентных уровней звукового давления, так
как эти уровни будет определять шум в районе двига-
телей.
Установка звукопоглощающих конструкций в ЦПУ в
некоторых случаях диктуется тем, что шум в этом по-
мещении нормируют по отдельному, достаточно низко-
му предельному спектру ПС-65
Центральный пост управления обычно предусматри-
вают на судах с постоянной вахтой и на судах смешан-
но
него «река—море» плавания. Как показали исследова-
ния, звукопоглощающие конструкции в ЦПУ на этих
судах, где вахтенные длительное время находятся в
машинном отделении, ослабляют эквивалентные уров-
ни звукового давления примерно на 3 дБ.
Расположение отсеков ЭУ по длине судна оказывает
большое влияние на акустическую обстановку в обита-
емых помещениях. Помещения или отсеки малошумных
агрегатов целесообразно размещать между шумными и
обитаемыми помещениями.
Отсеки дизель-генераторов на буксирных и пасса-
жирских судах необходимо располагать в нос от поме-
щений главных двигателей, если дизель-генераторы соз-
дают в обитаемых помещениях меньшие уровни шума,
чем главные двигатели, т. е. выполняется условие
Л^дг + Ю 'Я лдг — ^^дг < л'гд + Ю пгд — (106)
где /Удг, А'гд — уровни параметров вибрации, дБ А, соответственно
на лапах днзель-генератора и главного двигателя (приложение, табл. 1);
пдг Лгл — число дизель-генераторов и двигателей, работающих в рас-
четном режиме; ДАСцг, Д А'гд—виброизолирующая способность креп-
лений дизель-генератора и главного двигателя, дБ А, определяемая
по табл. 41.
Помещение ЦПУ целесообразно располагать в но-
совой части машинного отделения, так как при этом
снижается степень влияния шума от движителыюго
комплекса, а если ЦПУ расположено еще и в отсеке,
то снижается шум в обитаемых трюмных помещениях
из-за образования буферного отсека. Расположение
ЦПУ в пределах машинного отделения является наибо-
лее удобным для обслуживания ЭУ, но в этом случае
необходимо обеспечить достаточно высокую звукоизо-
лирующую способность ЦПУ от структурного и воздуш-
ного шума.
На рис. 60 приведены примеры удачных расположений машин-
ных отделений На буксире up. РЗЗ (рис. 60, а) в машинном
171
Рис 60 Схемы машинных отделений, разделенных на несколько
помещений, для судов:
в — пр PJ3. б — пр 15711. в — пр 1577 / — помещение главных двигате-
лей, 11 — отсек ГЭРЩ, П1 — жилые помещения; IV — помещение дизель
генераторов; V — котельная; V/ — ЦПУ
172
отделении выделен тихий отсек, где размещен ГЭРЩ, г е создание
буферного отсека способствует снижению уровней шума в обитае-
мых помещениях.
На нефтерудовозе пр 1570 (рис 60, б) дизель-генераторы, котел
н пост ГЭРЩ выгорожены в отдельное помещение.
На пассажирском теплоходе «Россия» пр 1577 (рис 60, в)
виброизолированные дизель-генераторы размещены в отсеке н нос
от помещения главных двигателей ЦПУ расположен за отсеком
дизель-генераторов в пос, а котельная уствиовка отделена от
помещения главных двигателей переборкой с вырезом
К конструктивным средствам снижения шума отно-
сят; звукоизолирующие кожухи на двигатели; глушите
ли шума впуска; экранные глушители на систему впус-
ка; звукопоглощающие конструкции на ограждениях
машинного отделения; звукопоглощающие экраны, уста-
навливаемые вблизи двигателей; экраны, частично от-
крытые или закрытые кабины, предназначенные для
снижения шума в отдельных зонах обслуживания или
в месте установки телефона.
В настоящее время кожухи па судовые дизели ши-
роко не применяют как в отечественной, так и в зару-
бежной практике.
Это объясняется отсутствием отработанных конст-
рукции, не затрудняющих эксплуатацию машины
Ряд звукоизолирующих кожухов был испытан на су-
дах.
На пассажирском теплоходе типа «Заря» пр. Р83 был установ-
лен звукоизолирующий кожух на главный двигатель М401 Он со-
стоял из каркаса и съемпых щитов двухстенной конструкции
Наружные стенки щитов были выполнены из легкого сплава тол-
щиной 2 мм с впбропоглощающим покрытием из мастики № 579
толщиной 6 мн и звукопоглощающим материалом толщиной 30 мм
Акустическая эффективность этого кожуха и аналогичного, выпол-
ненного из стали и испытанного на стенде завода, видна на
рис 61, о и б
На ледоколе финской постройки выполнен металлический
кожух на дизель-генератор Несмотря на то, что кожух ие закры-
вает поддон дизеля, удалось довольно значительно ослабить уровни
звукового давления (рис 61, в).
173
63 12S 2f3 gv 1000 ДНЮ №03 Г,ГЦ 63 12S №0 SOO 1000 2000 бОООЩ
ОЛ^.дБ________________________
gl- I . I I____1___ ,,i I Рис 61. Акустическая эф-
63 125 250 600 1000 2000 WOO$Гц фективность кожуха, дБ:
а — кожух из легкого сплава (В =2 им), установленный ив двигатель
M40I в машинном отделении пассажирского теплохода пр Р83; б — то же.
ва стали (8=2 им), испытанный на стенде завода, е — кожух (8=2 мм)
установлен на дизель-генератор с двигателем ЯДб в машинном отделении
мелкоеадншсго ледокола пр. 1191
Удачен опыт применения кожуха из нескольких слоев плотной
ткани (брезента), разработанного Астраханским Рыбвтузом. Кожух
был установлен на двигатель М401 в машинном отделении теплохо-
да на подводных крыльях «Ракета». Он ослабал уровни звукового
давления на 5—8 дБ и не создавал больших неудобств при обслу-
живании дизеля.
Сейчас наиболее желателен малошумный дизель с
кожухом, который был бы его составной частью и да-
вал возможность проводить визуальный осмотр и об-
служивание наиболее ответственных узлов без разбор-
ки кожуха.
Шум системы газотурбонаддува дизелей обычно
превышает механический шум. Даже при установке
штатных глушителей это превышение составляет 10—
12 дБ (3—4 дБ Л).
Эффективным дополнительным средством снижения
шума газотурбонаддува являются экранные глушите
ли.
На рис 62 представлен экранный глушитель, установленный
иа буксире-толкаче мощностью 2900 кВт дли ослабления шума, со-
здаваемого системой газотурбонаддува дизеля 10Д40 Подобный
экранный глушитель был применен также на нефтерудовозе для
174
снижения шума системы газотурбонаддува дизеля 6NVD48AU.
Указанные глушители позволили ослабить шум от газотурбонадду-
ва до уровней механического шума двигателя (рис 63)
Аналогичные конструкции экранных глушителей были разрабо
таны и внедрены на судвх Эстонского морского пароходства
Рис. 62 Экранный глушитель для снижения шума системы газотур-
бонаддува двигателя Д40:
I — двигатель- 2 — система газотурбонаддува; 3 ~ экрааиый глушитель
о Сбо-w 4 — штанги креплении глушители; 5 — корпус глушителя, 6 .
звукопоглощающий материал. 7 — перфорированная зашивка; 8 — шпиль
175
Для снижения отраженного шума применяют сплош-
ные и штучные звукопоглощающие конструкции. Штуч-
ные конструкции изготовляют плоскими и объемными
(пирамиды), которые устанавливают на свободных по-
верхностях машинного отделения.
Звукопоглощающая способность конструкций зави-
сит от их площади, конструктивных особенностей, тех-
нологических факторов и места установки. Максималь
ное ослабление шума они обеспечивают при площади
покрытия примерно 60%. Измеренная звукопоглоща-
ющая способность конструкций при различной их пло-
щади изображена на рис. 64.
Наиболее рационально применять в машинных отде-
лениях конструкции, у которых максимум коэффициен-
та звукопоглощения в диапазоне средних и высоких
частот, ибо в этом частотном диапазоне наблюдаются
наибольшие усиления уровней звукового давления над
нормативными значениями. Этому условию удовлетво-
ряют конструкции, выполненные из пористо-волокнис-
того материала. Наиболее оптимальна конструкция с
Рис. 63 Кривые ослабления шума в машинном отделении при экра
пировании системы впуска двигателей 6NVD48AU(e) и 10Д40(б):
турбовадлува; 2 — то же. с экранным глушителем
176
Рис 64. Акустическая эффективность звукопоглощающих конструкций
ALsn в отраженном звуконом поле;
о—мешенное отделение теплохода «Восход» ($к = 0,3$,,); б — машинное отде-
ление теплохода «Волго-Балт-134» (SK = 0,635ni
звукопоглощающим материалом толщиной 25—40 мм,
отнесенным от жесткой стенки на 40—50 мм. У такой
конструкции достаточно хорошая звукопоглощающая
способность при значительной экономии дорогостояще-
го материала.
Защитные покрытия для звукопоглощающего мате-
риала должны быть выполнены как акустически проз-
рачные, т. е. не изменяющие коэффициента звукопогло-
щения в широком диапазоне частот.
Для защиты от влаги и высыпания звукопоглотитс-
ля применяют пленку, стеклоткань, алюминиевую фоль-
гу, а для защиты от механических повреждений — пер-
форированные зашивки или сетки. Измерения показы-
вают, что плевки толщиной более 25 мкм и перфориро-
ванные зашивки с коэффициентом перфорации менее
30% в значительной степени снижают акустическую эф-
фективность конструкций. С этой точки зрения, наибо-
лее удачным покрытием следует признать стеклоткань
с сеткой.
Акустическая эффективность звукощллощающих
конструкций зависит от технологии их окраски (нс до-
пускается закрашивание отверстий перфорации защит-
ного экрана). Поэтому звукопоглощающий материал не-
обходимо устанавливать на расстоянии 10- 15 мм от
перфорированного экрана, а металлические листы ок-
177
рашивать до их установки на судне или применять кис-
тевую окраску.
Звукопоглощающая способность конструкций зави-
сит от места их установки. Когда мала площадь проема
между машинным отделением и шахтой, то при установ-
ке звукопоглотителей в последней шум в помещении
главных двигателей не уменьшается. При значительной
площади проема больший эффект возможен, если зву-
копоглотители размещены в помещении главных двига-
телей, а не в шахте.
На рис. 65 изображены кривые ослабления уровней
звукового давления в машинном отделении в диапазо-
не высоких частот при установке звукопоглотителей в
шахте в зависимости от отношения площади проема
S,iP к площади палубного перекрытия 5Пял.
В отдельных случаях звукопоглощающие конструк-
ции в шахтах устанавливают из -за необходимости сни-
зить внешний шум, распространяющийся из светового
люка машинного отделения, или воздушный шум в
смежных с шахтой помещениях.
До сих пор были рассмотрены способы снижения
отраженного шума в машинном отделении путем разме
щения звукопоглотителей на его ограждениях. Возмо-
жен и другой способ установки звукопоглотителей на
специальном экране, который приближается к источни-
ку шума. Звукопоглощающие экраны, устанавливаемые
вблизи дизелей, позволяют уменьшить расход звукопо-
глощающего материала.
На буксире мощностью 220 кВт пр. Р96А для снижения шума
двигателя ЗД12 был установлен экран / с зв}копоглотителем" ’
(рис 66) При испытании этого устройства наблюдали ослабление
шума не только за экраном, но н вне экранируемой зоны на
2—4 дБ
В отдельных зонах машинного отделения можно до-
биться локального уменьшения шума, применяя плоские
178
Рис. 65. Ослабление уровней
звукового даалепвя в машинном
отделении при установке зву-
копоглощающих конструкций в
шахте:
тающих конструкций в МО. 2 —
при наличии звукопоглощающих
конструкций на площади ог-
Рис. 66 Экран над двигателем
ЗД12 на буксире пр. Р96А
экраны, частично открытые и закрытые кабины. Эти
средства можно применять для уменьшения шума в зо-
не расположения постов управления, котлов, конторок
и т. п. Плоские экраны эффективны вблизи источников
шума и при наличии в машинном отделении звукопо-
глощающих конструкций. Частично открытые кабины
обеспечивают более высокую акустическую эффектив-
ность, чем плоские экраны. Их можно устанавливать в
любых зонах машинного отделения. При применении
звукопоглощающих конструкций в таких кабинах повы-
шается их эффективность на 2—4 дБ.
Для обеспечения хорошей слышимости телефонных
разговоров в машинных отделениях устанавливают час-
тично открытые и закрытые кабины.
Уровни звукового давления в телефонных кабинах
из условия обеспечения удовлетворительной слышимости
не должны превышать следующих значений:
179
Частота, Гц.......... 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Уровень звукового давле-
ния, дБ............ 77 80 83 82 80 77 74 67
Кривые ослабления уровня шума, обусловленного
установкой частично открытой и закрытой кабины для
телефонных переговоров, изображены на рис. 67.
Средства индивидуальной защиты. На судах приме-
няют противошумные втулки (вкладыши), наушники,
шлемы, гарнитуры. Эти средства, обеспечивая доста-
точно высокое ослабление шума, в то же время при
длительном применении вызывают неудобства при ра-
боте, так как создают дискомфорт, раздражают кож-
ный покров и т. п. При кратковременном посещении
шумных зон средства индивидуальной защиты не вызы-
вают этих отрицательных явлений.
Средства индивидуальной зашиты выбирают в соот-
ветствии с санитарными нормами, если максимальный
уровень звукового давления в машинном отделении
£тих превышает предельный спектр шума ПС-80. Акус-
тическую эффективность их выбирают из условия
Д ^инд ^тах — ^ПС-80. (107)
Акустические характеристики наиболее распростра-
ненных средств индивидуальной защиты приведены в
табл. 38.
ej zso wm -му г, гц
180
Рис 67. Акустическая эффек-
тивность кабин для телефонных
переговоров, установленных в
машинных отделениях:
/ — частично открытая кабина па
мезкосидящем ледоколе пр. 1191
(Финляндия); 2 — закрытая ка-
бина с звккопослощакяциы ма-
териалом (SK-=0.8Sn > на земле-
Таблица 38. Эффективность средств индивидуальной защиты
Наименование ЛТи|,д, ЛЬ, и октавных полосах со средне- геометрическими частотами, Гц ДГ, ЛННД’ дБ Л
125 250 яю 1000 2000 4ИХ1 «вч
Тампон из хлои- кивоЛ ваты 3 3 3 8 15 15 16 8
«Беруши» 5 о 9 9 16 20 2! 9
«Антифоны» 10 10 10 13 24 29 2Ь 13
В1ШИИОТ-1А ю 14 1(> 17 36 36 34 17
ВЦНИИОТ-2М / 11 14 22 35 45 38 09
ВЦНИИОТ-7М 10 16 18 22 36 40 32 24
Акустическая эффективность средств индивидуаль-
ной зашиты в дБ А определена для наиболее характер-
ного для машинных отделений высокочастотного спект
ра шума.
Организационные мероприятия по уменьшению вре-
мени воздействия шума на вахтенных. К ним относят:
рациональное планирование работ в ходовом и стояноч-
ном режимах; применение дизелей, продолжительность
обслуживания которых мала; техническое обслужива
ние с привлечением береговых производственных участ-
ков, выполнение работ ремонтными бригадами или
командой на специальных стоянках.
Акустическую эффективность AZ.,, „ от снижения вре-
мени пребывания вахтенных вследствие переноса работ
но плановому техническому обслуживанию из ходового
в стояночный режим можно рассчитать по снижению
трудозатрат. Для этого нужно сравнить суммарную
Трудоемкость работ SSX с суммой трудоемкостей не-
плановых технических обслуживании Г5НХ, регулярных
осмотров 2SC х и уборок Х5Уб.х, т. е.
- Ю«в- уГ7-----Vs -------------• (Ю8>
XJ '’н.Х Т <’с.х ‘ °уб.»
181
Расчеты, выполненные по формуле (108) для грузовых судов
типа «Волго-Дон» и «Сормовский», показали, что ЛЛП п=3 дБ А
При обслуживании судов береговыми и производственными участ-
ками ослабление шума составляет 2—3 дБ А.
29. РАСЧЕТ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ УРОВНЕЙ
ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ
При выполнении работ ио техническому обслужива
нию ЭУ вахтенные находятся под воздействием (пере-
менного по уровню и времени действия) шума. Степень
влияния такого шума можно оценить эквивалентными
уровнями звукового давления или эквивалентным уров-
нем звука в дБ А.
Расчет эквивалентных уровней звукового давления в
октавных полосах частот состоит из следующих этанов
[12]
1. С учетом примененных средств снижения шума,
создаваемого главными двигателями и дизель-генерато-
рами, определяют уровни звукового давления в основных
зонах (см. табл. 33) в ходовом LX{ и стояночном Lv« ре-
жимах по зависимостям гл. Ш.
2. Рассчитывают эквивалентные уровни звукового
давления, дБ, на двух режимах работы ЭУ с учетом
времени пребывания вахтенных в основных зонах работ
по формулам:
L,'i - Lci 1- l0,gn2c«, (HO)
где г/га — показатели, характеризующие преми пребывании
вахтенных в зонах работ, которые можно принимать по статисти-
ческим данным (см. табл. 36) или рассчитывать.
Для зон машинного отделения, звукоизолированных
от шума главных двигателей и дизель-генера горов,
и L»c< можно не рассчитывать, так как воздейст-
вие шума па вахтенных в таких зонах незначительно.
182
3. Рассчитывают эквивалентные уровни звукового
давления, дБ, шума, воздействующего на вахтенных при
их работе в различных зонах машинного отделения на
каждом из рассматриваемых режиме работы ЭУ, по вы-
ражениям:
£L,x^iOlg £10"-,£»
(111)
2 ав.с - ю ig 210”’lt9 с'
(112)
где 1=1, 2, 9 — рассматриваемые зоны машинного отделения.
Значения TLax и удобно определять по прави-
лу суммирования логарифмических уровней.
4. Определяют эквивалентные уровни звукового дав-
ления в рассматриваемых режимах работы ЭУ с уче
том времени пребывания вахтенных в машинном отде-
лении, в различных его зонах, а также с учетом дли-
тельности навигации:
(ИЗ)
(114)
При
Aix-lOlgLT-5-. A£CT_J01gy^-
Гх"1х Tcntc
I де A£u — составляющая, учитывающая уменьшение времени пре-
бывания вахтенных в шумных зонах при оборудовании в машин-
ном отделении ЦПУ (при наличии ЦПУ Д7.п—3 дБ, а при отсут
ствии ДЛц=0); Тк — продолжительность календарного года, сут;
Т„, Тс — продолжительность ходового и стоявочного периодов
навигации (продолжительность зимнего отстоя судов не учитыва-
ется), сут; л1Х| п|с — показатели, характеризующие время пребы
вания вахтенных в машинном отделении соответственно в ходовом
и стояночном режимах, которые можно принимать но статистнче
сьим данным (см. табл 37) или рассчитывать.
183
Усредненные значения Д£х и ДЬС для различных ти-
пов речных судов приведены в табл. 37, причем приня-
то, ЧТОЛ1с=1.
5. Рассчитать суммарные эквивалентные уровни
звукового давления, воздействующего на вахтенных за
год, по формуле
£в.г = 10 + 10v>,£s.c ) (115)
и значения L3r сравнить с допустимыми (ПС-80).
Для расчета эквивалентных уровней звукового дав-
ления в октавных полосах частот требуются большие
затраты времени.
Трудоемкость расчета можно существенно снизить,
если вместо уровней звукового давления в восьми ок-
тавных полосах частот вычислять одно значение уровня
звука в дБ Л.
30. УПРОЩЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА
ЭКВИВАЛЕНТНОГО УРОВНЯ ЗВУКА
При разработке метода был использован предложен-
ный В. И. Заборовым и Д. Б. Ващук [8] способ рас-
чета ожидаемых уровней звука в дБ А.
Двигатели характеризуют- корректированным уров-
нем звуковой мощности ЬГА> дБ А, и характеристикой
спектра шума ВСа (см. гл. II).
У средств снижения шума в машинном отделении
более высокая акустическая эффективность в высоко-
частотной части спектра. Ослабление уровня звука,
дБ Л, после применения средств зависит от характера
спектра шума, кроме того изменяется значение ВГл-
Максимальные составляющие спектра смещаются в низ-
кочастотную область. Поэтому при расчете уровня зву-
ка необходимо учитывать характер изменения спектра
шума.
184
Расчет выполняют для двух вариантов расположе-
ния главных двигателей и дизель-генераторов.
Главные двигатели н дизель-генераторы расположены в одном
помещении. Принята такая последовательность расчета
1. Уровни звука в ходовом режиме от главных двигателей и
дизель генераторов определяют по формулам:
1>.г - +<’ 'и 2"» - <||6>
L, + №'82”»<"'>
где Тп=/.рл+Ю 1g л—А£п — уровни звука в помещении от глав-
ных двигателей или двзель-генераторов, дБ Л (здесь LPfl — кор-
ректированный уровень звуковой мощности главных двигателей или
дизель-генераторов по приложению или расчетам (см. п. 7, дБ А);
п — число главных двигателей или дизель-генераторов, обслужива-
ющих ходовой режим; Д£п — изменение уровня звука в помеще-
нии, определяемое по рис- 68 в зависимости от полной площади
ограждений Su (м2). и характеристики спектра шума Вса, дБ Я;
ХИгх — сумма показателей лги (см. табл. 36), характеризующих вре-
мя пребывания вахтенных у агрегатов или в рабочих зонах помещения
(время пребывания вахтенных у агрегатов или в рабочих зонах,
расположенных в звукоизолированных выгородках, не учитывается)
в ходовом режиме; ДАВф х — суммарная акустическая эффектив-
ность принятых конструктивных средств снижения шума (см. п. 31),
дБ А; ЛДуд — поправка, учитывающая неравномерность звукового
поля в машинном отделении с влощадью ограждений Sn>=400 м2,
равная 2 дБ Л;при 5п<400 м2 принимают Д£уя=0
2. Уровень звука в ходовом режиме вычисляют по прави-
лу сложения уровней суммированием величин Li г и i, д.
3. Уровень звука в стояночном режиме определяют по формуле
I <118)
где 2л2с — сумма показателей «хе (см табл. 32), характеризующих
время пребывания вахтенных у агрегатов или в рабочих зонах ма-
шинного отделения (время пребывания вахтенных у агрегатов или
в рабочих зонах, расположенных в звукоизолированных выгородках,
ие учитывается) в стояночном режиме, &£»<}> с — суммарная эф-
фективность принятых конструктивных средств синжеиня
шума, дБ А
При безвахтенном обслуживании машинного отделения стояноч-
ный режим при расчетах уровня звука ие учитывают.
16>
Рис. 68. Характер изменения
уровня звука Д£„ в помещении
Главные двигателя и дизел
4. Эквивалентный уровень зву-
ка, воздействующего на вахтен-
ных за год в ходовом (L3Z) и
стояночном (£э.с) режимах, опре-
деляют по ф°РмУпам (43, 114),
принимая a ^LBr =
—ЭДст, полученным по формулам
(116—U8).
б Суммарные экаивалентные
уровни звука £аг, воздействую
щего на вахтенных за год, спреде
ляют по правилу сложения уров-
ней суммированием значений £эх
и £э с. Затем значение LB.r срав-
нивают с допустимым уровнем
звука 85 дБ А.
генераторы расположены в разных
помещениях. Принята такая последовательность расчета.
1 Уровни звука в ходовом режиме в помещениях главных дви-
гателей и лизель-геиераторов рассчитывают по формулам:
:10 4 у , - й- а'„: (119)
-ON'S -4Л.4-«. <12"'
где с, 2п»х д — сумма показателей «аж (см табл. 36), харак
теризующих время пребывания вахтенных у агрегатов или в рабо-
чих зонах, соответственно в помещениях главных дивгателей и ди-
зель-генераторов (время пребывания ивхтенных у агрегатов или
в рабочих зонах, расположенных в звукоизолированных выгородках.
не учитывается)-
2- Уровни звука в ходовом режиме 22-х определяют по прави
лу сложения логарифмических уровней суммированием значений
Хх г и Lz д-
3. Уровень звука в стояночном режиме вычисляют по формуле
£ст “ 101g - А/-«Ф .С (,21>
где Ел2С д — сумма показателей пгс (см табл 36), характеризую
щих время пребывания вахтенных у агрегатов или в рабочих зонах
в помещении двзель-генераторов (время пребывания вахтенных у
агрегатов или в рабочих зонах, расположенных в звукоизолирован-
ных выгородках, не учитывают)
186
В дальнейшем расчет эквивалентных уровней звука
выполняют в такой же последовательности, как в рас-
смотренном выше случае, когда главные двигатели н
дизель-генераторы расположены в одном помещении.
31. ВЫБОР СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ШУМА
Средства снижения шума выбирают в такой после-
довательности:
рассчитывают эквивалентный уровень звука в ма-
шинном отделении без специальных противошумовых
мероприятий при ранее выбранном общем расположе-
нии;
результаты расчета сравнивают с допустимым значе-
нием и определяют их превышение над нормой;
по разности уровней звука подбирают необходимый
противошумовой комплекс.
Анализ акустической обстановки в машинных отде-
лениях. На судах различных типов время пребывания
вахтенных в машинных отделениях колеблется в широ-
ких пределах и характеризуется показателем Л1Ж=
=0,03—0,7 (см. табл. 37), а уровни звука, создавае-
мые дизелями в машинных отделениях, составляют
100—120 дБ Л.
Ослабить уровни звука в стояночном режиме не-
трудно Выгородка стояночных дизель-генераторов в
отдельное помещение и установка глушителей шума в
системе вентиляции позволяют решить эту задачу. По-
этому основные сложности возникают при разработке
мероприятий по снижению шума в ходовом режиме ра-
боты судна.
В табл. 39 приведены средние значения превышения
эквивалентного уровня звука, воздействующего на вах-
тенного за год, над допустимым, равным 85 дБ Л. При
этом рассматривался только ходовой режим, а его про-
должительность равна 50% времени навигации. Пре-
J87
Таблица 39- Превышение эквивалентного уровня звука
в машинном отделении ДТлр над допустимым значением, дБ А
Уронеиь зоукя о машинном отделении, дБД
9з ИЮ 105 по 115 120
0,03 - 8 -3 2 7 12 17
0,06 д 0 I) 10 15 20
0,125 -2 3 8 13 18 23
0,25 1 6 Н 16 21 25
0,50 4 9 14 19 24 29
0,70 11 16 21 26 31
1,0 7 12 17 22 27 32
вышение эквивалентного уровня звука над нормой за-
дано в зависимости от показателя п\х в машинном от-
делении без общепроектных и конструктивных средств
снижения шума (табл. 39).
Анализ данных табл. 39 показывает, что для боль-
ших грузовых, пассажирских и буксирных судов (nix=
==0,5) превышение над нормой при уровнях звука в
машинном отделении 100, 105 и 110 дБ А составляет 9,
14 и 19 дБ А соответственно.
Акустическую эффективность таких архитектурно-
планировочных средств снижения шума, как звукоизо-
лирующие выгородки для малошумных агрегатов и зон
обслуживания, определяют по зависимости
(122)
где 2пгх — сумма показателей пп, дБ Л, характеризующих врем»
пребывания вахтенных у звукоизолироввнных .малошумных агре-
гатов (см. табл. 36).
Максимальное значение Лбма составляет 5 дБ А. Ослабление
шума, обусловленного средствами заукопоглощения, равно пример-
но 4 дБ Л, а установленными выгородками дизель-генераторов —
порядка 2 дБ А.
188
Поэтому максимальное ослабление уровня звука, по-
лученное в результате применения общепроектиых н
конструктивных средств снижения шума, составляет
9-11 дБ Л.
В машинных отделениях с постоянной вахтой время
воздействия шума на вахтенных возрастает (Л1Х=0,74-
4-0,8), но если оборудовать пост наблюдения или ЦПУ,
то можно снизить шум примерно на 3 дБ Л.
Отсюда следует, что в машинных отделениях круп-
ных судов, где уровень звука выше 102 дБ Л, архитек-
турно-планировочные и конструктивные средства пе
обеспечивают ослабление уровня звука до норматив-
ного. Дальнейшее ослабление шума на этих судах
возможно только благодаря сокращению времени
пребывания вахтенных в зонах повышенного
шума.
На судах малых размерений время пребывания вах-
тенных в машинных отделениях незначительно
=0,304-0,01), но, как правило, уровни звука составля
ют 110—120 дБ Л вследствие применения высокооборот
ных форсированных двигателей. Добиться ослабления в
этом случае можно путем установки звукоизолирующих
кожухов и звукопоглощающих конструкций. Однако ко
жухи сильно загромождают помещения, поэтому основ
ное средство снижения шума — звукопоглощающие
конструкции.
Как видно из данных табл. 39, если уровень звука
в машинном отделении маломерного судна составляет
менее 110 дБ Л, то средства звукопоглощения умень-
шают шум до значения, близкого к норматив-
ному.
Во всех случаях в таких машинных отделениях еле
дует применять средства индивидуальной зашиты.
Акустическую эффективность конструктивных средств
снижения шума определяют по зависимости
1«9
ллвф-л1в+л£3.к.
(123)
где AL» — ослабление уровня звука, дБ А, обусловленное при-
менением средств частичного или полного капотирования двигате-
ля, к которым относят звукоизолирующие кожухи (металлические
или из мягких материалов) и звукопоглощающие экраны, устанав-
ливаемые над двигателем; AL3 и — ослабление уровня звука бла
голарн использованию звукопоглощающих конструкций, дБ А.
Если уровень звука системы газотурбонаддува дизе-
ля с штатным глушителем превышает механический
шум, необходимо устанавливать экранный глушитель.
Требуемую звукопоглощающую способность экранного
глушителя подбирают в соответствии с данными п.38
так, чтобы уровень аэродинамического шума не превы-
шал уровень механического. При выполнении этого ус-
ловия в расчет принимают только данные шума меха-
нического происхождения.
Для того чтобы правильно определить акустическую
эффективность конструктивных средств, дБ А, не-
обходимо учитывать характер изменения спектра
Рис. 69. Акустическая эффективность енуковзолнрующих средств
(с) и изменение характера спектра шума АВсл (б):
1 — кожух из стали ( 8=2 мм) с авукопоглотителем; 2 — кожух из лег
кого сплава (8 =2 мм) с авукопоглотителем; 3 — кожух брезентовый
'* —* -----------— “ ------- над двигателем
190
0 2 Ъ е SW12 ПВеллБ
Рис. 70. Акустическая эффективность звукопоглощающих конструк-
ций ALs.k, установленных в машинном отделении (о), и изменение
характера спектра В сд в нем же (б)
191
исходного спектра Вса звуковой мощности двигателя
незначительно, т. е.
всл = всл + 1- <124>
Ослабление уровня звука, обусловленное средства-
ми капотирования двигателя, видно из рис. 69. а. а из-
менение спектра шума — на рис. 69, б.
Акустическая эффективность звукопоглощающих
конструкций в зависимости от площади ограждений по-
мещения и характеристики спектра изображена на
рис. 70, а, а изменение спектра шума ДВса в случае
применения этого средства — ва рис. 70, б.
Таким образом, при расчете каждого нового средст-
ва снижения шума следует учитывать изменение спект-
ра шума, которое произошло после применения преды-
дущего средства, т. е
“'ел-вел+(125)
Если после применения всех возможных средств
снижения шума не удается обеспечить санитарные нор-
мы шума, необходимо определить допустимое время
пребывания вахтенных в машинном отделении /д, мин,
в ходовом режиме за ] сут, т. е.
/д = 48OnIX/lOo,,atnp. (126)
где А£пр — превышение уровня звука над санитарной нормой, дБ А
В спецификации по судну должно быть указано, что
работы по техническому обслуживанию ЭУ следует вы-
полнять в основном на стоянке, а время пребывания
вахтенных в машинном отделении на ходу' судна не
должно превышать допустимого tR. На допустимое вре-
мя следует ориентироваться при организации вахтенной
службы.
192 6*
Глава VII
ПРОТИВОШУМОВОЙ КОМПЛЕКС для жилых,
ОБЩЕСТВЕННЫХ И СЛУЖЕБНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
32. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОЖИДАЕМЫХ УРОВНЕЙ ШУМА
Противошумовой комплекс,
предназначенный для снижения шума, создаваемого
главными двигателями, дизель-генераторами и движи-
телями, существенно влияет на выбор энергетической
установки, главных размерений и общего расположения
судна из-за большой его стоимости, а масса противошу-
мового комплекса на современных теплоходах занима-
ет третье место в нагрузке судна (после масс разделов
«Корпус» и «Механизмы»). Шум от других источников,
как правило, может быть снижен без больших затруд-
нений.
Основной способ снижения шума на судах — это ар-
хитектурно-планировочный метод, т. е. рациональное
общее расположение. Обитаемые помещения следует
располагать так, чтобы в шумных зонах находились не-
нормируемые по шуму помещения (кладовые, санбло-
ки, аккумуляторные и т. п.), в более тихих — помеще-
ния, нормируемые по наиболее высоким предельно
допустимым уровням шума (производственные помеще-
ния). Далее необходимо размещать служебные и обще-
ственные помещения. В зонах, наиболее удаленных от
источников шума, следует располагать жилые и меди-
цинские помещения.
Противошумовой комплекс от основных источников
выбирают на базе расчета ожидаемых уровней шума.
Определяют долю шума от каждого источника в расчет-
ном помещении и пути распространения звуковых волн.
Приведенные в предыдущих главах материалы по-
зволяют рассчитать ожидаемые уровни звукового дав-
7—428 193
ления в любом помещении и подобрать необходимые
средства его снижения.
В практике проектирования судов расчеты ожидае-
мых октавных уровней звукового давления выполняют
на основании руководящих технических документов.
Упрощенный расчет уровней звукового давления
проводят по методике расчета ожидаемых уровней зву-
кового давления в октавных полосах частот для речных
судов [14, 31] Этот расчет позволяет одновременно
выбрать комплекс противошумовых мероприятии с уче-
том массы и приведенных среднегодовых затрат на
конструктивные средства снижения шума.
Для создания оптимального судна необходимо рас-
считать несколько вариантов противошумового комплек-
са для каждого варианта судна. Высокая трудоемкость
расчета даже по упрощенной методике затрудняет по-
иск оптимального варианта, так как сроки разработки
проекта обычно ограничены. Трудоемкость может быть
существенно снижена, если по аналогии с расчетом шу-
ма в машинном отделении перейти от октавных уров-
ней звукового давления к уровням звука в дБ А.
33. РАСЧЕТ УРОВНЕЙ ЗВУКА В дБА
Акустические характеристики источников шума зада-
ют двумя параметрами — корректированными уровня-
ми звуковой мощности Lfa и логарифмическим уров-
нем виброскорости Nad в дБ А — и двумя характери-
стиками спектра Вс а к Вс а (см. гл. 2).
Характеристика спектра шума в помещениях. Ос-
новная сложность расчета уровней звука в дБ А заклю-
чается в том, чтобы при поэтапных вычислениях не
потерять информацию о характере спектра шума и полу-
чить достаточно точный результат. При распростране-
нии по судну шум затухает. причем на высоких часто-
тах всегда быстрее, чем на низких. Поэтому при удале-
144
нии от источника не только снижается уровень шума,
но и изменяется его частотный состав. Спектр шума
становится более низкочастотным, т. е. ВСл увеличива-
ется.
У большинства противошумовых средств более вы-
сокая акустическая эффективность в высокочастотной
части спектра. Снижение уровня звука, выраженного в
дБ А, после применения таких средств зависит от спект-
рального состава шума. Кроме того, одновременно про-
исходит изменение Вса- Максимальные составляющие
спектра еще больше смещаются в область низких час-
тот.
Проведенный авторами анализ показал, что при рас-
чете воздушного шума от двигателей, структурного шу-
ма от гребных винтов, а также при расчете структур-
ного шума от двигателей, имеющих средне- и низкочас-
тотный спектры шума, в помещениях, достаточно уда-
ленных от источников, максимальные составляющие
спектра стабилизируются в зоне низких и средних час-
тот. В этом случае акустическая эффективность меро-
приятий может быть задана их усредненным значени-
ем. характерным для этого частотного диапазона.
В расчетах параметров структурного шума от дви-
гателей с высокочастотным спектром в помещениях,
расположенных вблизи источников шума, если исполь-
зовать среднюю акустическую эффективность меропри-
ятий, результаты расчета будут завышены на 2—4 дБ А,
поэтому для такого случая необходимо производить кор-
ректировку расчета. Точность расчета уровней звука по
методике составляет ±4 дБ А с доверительной вероят-
ностью 0,96.
Расчетные схемы распространения шума по судовым
помещениям составлены для следующих типов судов:
буксиры, толкачи, ледоколы и рейдовые суда (рис. 71);
грузовые суда (рис. 72); пассажирские туристские суда
(рис. 73); пассажирские суда для местных внутригород-
7* 195
Рис. 71. Схема расположения помещений па буксирах, толкачах,
ледоколах и рейдовых судах и нумерация кривых спадов шума:
а — при расположении источников в отсеке Z, б — то же. в отсеке П.
в — для судов мощностью свите S00 кВт с днзель-геператорами. располо-
женными в одном отсеке с главными двигателями или в выгородке в пре-
делах одного отсека; г — то же. мощностью до ТОО кВт
Рис- 72. Схема расположения помещений на грузовых судах и ну-
мерация кривых спадов шума:
а — суда грузоподъемностью от 1000 до 5000 т; б — до 1000 т
196
Рис 73. Схема расположения помещений па пассажирских туристских
судах и нумерация кривых спадов шума;
с — при расположении источников в отсеке /, б — то же, в отсеке Н-,
в — при расположении дизель генераторов в одном отсеке с главными дви-
гателями или в выгородке в предвидя одного отсека
197
Рис 74. Схема расположения помещений на пассажирских судах для
местных, внутригородских и пригородных линий и служебио-разъ
ездных катерах:
а — без двойного дна и поперечных переборок; б — с двойным дном, о —
с попереепой переборкой: г — с двойным дном и поперечной переборкой
198
ских и пригородных линий и сл у жебно-разъездные ка-
тера (рис. 74). На рис. 71—74 приведены номера кри-
вых ослабления уровней структурного шума, создавае-
мого главными двигателями (ГД) и дизель-генератора-
ми (ДГ), обозначенные литерой С; от структурного шу-
ма, создаваемого вибрацией кормовой оконечности суд-
на, К, носовым буруном и подводными крыльями —
БК; уровней воздушного шума от главных двигателей и
дизель-генераторов — В.
На судне могут быть не все помещения, изображен-
ные на обобщенных схемах. Основным критерием при
определении кривых спадов является расположение
помещений относительно кормовой и носовой пере-
борок машинного отделения и по длине и высоте
судна.
Принято считать, что суд ко спроектировано без про-
тивошумовых конструкций, если на нем:
зашивка помещений двухстенная из слоистого плас-
тика или фанеры толщиной 4 мм; настил пола из до-
сок толщиной примерно 20 мм с линолеумом; не пре-
дусмотрен звукопоглощающий материал в воздушном
промежутке двухстенных конструкций; мастичные и виб-
родемпфирующие покрытия, за исключением мастичных
покрытий на открытых участках палуб, не нанесены;
главные двигатели и дизель-генераторы установлены
жестко.
Уровни структурного шума Lc и воздушного шума
Lb. создаваемого ГД и ДГ, уровень структурного шума,
вызываемого вибрацией кормовой оконечности судна
Lh для помещений, обозначенных индексами, см. на
рис. 71—74, рассчитывают но формулам:
^с-/-1с-д£с-л/-з.и-л/-з.п; (127)
дв “ Дп — — A£3J); (128)
Ак = /1к~ А£к — Д£э.и — ДАЭп; (129)
199
lie—-»l,+ al„; <130)
£1к-л'лк + 1|>'«"- д'-»- “о», <131)
где Д£с. А£в. Л1 к — соответственно ослабление уровня струк-
турною и воздушного шума от ГД или ДГ и структурного шума
от вибрации кормовой оконечности судна, определяемое по рис. 75
и 76 в зависимости от номера кривой с обозначением С. В, К и
характеристики спектра вибрации Dca и звука Всл ГД или ДГ
и характеристики спектра вибраций кормовой оконечности Dca,
соответственно, дБ А; Д£.а.в — суммарная акустическая эффек-
тивность средств звукоизоляции источников структурного звука,
дБ A; ALa в — суммарная акустическая эффективность средств
звукоизоляции помещений, дБ A; LB — уровни звука в помещении
ГД или ДГ (см. гл VI), дБ А; Д£.зф ж — суммарная акустическая
эффективность конструктивных средств снижения шума в МО для
ходового режима. дБ A; Nл„ — уровень виброскорости на лапах
ДГ и ГД (см. п. 7, дБ А); и — число ГД, ДГ или движителей,
А£д — изменение уровня звука, дБ А, в носовых трюмных поме
тениях при смещении ГД относительно целтра помещения: в нос
Д4д=0,7 /д и в корму Д£д«=—0,7 1Я (1Я — расстояние между
центром двигателя и центром помещения, где он расположен, м),
для помещений, расположенных в надстройке, Д£д=0; ДДВ — из-
менение уровня звука в помещениях, расположенных в надстройке
судна в зависимости от ширины надстройки первого яруса (для
судов с надстройкой шириной менее ширины судна Д£н—3 дБ А,
а для судов с надстройкой от борта до борта и для трюмных
помещений Д£в—0); ДЛПВ — поправка, учитывающая конструкцию
пола, при наличии в рассматриваемом помещении двухстенной кон-
струкции Д£Од=0, а при одностенной конструкции пола (напри-
мер, мастичное покрытие с линолеумом или с керамической плит-
кой — ДДОд=4 дБ A. Nak — уровень виброскорости пластин кор-
мовой оконечности судна (см, п. 8, дБ А).
Уровень структурного шума в носовых помещениях
глиссирующих судов и судов на подводных крыльях
(СПК), обозначенных индексом БК. можно рассчитать
по формуле
^БК = ЛБК — Д£БК - Л До« — °>7/6К “ Л,-э.и — Aiaп, (132)
где №к — исходный уровень виброскорости днищевых пластин в
районе буруна и носовых подводных крыльев, определяемый по
данным и. 8, дБ А; ДГвк — спад уровня структурного звука, оп-
200
Д1с, At-Kj Д1-БКг Д1-СЧ,ЯВА
Рис. 75. Спады уровней структурного шума от двигателей Д£с.
движителей Д£к. носового буруна и подводных крыльев Лдбк и
от черпаковой башни земснарядом Л1сч
201
Рис. 7€. Спады уровней воздушного шума от двигате-
лей и черпаковой башни земснарядов
202
ределяемый по рис. 75 в зависимости от номера кривой с обозна-
чением БК и характеристики спектра вибрации £>сл. дБ A; 1бк —
расстояние от района возникновения буруна и места крепления
крыльевого устройства ио расчетной точки, м.
Уровень структурного шума от ГД и ДГ для поме-
щений, не отмеченных индексом С на схемах рис. 72
и 73, расположенных в нос от МО, на пассажирских
туристских судах и для блока помещений в средней или
носовой частях корпуса грузовых судов определяют по
формуле
Lc = i1C - А'-р.П.с - 0.” - Д^э-н ~ ДДз.п, (133)
где &LV и с — спад уровней звука в зависимости от расположения
помещений по высоте в носу судна, определяемый по табл. 40.
дБ А; I — расстояние от носовой переборки помещений ГД или
ДГ соответственно до кормовой переборки рассматриваемого поме-
щения по длине судна, м.
Уровни воздушного шума от ГД и ДГ и структур-
ного шума от вибрации кормовой оконечности судна
для этих помещений малы, поэтому их можно не учи-
тывать в расчете.
Уровень структурного шума от вибрации кормовой
оконечности на грузовых и пассажирских туристских
судах в помещениях, расположенных над МО, не отме-
Таблица 40. Спады уровней звука Д£р.п.с и Д£р.п.к, дБ Л
Типы судов Расположение помещения по высоте судла
Трюм Палуба переборок 1 ярус надстрой- 11 Ярус надстрой-
Д Др и.с
Пассажирские туристские 1 17 I 19 I 24 I 30
Грузовые I 12 I 17 I 21 I 22
Д/.р.п.к
Пассажирские туристские I - | 17 I 22 1 26
Грузовые I - I 15 I 19 I 21
203
ченных индексами К (см. рис. 72 и 73), определяют по
формуле
' к = L1К - А£р.п.к - 0.7Z' - Л£л.и - А£э щ (134)
где Д2.р.п.к — спад уровнен звука в зависимости от расположения
помещений по высоте в корме судна, определяемый по табл.
40, дБ Л; I' — расстояние от кормовой переборки МО до носовой
переборки рассматриваемого помещения, м.
Уровни шума от ГД, ДГ и вибрации кормовой око-
нечности судна в салонах пассажирских судов для внут-
ригородских, местных и пригородных линий рассчиты-
вают для контрольной точки, расположенной в центре
салона, по формулам:
£в.п-£в-о,7Г;
(135)
(136)
(137)
где Z-c, £в, £к — уровни структурного, воздушного звука от ГД
или ДГ и от вибрации кормовой оконечности судна соответственно,
опредвняемые по формулам (127—129), дБ Л; I" — расстояние от
кормовой переборки салона до его середины, м.
Суммарный уровень шума в салоне XL равен сумме
составляющих Lc.n, Lb-п, Lk-п и £бк-
В рулевых рубках, расположенных в нос от МО,
уровень шума
(138)
где 2£ — суммарный уровень шума, дБ Л, в салоне от составля-
ющих £сш Z-в п, Lk в. £Бк в точке перед кормовой переборкой
рубки, при расположении рубки на одном уровне с салоном или в
точке салона под рубкой при ее расположении над салоном
В помещениях, граничащих с шахтой МО, учитывают
дополнительную составляющую воздушного звука, про-
никающего через стенку шахты, определяемую по фор-
муле
204
и = ^-Ц х ~~ ^В.ш ~~ (139)
где £п — уровни звука в помещении ГД или ДГ, дБ А; Л£аф х —
суммарная акустическая эффективность конструктивных средств
снижения шума в МО для ходового режима, дБ А; А£в ш — спад
уровня воздушного звука от ГД или ДГ в помещении, граничащем
с шахтой, определяемый по рис. 76 (кривая 5) в зависимости от
характеристики спектра шума двигатеня Йсл, дБ A; ALi — спад
уровня по высоте шахты при наличии в шахте звукопоглощающих
конструкций (ЗПК); ALi=l,5 /ш (/ш — расстояние от среза шах-
ты до середины переборки рассматриваемого помещения, м) при
отсутствии в шахте ЗПК Д£т = О, дБ А.
Затем Ьв.шСуммируют с другими составляющими.
34. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОТИВОШУМОВОГО
КОМПЛЕКСА
Средства снижения шума делят на 2 группы: средст-
ва звукоизоляции источников и средства звукоизоляции
помещений.
Средства звукоизоляции источников уменьшают ис-
ходные уровни звука и звуковой вибрации, т. е. обес-
печивают снижение какой-либо одной составляющей
шума во всех помещениях судна, а средства звукоизо-
ляции помещений — всех составляющих шума в каком-
либо одном помещении или группе помещений.
Акустическая эффективность средств снижения шу-
ма и ориентировочные значения их относительной сто-
имости приведены в табл. 41.
При выборе необходимых средств следует иметь в
виду, что средство № 10 («плавающий пол») исключа-
ет одновременное применение с ним средств № 7, 8 и
9. так как они в этом случае уже предусмотрены. По
этой же причине средство № 11 (конструкция типа «ка-
юта в каюте») исключает одновременное применение с
ним средств № 7, 8, 9 и 10.
Оптимальный противошумовой комплекс можно вы-
бирать по следующим критериям: приведенные средне-
205
Таблица 41. Основные"характеристики
На1<меноваиие Частине показатели
*с, Р- ДБД.М1 *м, кг ЛБД-М*
Средства звукоизоляции источников 1. В11броизолирующее крепле- ние ГД Виброизол я горы: резшюметаллические наклонные АКССИ пружинные 18.3А1дЛ/£пол 15,9Л4дП/Suox 22,2Л'1еп fSnoa 13,0А4дЧ/5пол 11,32Идп/5иол 11,1 М дЛ/З'пол
2. Впброцзолгфующее крепле- ние ДГ Вибропзоляторы: резинометаллические наклонные АКССИ тфужинные 7 ,ЗЛ1дП [ Shoa 6,ЗЛ1лП/5«ол 18,ЗЛ4дП/5пол 2,7А1дИ^Зпол 2,ЗЛ1дН^5пол 1,71ИдЛ/5пол
3. Бескронштейловые гребные валы 0 0
4. Вибродемвфированные пере- крытия в районе источников: мастика «Нена», 8 - 48ил мастика битумная, В - 4®пл мастика ПМ-2 пластмасса «Агат» бетонированные пояса, 8 = «,,л 0,96Sa/Sno,T 3,1Ь'д/5«ол 3.55д/5’пол 32,75д/5пол 0,267 1 Snofl 2,565д/5пол О.ЗЗд/З'иоя 3,85д/5пол 1.75д/5пол 1,567 f Snon
206
средств снижения шума
Л Ч Стойкость, р.
изготовления 3 капитального ремонта Зк среднего ремонта Зср
эффективность “эф. «ВЛ
13 170Л1д 238Мд 238Л4д 222А4Я
15 17(Шд 23ЯЛ!Д 238Л4Я 222Мд
18 2OOAfn 400Л1д 40(Шд 140Л!д
13 35Л4< 95Л1Д 98МЯ 98Л1д
15 35МЯ 95Л1Д 98Мд 98Л4д
18 ЗОМд ЗЗОЛ1Ж 345Л1д 45Л4д
7 О 0 0 0
4 10®Sn з,бв$д 2,0В5д -
3 195д 9,35д 5,1Хд -
4 15Sa 14$д 85д
3 5,25д 98$д 275д —
1 1.5W 0.28Z 0,158/ -
Наименование Частные показатели
*с, Р- ДБ А-м"
5, Вертикальный и горизонталь- ный коффердамы из стали толщи- ной, мм: 4 4,05коф/5пол 8,05коф/5пол
6 4,45коф/5пол 12,05коф/5пол
Средства звукоизоляции помещений 6. Вибродемпфирование перекры- тий в районе помаценин: мастика <Неза», 1,2г 3,38
Ь = 46лл мастика ПМ-2 4,7 5,0
пластмасса <Агат» 49 2,6
7, Утолщеяия зашивка поме- щений: ДСП толщиной 22 мм 4,8 46,0
фанера толщиюй 10 мм 7,2 16,0
8. Звукопоглощающий материал толщиной 40—50 мм в воздушном промежутке двухстенной конструк- ции с жестко укрепленной зашивкой: ППМ-80 21,2 и,з 5.0
АТИМСС 30,0
БСТБ «Ь> 41,3 5,0
БЗМ 52,5 3.8
АТМ10С 143 7,5
208
Продолжение табл. 41
Акустическая эффективность л^зф» л*' Л Масса сред- Стоимость, р.
капитального ремонта Зь среднего ремонта Зср
3
5 405коФ 205коф 1,95коф 0,235коф
б 60Sko<j> 225коф 2,О5коФ 0,255коф
3 10?'Siioa 3,6^3пол 2,0В5пол
3 15S«o,i 145ло.п 8,05пол —
2 5,25пол 98$пол 27,0Snoa —
। 11 ,5S;<aiU 1,23зап< 0,755заш
1 4,25заш 1,85 заш 0,95Saatll -
2 4,5Ssaui 8,53заш 13,55за.и
2 2,05Ssaui 12,0$заш 17,05заш —
2 2,053заш 16.53заш 21, бЗ'зэш —
2 I .ЬЗааш 2l,0Ssaui 26, OS sata —
2 3,OSваш 57,0Ssjid 62,05зато -
209
Наименование Частные показатели
*с. Р- ЛБД-м1 КК,
9. Резиновые прокладки под лаги настила иола толщиной 20 мм 6.7 3,0
10. Плавающий пол на сплошном упругом основании; эластично ук- репленная зашивка из ДСП толщи- ной 22 мм с звукопоглощающим материалом в воздушном промежут- ке толщиной 40—50 мм; звуко- ППМ-80 АТИМСС БСТБ «Б» БЗМ АТМ10С 7,9 10,8 14,6 18,3 48.5 П.4 9.3 9,3 8,9 10,2
11- Впб(хжзолирующсе крепление зашивки на едином каркасе типа «каюта в каюте» с утолщенной за- шивкой из ДСП толщиной 22 мм и звукопоглощающим материалом в воздушном промежутке толщиной 40—50 мм; звукопоглощающий ма- териал: ППМ-80 АТИМСС БСТБ «Б» БЗМ АТМ10С 13,6 15.5 18.0 20,5 41,9 16,0 14,6 14,6 14.3 15
210
Продолжение табл. 41
Акустическая Масса сред- Стоимость, р.
капитального ремонта Зк
л*-»ф, дБ-л изготовление 3 среднего ремонта 3Ср
1 3,05пол 6,75пох 11,05оол -
6 16,05заш 9,75заш 14.35 зав.
6 13,55 ЗИП 13,55заш 17,85заш
6 13,55заш 17,75эаш 22,35saw
6 13.05 заш 22.25заш 26,85saio
6 14,55 заш 58,25ваш 62,85заш -
"д 34,85заш 28,35заш 23,75за1и 5,65заш
9 32,35 saui 32,05saw 27,25заш 5,65‘заш
9 32,35 заш 36,5Ssaui 31,75ааш 5,65заш
9 31.85зат 41,05 ваш %,25заш 5,65заш
9 33,35каш 77,05 заш 72,2538Ш 5,55заш
211
Честные показлтсти
Наименование
1,27Socn /Snos
16,0$осн/5пол
14,2.%сн /5пол
l7,2Socu/Snoa
1э,35псн/£пол
IS.oSoCb/Suo.I
9, iSocu/Snon
Ю,05осн/5пол
11,8<S’ocn/Snoa
10,8S0CB/Siioa
12,7Soch /Stion
11,55осн/5по.т
12. Вибродзолирующее соедине-
ние надстроек, рубок и блоков по-
мещений:
для одноярусных надстроек виб-
роизоляторы:
резинометаллические
пружинные
для Двухъярусных надстроек ннб-
роизоляторы:
резгеюметаллические
пружинные
для трехъярусных надстроек виб-
роизоляюры:
резыюметаллические
пружинные
Условные обозначения:
Мд —масса ГД или ДГ, т; п — число виброизолированных ГД
торых применяют рассматриваемое среасгво (если уровень звука в по
приятия, то площадь этих помещений не следует учитывать), м2;
Sko$ — площадь одного перекрытия, образующего коффердам, м2;
и пластины, иа которую его наносят, см, Г— длина вибродемпфнрую
щадь основания виброизолированной части надстройки, рубки или блока
годовые затраты на изготовление и эксплуатацию’про
тивошумового комплекса; строительная стоимость про-
тивошумового комплекса; масса противошумового комп-
лекса.
Для скоростных и мелкосидящих судов, где су
щественны ограничения по массе судна, целесообраз-
212
Окончание табл. 41
Масса сред- ств AJ, Стоимость, р.
изготовления 3 капитального ремонта Зк среднего рсиита Зср
эффективность Л£аф. ЛБД
IOOScch 140Socu 805осп 50,05 осн
13 1Ю5осн 2095оси 1325осн 11,05осв
11 1305ос» 15б5осн SlSocn 65,05осн
13 140Soch 224Soch 154Soch 14,05оси
И 14DSoch 1685осн 98,05оси 70,05осн
13 1505оси 2405осн 1655'осн 15,05аси
или ДГ; 5лол — площадь иола помещений иля снижения шума, в ко-
мещенвк удовлетворяет требованиям норм без рассматриваемого меро-
5л —площадь демпфированной поверхности в районе источников, м2;
Ь, 8ПЛ _ толщина слоя соответственно вибродемпфирующего покрытия
щего пояса, м; Ssain — площадь зашивки помещения, м2; 5осн — пло-
помещений, м2.
но вести оптимизацию ио критерию массы. Для осталь-
ных типов судов наиболее объективным критерием
являются приведенные среднегодовые затраты. Одна-
ко, если есть необходимость, можно вести оптимиза-
цию по строительной стоимости противошумового комп-
лекса.
213
В зависимости от критерия оптимизации определяют
частные показатели, которые, кроме приведенных за-
трат, строительной стоимости или массы, учитывают
акустическую эффективность мероприятий и особенности
судна. Значения частных показателей оптимизации
и Км приведены в табл. 37.
Частный показатель оптимизации по минимуму при-
веденных среднегодовых затрат определяют по фор-
муле
*п^3п/(д£,ф\ол>- (140)
где Зп — приведенные среднегодовые затраты на изготовление
и эксплуатацию средства снижения шума, pi; Д£3ф — акустическая
эффективность противошумового средства. дБ А. онределяемая
по табл. 37; Зпол — площадь пола помещений, мг.
Если на судне предусматривают коффердам с целью
отделения жилых помещений от топливных цистерн или
используют теплоизоляционный материал, обладающий
звукопоглощающими свойствами, то акустическую эф-
фективность коффердама и звукопоглощающего матери-
ала принимают по табл. 37, а массу и стоимость в сос
таве противошумового комплекса не учитывают.
Используя частные показатели при оптимизации,
можно пыбрать вариант противошумового комплекса с
минимальной строительной стоимостью, приведенными
затратами или с минимальной массой.
Приведенные среднегодовые затраты на изготовле-
ние и эксплуатацию противошумового комплекса рас-
считывают по формуле
1 / m ” \
•3Ь-7^-(3-,3«2ч+3.р(5,')’!Е»3 <м1>
где 3, Зк, 3Ср — соответственно строительная стоимость и затра-
ты па один капитальный и средний ремонты средств снижения
шума, р, определяемые по табл. 41; т, п — соответственно число
капитальных и средних ремонтов за срок службы судна Тел. оп-
214
ределяемые по Правилам ремонта судов; tjj, 4,- — коэффициент
приведении разновременных затрат соответственно на капитальный
и средний ремонты судов к начальному периоду:
Ч7-=- (I + Е)-'« ; Ч| = (1 + Е)-'ср. (М2)
3=0,1 — нормативный коэффициент приведения рачноврвменяых
затрат; /к, /ср — сроки постановки судна соответственно на ка-
питальный и средний ремонты после эксплуатации его со дня по-
стройки, определяемые по Правилам ремонта судов, год; Ен —
нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,
принимаемый равным 0,15 1/год.
Средства снижения шума ранжируют по частному
показателю в порядке возрастания его значения. Под-
бор мероприятий выполняют по выбранному критерию,
начиная со средств снижения шума, имеющих наимень-
ший частный показатель.
Средства снижения шума следует вначале выбирать
для контрольных помещений из групп, нормируемых по
наиболее низкому предельному спектру, для составля-
ющих Lc, £в, i-ic. начиная с той, значение которой в
наибольшей степени превышает санитарную норму.
Необходимый комплекс противошумовых мероприя-
тий выбирают в зависимости от превышения уровня зву-
ка, рассматриваемой составляющей над санитарной нор-
мой так, чтобы суммарная акустическая эффективность
средств снижения шума была бы не меньше этого пре-
вышения над нормой.
При технической невозможности выполнения какого-
либо средства слсдуег принимать нижестоящее по част
ному показателю. Если очередное средство обеспечива
ет больший акустический эффект, чем это необходимо,
то его следует принять н исключить средства, стоящие
выше ио частному показателю.
После выбора оптимального противошумового комп-
лекса необходимо выполнить расчет ожидаемых уров-
ней звука с учетом противошумовых средств по форму-
лам н. 33.
215
Результаты расчета уровня структурного шума от ГД
и ДГ с высокочастотным спектром (ЬСл<2 дБ) в по-
мещениях, расположенных вблизи МО (С<8, см. рис.
71), должны быть уменьшены на 3 дБ А.
Для выбранного оптимального противошумового
комплекса определяют его массу, строительную стои-
мость и затраты на средний и капитальный ремонты,
которые необходимы для технико-экономического расче-
та при выборе оптимального варианта судна в целом.
35. РАСЧЕТ УРОВНЕЙ ЗВУКА
НА МНОГОЧЕРПАКОВЫХ ЗЕМСНАРЯДАХ
Уровень шума в помещениях земснарядов, вызван-
ный работой главных и вспомогательных двигателей,
может быть определен по данным п. 33 при использо-
вании расчетных схем рис. 77.
На практике трудно измерить и выделить влияние
таких специфических источников шума, как верхний
черпаковый барабан, черпаковая цепь, верхний черпа-
ковый привод и грунтоотводящее устройство. Эти источ-
ники можно охарактеризовать исходным уровнем виб-
рации палубы в районе черпаковой башни и уровнем
звука вблизи черпаковой башни.
Повышенные уровни вибрации возникают также в
носовой оконечности земснаряда, что увеличивает уров-
ни звука в трюмных помещениях и в рубке управле-
ния.
Уровень звука в помещениях земснаряда изменяется
в зависимости от скорости черпания, глубины черпания
и вида грунта.
Поправки на режим работы земснаряда получены
экспериментально и задаются относительно одного ре-
жима, принятого за базовый.
216
Таблица 42. Поправки Д/V», Д£в, дБ Л
Уровень структурного звука от черпаковой башни
можно рассчитать по формуле
^•СЧп =^1>П — AtC4 ^з.п + Д^од> (143)
где УвП — уровень виброскорости палубы переборок от черпако-
вой башни для расчетного режима работы земснаряда, дБ А,
определяемый по формуле:
NtiH = ^ЧП + йЛ'г> + йЛ’« + ДЛ/гр>
[здесь Учп=70 дБ А — исходный уровень виброскорости палу-
бы переборок для следующего (базового) режима работы зем-
снаряда; о=16 черл_/мнн; 77=6,5 м; грунт — песок, дБ А;
ANV — поправка к уровню виброскорости, дБ А, зависящая от
скорости черпвння (табл. 42); ДУИ — поправка к уровню вибро-
скорости, дБ А, зависящая от глубины черпания Н (табл. 43);
ДУгр — поправка к уровню виброскорости, дБ А, зависящая от
вида разрабатываемого грунта (табл. 44)]; ДЬсч — спад уровня
структурного шума от черпаковой башни до рассматриваемого по-
мещения, определяемый ио рнс. 75 в зависимости от номера кри-
вой спада уровня СЧ, приведенной на рис. 77. причем De л = 13 дБ,
дБ A; о — суммарная эффективность средств виброизоляцаи
Таблица 43. Поправки ANh. A Lu, дБ А
Глубина черпани я, м
3 6 • 12
ANh, дБ А -1 0 4-2 4-3 +4
ALh, дБ А -1 0 4-1 4-2 4-2
217
Таблица 44- Поправки ДЛУр. Д£гр, дБЛ
Показатель Виды грунта
и?воле Песчаные Глинистые Глинистые грунты с налунником
ДЛ’гр. дБ Л -3 0 +3 +7
ДДгр, дБ А -2 0 +2 4-8
черпаковой башни, дБ А; AL31, — суммарная эффективность
средств звукоизоляции помещения, дБ А; — поправка, учи
тывающая конструкцию пола (при наличии в рассматриваемом по-
мещении двухстепной конструкции АДсд=0, а при одностенной
конструкции АД од=4 дБ Л)
во по too но те бо S' -о :• тг о
Рис 77 Схема расположения помещений на многочерпаковых зем-
снарядах и нумерация кривых спадов уровней звука:
218
Уровень структурного шума в рубке управления
также можно рассчитать по формуле (143), но за ис-
ходный логарифмический уровень виброскорости необ-
ходимо принимать Д'чп.—80 дБ Л; DCA = 13 дБ Л.
При расчете уровней структурного шума в трюмных
помещениях необходимо учитывать исходные уровни
виброскорости в носовой оконечности земснаряда, т. е.
JV4II =80 дБ Л. Для этого NDn рассчитывают по фор-
муле:
лй1 = "чп -0,7/Г1+ ДЛ'Г -1- ДЛ-гр, (144)
где 1„ — расстояние от носовой оконечности судна до рассматри-
ваемого помещения, м.
Уровень воздушного звука от черпаковой башни
можно рассчитать по формулам:
авч = Lf - - Д£3.Г1; (145)
Ll^i:i + hLB + &Lll + ДДгр1 (146)
где ДЛв — спад уровня воздушного шума от черпаковой башни
до рассматриваемого помещения, определяемый по рис. 76 в зави-
симости оз номера кривой спада уровня ВЧ по рис. 77,
Д£зи — суммарная эффективность средств звукоизоляции поме-
щений, дБ A; L{ - исходные уровни шума, дБ А, определенные
экспериментально (табл. 46); — поправка к уровню шума,
дБ А, зависящая от скорости черпания (см. табл. 38); АТн — по-
правка к уровню шума, дБ А, зависящая от глубины черпвнин
(см. табл 43); Д£гр — поправка к уровню звука, дБ .4, завися-
щая от вида разрабатываемого грунта (см. табл 44).
Таблица 45. Исходные уровни шума черпаковой башни, дБ Я
Уровень звука L . ЛБА Характеристика спектра ^СА.
1 95 7
2 87 9
3 90 8
4 92 8
5 96 9
219
36. ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЛЫШИМОСТИ В РУБКЕ
В практике судовождения предусмотрен обмен зву-
ковыми сигналами между судами. На современных реч-
ных судах рубка размещена почти от борта до борта.
Крылья ходового мостика отсутствуют. Поэтому сигна-
лы встречных судов должны быть слышны в рубке.
При ухудшении погоды, когда особенно важно улуч-
шить слышимость сигналов, судоводители вынуждены
открывать окна, что неудобно. Слышимость сигналов
встречных судов может быть улучшена путем уменьше-
ния звукоизолирующей способности ограждающих кон-
струкции на частотах работы судовых тифонов и сни-
жения шума в рубке, маскирующего сигнал.
Уменьшение звукоизоляции стенок рубки. Огражде-
ние рубок — это двутсстенная корпусная конструкция,
состоящая из стального или легкосплавного перекрытия
толщиной 3—б мм, теплоизоляции и зашивки из фане
ры, ДСП или металлопласта, расположенная на рас-
стоянии 50—100 мм от основного перекрытия. Почти
30% площади боковых ограждений рубки занимают
окна.
Основные частоты работы тифонов лежат в преде-
лах октавных полос 125 и 250 Гц. Резонансные частоты
такой двухстенной корпусной конструкции (см. п. 20) в
подавляющем большинстве случаев лежат в пределах
октавной полосы 125 Гц, на которой снижается звуко
изолирующая способность для двухстенной конструк-
ции с поглотителем на 2—3 дБ и без звукопоглотителя
на 5 дБ.
Звукоизолирующую способность на частоте 250 Гц
можно снизить, если установить в рубке 2 ряда стекол,
расположенных на расстоянии I одни от других, обес-
печивающем резонансные частоты на данной частоте f.
Расстояние I можно определить по формуле (77). Если
220
считать, что оба стекла одинаковы и их поверхностная
масса т}=т$=т, кг/м2. то
/ = 7,2-10«/(/«т). (147)
Резонансную частоту, равную 250 Гц, можно полу-
чить, например, установив 2 силикатных стекла толщи-
ной 5 мм на расстоянии 115 мм одно от другого или
стекла толщиной 7 мм на расстоянии 80 мм.
Такая конструкция ограждений рубки позволит улуч-
шить слышимость сигналов встречных судов.
Ослабление шума в рубках Основные источники шу-
ма в ходовых и радиорубках — навигационное и радио
оборудование. Повышенный шум создают газовыпуск-
ной тракт и устройство приема или выброса воздуха
вентиляционных систем, если они размещены вблизи
рубки. Воздушный и структурный шумы главных дви
гателей и дизель-генераторов обычно не влияют на шум
в рубках судов. Исключение составляют буксирные и
пассажирские суда, например суда на подводных кры-
льях «Ракета», «Метеор» и «Восход», буксиры пр. 861А
891 и некоторые друтие.
Шум в рубках от внешних источников может быть
снижен главным образом путем рационального разме
щения и установки эффективных глушителей на газо-
выпускной тракт ДВС и вентиляционные системы.
При размещении навигационного и радиооборудова-
ния следует по возможности все агрегаты, создающие
шум и допускающие установку их в других поме
щениях, выносить из рубки и размещать в агре-
гатных.
Наиболее неприятный шум в ходовой рубке созда-
ют курсограф и, особенно, репитеры гирокомпаса. Ис-
точником шума в этих приборах, как отмечалось в
[16], является сельсин. Если сельсин создает высокие
уровни шума, то их можно снизить непосредственно в
судовых условиях.
221
Рис. 78. Сельсин БС404 НЛ
I — крышка передняя; 2 — ста-
тор, 3 — ротор; 4 — крышка зад
няя, 5 — подшипник. 6 — про
Для снижения шума сле-
дует отдать винты, крепя-
щие одну из крышек 1 или
2 (рис. 78), и установить в
зазор прокладку' 6. Наруж-
ный диаметр ее должен быть
чуть меньше наружного диа-
метра подшипника, а внут-
ренний — чуть больше диа-
метра вала сельсина. Тол-
щина прокладки должна
быть равна сумме зазоров с
допуском не более ±0,02 мм
Если толщина прокладки
будет значительно больше
суммарного зазора, то после затяжки винтов крышек за-
труднится вращение сельсина. В качестве прокладок луч-
ше всего использовать латунные шайбы, вырезаемые из
фольги толщиной 0,2—0,5 мм. Можно набирать необхо-
димую толщину прокладки из нескольких шайб.
Г л в s в VIII
СНИЖЕНИЕ ШУМА ОТ СУДОВЫХ СИСТЕМ
37 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ШУМА ПО КАНАЛАМ
При расчете параметров шу-
ма, создаваемого системами вентиляции и газовыпуска
двигателей, необходимо учитывать закономерность рас-
пространения шума по каналам.
На частотах, лежащих ниже граничной frp, в канале
распространяется плоская звуковая волна. Граничная
частота
Лр=са/^).
(148)
где с3 — скорость звука, м/с; d — наибольший размер поперечно
го сечения канала, щ
На частотах выше fry звуковое поле в канале фор-
мируется из прямой и отраженной волн таким же об-
разом, как в помещении. Расчет параметров шума, рас-
пространяющегося по такому каналу, выполняют по фор-
муле (38), как для удлиненного помещения.
Для частот, лежащих ниже /гр, с точностью, доста-
точной для практических расчетов, уровни звукового
давления и уровни звука на выходе из канала можно
определять по формуле:
б = <149)
где Lr — уровень звуковой мощности, дБ, или корректированный
уровень звуковой мощности, дБ Л. излучаемой источником в ка
нал. Д£кн — суммарные потерн звуковой мощности в канале, дБ
(дБ А)
Суммарные потери звуковой мощности в канале
складываются из потерь звуковой мощности на элемен-
тах канала, на путевой арматуре и на выпускных (впу-
223
скных) устройствах. Потери звуковой мощности на пу-
тевой арматуре и выпускных (впускных) устройствах
зависят от назначения системы и будут рассмотрены
далее.
Потери звуковой мощности на элементах канала
Д£э.к состоят из потерь на прямолинейных участках и
поворотах Л£п.в и на ответвлениях Д£отв, т. е.
Л^э.к = (150)
Потери звуковой мощности на прямолинейных уча-
стках н поворотах канала
к
(ISO
4=1
где k — число участков с различной площадью поперечного сеченка
на пути от источника шума до расчетной точки; AZ-npi — потери зву-
ковой мощности на 1 м длины 1-го участка канала с эквивалентным
диаметром dsi = У45//я (здесь Sj — площадь поперечного сечения
1-го участка канала); потери приведены в табл. 46, дБ/м(дБ Л/м);
Ц — длина — г-го участка канала, м; ДТ-пов — потери звуковой энергии
на один поворот, принимаемые равными в зависимости от частоты:
Частота. Ги . 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 дБ Л
Д£пов, дБ. .0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0.30 0,35 0,40 0,20
п — число поворотов.
Таблица 46. Потери звуковой мощности
в прямолинейных каналах, дБ/м
Эквивалент-
иыо диаметр
Среднегеометрические частоты октавных полос,
125
SC-0 j ЮОО | 2000 | 4000 |
BWO
75 200
200-400
400-800
0,10
0,10
0,10
0,15
0,15
0,15
0,10
0,30
0,20
0,15
0,20
0,20
0,15
0,30
0,20
0,15
224
7*
Характер спектра, дБ,
по мере распространения
звука по каналу становится
более низкочастотным, оп-
ределяемым по формуле
(152)
Рис. 79. Потери звуковой энер-
гии на ответвлении
Для плавных поворотов
и прямых колен с направ-
ляющими лопатками ослаб-
ление уровней звуковой
мощности несколько мень-
ше, а при угле поворота
менее 45° практически от-
сутствует.
Потери звуковой мощности возникают вследствие
разделения энергии по ответвлениям и изменения пло-
щади поперечного сечения. Ослабление октавных и кор-
ректированных уровней звуковой мощности после раз-
ветвления воздуховода определяют по номограмме рис.
79 или по формуле [46], т. е.
= 101g
при
Г £*<
I **~2 (та+ I)2
| St 4т
m = Sl/£jSl,
(153)
(154)
где п — число ответвлений; St — площадь поперечного сечения
магистрального воздуховода перед ответвлением, м3; St — пло-
щадь поперечного сечения i-го ответвления (в направлении маги-
страли или под углом), для которого определяют степень затуха-
ния шума, м3 (7=2, 3,.... п).
‘/28—428 225
При определении степени затухания шума на ответ-
влении под утлом к магистрали потери на ответвлении
и на повороте суммируют.
38. ГЛУШИТЕЛИ ШУМА
Для снижения шума всасывания и газовыхлопа ди-
зелей, систем вентиляции и кондиционирования возду7-
ха, насосов и арматуры гидравлических систем и др.
применяют глушители.
По принципу действия глушители делят на активные
(звукопоглощающие патрубки и пластинчатые), реак-
тивные (камерные), комбинированные и экранные. Кон-
структивные схемы глушителей и характер спектра за-
глушаемого ими шума приведены на рис. 80.
Глушители активного типа и экранные эффективны
на средних и высоких частотах, реактивные — па час-
тоте настройки. Как правило, настройку глушителей
осуществляют на низкую частоту. Комбинированные
Рис. 80. Типы глушителей и характер заглушаемого ими спектра:
а — звукопоглощающие патрубки; 6 — пластинчатые; в — камерные, г —
камерные со»>сные с трубами внутри; д — камерные несносные со звукопо-
глощающим материалом, е — экранные
226
глушители эффективны в широком диапазоне ча-
стот-
Акустическую эффективность глушителей определя-
ют но ГОСТ 23793—79 как разность результатов изме-
рений уровнен звукового давления внутри воздуховода
или в реверберационной камере за глушителем и при
замене глушителя патрубком, равным площади попе-
речного сечения канала.
Звукопоглощающие патрубки предстааляют собой
перфорированный патрубок, имеющий такое же сечение,
как и воздуховод, с нанесенным вокруг него наполни-
телем из звукопоглощающего материала. Сверху по-
следний закрыт кожухом. Глушители этого типа обычно
изготовляют из стали или алюминиево-магниевого спла-
ва. Акустическая эффективность глушителя зависит от
звукопоглощающих свойств наполнителя и длины ак-
тивной части глушителя, которую обычно выражают в
калибрах К (калибр — это отношение длины активной
части глушителя к диаметру воздуховода). Типоразмер-
ный ряд звукопоглощающих патрубков, применяемых
на судах, и их основные характеристики приведены в
табл. 47. Звукопоглощающие патрубки обычно исполь-
зуют для снижения шума в системах с относительно
небольшим диаметром воздуховода. Акустическая эф-
фективность трубчатого глушителя, дБ, приближенно
может быть определена по формуле Белова
4£,„ — l.la9KB/7Z/S. (155)
где /7 — периметр проходного сечения, м; I — длина активной
части глушителя, м; — эквивалентный коэффициент поглоще-
ния облииопки, зависящий от действительного коэффициента погло
Шения а (при о, равном 0,1; ОД 0.3, 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9;
1.0. а-кв соответственно равно 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 0,6; 0,9; 1,2; 1,6;
2.0, 4,0); S — площадь проходного сечения, м5.
Если длину' активной части глушителя задать в ка-
либрах К, то
(156)
'/?8* 227
Таблица 47. Типы и основные параметры глушителей
ГФ-1
Трубчатый,
призматический,
фигурный
ГФ-П
Трубчатый,
призматический,
фигурный, изо-
гнутый по боль-
шей стороне се-
чения
ГФ-П1
Трубчатый,
призматический,
фигурный, изо-
гнутый по мень-
шей стороне се-
чения
50-500
80-500
80-500
0,47
Рис. 81, Глушители:
а — пластинчатый; б — экранный; 1 — звукопоглощающий материал. 2 —•
экранируемый канал; 3 — перфорированная зашивка или сетка; 4 — кожух
Для быстрейшего затухания шума в воздуховодах
больших размеров используют пластинчатые глушители.
В них звукопоглощающий матсривл распределен рав-
номерно по проходному сечению (рис. 81, а). В корпу-
се пластинчатого глушителя установлены параллельные
щиты с звукопоглощающим материалом, разбивающие
воздуховод на параллельные каналы. Боковые стенки
щитов выполнены из перфорированных листов или се-
ток. Толщина пластин 2d и расстояние между ними
2du одинаковые по всему поперечному' сечению канала.
Расстояние между крайними пластинами и корпусом
глушителя равно половине расстояния между' другими
пластинами d. В некоторых случаях пластины с звуко-
поглощающим материалом располагают вплотную к
стенкам корпуса, но при этом толщина пластины долж-
на быть равна половине толщины других пластин dt.
Это необходимо для того, чтобы обеспечить одинаковое
затухание звука в каждом канале глушителя.
Формула Белова для пластинчатых глушителей при-
нимает вид
д/.1Я-2,2«зкв//(2^).
(157)
230
Экранные глушители (рис. 81, б) — это акустиче-
ские средства защиты от шума аэродинамического про-
исхождения, создаваемого агрегатами турбонаддува ди-
зелей или устройствами приема или выброса возду-
ха систем вентиляции и кондиционирования возду-
ха [53].
Размеры глушителя /, и 4 должны превы-
шать соответствующие размеры отверстия воздуховода
b и h нс менее чем в 2 раза. Зазор между плоскостью
устройства приема или выброса воздуха и экранным
глушителем t—1Э вычисляют по формуле:
[2 (» + *)] (158)
Акустическую эффективность глушителя определяют
по формулам:
для глушителей, установленных па устройства при-
ема и выброса воздуха на открытых участках па
лубы,
= 101g
(159)
для глушителей, установленных на устройства вы-
тяжки и нагнетания в судовых помещениях,
О 4-25г2
при
где Q — постоянная помещения, определяемая по формуле (31).
м2; г — расстояние от устройства вытяжки или нагнетания до
расчетной точки, м; сс8 — коэффициент звукопоглощения экрана,
определяемый по данным гл IV; К — коэффициент, учитывающий
231
степень перекрытия экранным глушителем отверстия вентиляции,
определяют по выражению
t — расстояние между экраном и поверхностью, на которой раз-
мещено отверстие вентиляции (см. рис. 81, 6). м.
Камерные глушители — расширенный участок
воздуховода (см. рис. 80, в). Их акустическая эффектив-
ность видна на рис. 82, а—в. Акустическая эффектив-
ность однокамерного глушителя имеет резонансный
характер (см. рис. 82, б). Максимальное ее значение со-
ответствует частоте, на которой по длине камеры Л
укладывается четверть длины волны, т. е.
(’62)
где с„ — скорость звука.
Вблизи первой резонансной частоты [(=Cs/(2/i)] возбуждают-
ся собственные колебания воздуха камеры, и акустическая эффек-
тивность глушителя падает.
Акустическуто эффективность камерных глушителей,
дБ, на частотах f ниже первого резонанса определяют
по номограмме на рис. 82. б или формуле:
- К>18 [1 + O.2s(»p - уП]. (163)
где mp=Sr/SD — коэффициент расширения, равный отношению
площади поперечного сечения расширительной камеры S,, к пло-
щади проходного сечения воздуховода 5<>; [=.[![„, — безрат-мер
ная частота.
Глушители камерные соосные с трубами внутри бы-
ли исследованы Р. Н. Старобинским [5J (рис. 83). У них
при равном объеме с камерными более широкая полоса
заглушения и выше акустическая эффективность благо
232
Рис. 82 Номограмма дли расчета акустической эффективности
глушителей.
а — каперных нес.юсных с зоукопоглоиигицнм материалом, б —
<>тиокамер>>ых; а камерных сгксных с трубами плутуи глушителя
233
Рис 83 Камерные соосные глушители с трубами внутри:
а — прямоугольный, б — круглый
даря подавлению низших резонансных частот камеры
путем введения труб в зоны нулевого давления.
Акустическую эффективность глушителей этого типа
определяют по номограмме рис. 82. в или по формуле
- 10h> [t+o.’S(2.33™p>’«11’1 у i)] , СИ)
где z»p =~ (у v)2/S<j (V — объем глушителя, ма)
Глушитель эффективен только до частот, Гц, равных,
для прямоугольных воздуховодов при 1г[Ь^-4—f=
= 170/6; при ЫЪ>4—/=680//ь для круглых воздухово-
дов диаметром d при D/dc2,2—f=190/d, при D/d>2,2—
~f=42.tyD (все размеры в м).
Конструктивные размеры и расположение воздухо-
водов должны удовлетворять следующим условиям: раз-
234
меры прямоугольного глушителя — соотношению /2=
—Zs=0,5Zi; круглого — D=0,Glt; для прямоугольных
воздуховодов поперечным сечением b~X.h(b>h)—п=
=г2=0,66Л/(6+Л); для круглых воздуховодов диамет-
ром d — Г1 = г2— 0,3d.
Камерные несоосныс глушители с звукопоглоща-
ющим материалом представляют собой камеры, обли-
цованные звукопоглощающим материалом с трубами
внутри, и предназначены для снижения шума вентиля-
ционных установок в широком диапазоне частот.
Возможные конструктивные варианты глушителей
приведены на рис. 84. Глушитель рекомендуется выби-
рать в форме куба Конструктивные размеры и распо-
ложение воздуховодов должны удовлетворять следу-
ющим требованиям: /=О,22; толщина звукопоглотителя
должна быть примерно 0,12, но не более 50 мм; разме-
ры ri и г2 определяют так же, как у камерного соосно-
го глушителя.
Акустическую эффективность глушителя до частоты
f=4fm, Гц, вычисляют по номограмме рис. 82, а или
формуле:
Д£гл - 101g [1+0,25 (2г.тр7/4)*], (165)
где
mv=PiSn.
Выше частоты /=-4/га акустическую эффективность счи-
тают постоянной и равной значению A£ra, иол ученному'
на этой частоте. Коэффициент местного сопротивления
такого глушителя несколько выше, чем у глушителей
фугих типов, и составляет 1,7—2.
Акустическая эффективность камерного глушителя,
установленного в систему. Для того чтобы избежать ре-
зонансных явлений, возникающих в канале, располо-
женном между камерным глушителем и устройством
выброса воздуха в открытое пространство, или в кана-
235
Рис. 84 Камерные несоосные глушители со звукопоглощающим
материалом с параллельными (с) и перекрестными (б) трубами-
корпус. 5 - перфо
ле, соединяющем глушитель с какой-либо емкостью, на-
пример с полостью вентилятора или воздухораспредели-
тельным коробом кондиционера, необходимо, чтобы дли-
ны этих воздуховодов были бы не менее: до вентилято-
ра или кондиционера ?o=4,02So/V; до устройства прие-
ма и выброса воздуха ?B=2,01So/V (V — вместимость
глушителя). Указанные участки ограничены плоскостью
236
среза воздуховода в глушителе (или внутри глушите-
ля), с одной стороны, и местом резкого изменения по-
перечного сечения на входе в вентилятор и кондицио-
нер или устройство выброса (приема) — с другой. Да-
же если указанное выше условие выполняется в возду-
ховоде, примыкающем к глушителю, может возникнуть
резонанс — усиление шума.
Акустическую эффективность глушителя, установ-
ленного в систему, определяют по формуле
(166>
при
б<1 Л£ру= Ю1Ч(1/О;
при
Д/-Р.У-О,
где b=b,+bz+bi+bt — параметры, характеризующие потери зву-
ковой энергии в системе в зависимости от места установки глу-
шителя.
Схема возможных мест установки глушителей и по-
ложение участков, в которых наблюдаются потери зву-
ковой энергии bi, bz, Ьз, bi, представлены в табл. 48.
| Для экранных глушителей и глушителей активного
I типа, а также для воздуховодов, примыкающих к осевым
вентиляторам, составляющую ДЕР.У принимают равной
нулю. Если у воздуховода, примыкающего к глушителю,
есть хотя бы одно ответвление или арматура, то Д£р.у
также принимают равной нулю.
Для камерных глушителей с звукопоглощающим
материалом для частот, больших f=4fm. для камерных
глушителей без звукопоглощающих облицовок Д£ру
принимают равной нулю для частот, выше которых аку-
стическая эффективность глушителя равна нулю.
Для воздуховодов, соединяющих камерный глуши-
тель с вентилятором, для частот, лежащих ниже 4fm,
237
Таблица 48. Схема мест установки глушителей
Схема расположения глушпгетей Расположение воздуховоду» Сечении, в которых происходит потеря энергии в системе
% •% Воздуховод соединяет ка- мерный глушитель с нагне- тательным патрубком венти- лятора Ь\ — вентилятор — нагнета- тельный воздуховод bz — воздуховод—глушитель bt — воздуховод ьи — на входе в глушитель
Воздуховод соединяет ка- мерный [душитель с всасы- вающим патрубком вентиля- тора б, — воздуховод —вентилятор (на всасывании) Ьг — глушитель—воздуховод йз — воздуховод Ь, — на входе в вентилятор
. е> ’ Воздуховод соединяет ка- мерный глушитель с устрой- ством вытяжки или приема воздуха Ь\ — воздуховод (открытый конец) при приеме воз- духа bi — воздуховод —глушитель Ьъ — воздуховод bt — на входе в глушитель
» Гр."—„. JjdZr -4—— ‘6
4' '' Воздуховод соединяет ка- мерный глушитель с устрой- ством нагнетания или выбро- са воздуха Ь\ — воздуховод (открытый конец при нагнетании) bi — глушитель—воз духонол йз — воздуховод — на входе в воздухорас- пределитель
X» vSf si s„ Воздуховод соединяет 2 глушителя Ь\ — воздуховод—глушитель bi — глушитель—воздуховод Ьъ — воздуховод bt - на входе во второй глу- шитель
параметры b\, b2, Ьз, Ь9 определяют следующим обра-
зом.
Параметр bi, характеризующий потери звуковой
энергии при отражении от вентилятора, определяют по
графику рис. 85 или формуле [30]:
1 1+0,25 [2,53mB sin (*///,.r)J2 <
при I
те =* 0,85 (j/D* ZB j2/ SBC (наг);
/,.r-420/De,
где DB — диаметр кожуха вентилятора, м; 1а — ширина венти-
лятора, принимаемая равной ширине нагнетательного патрубка
вентилятора, м; £Вс(ваг) — площадь понеречного сечения всасыва- ।
ющего (нагнетательного) патрубка, м2. в зависимости от места I
установки глушителя.
Если между глушителем и вентилятором расположен j
воздухораспределительный короб, то тв = V/РО^наг j
(Vk. — вместимость воздухораспределительного коро- /
ба, м3), а /».r==689/^V7. |
Параметр Ь2, характеризующий потери звуковой
энергии при отражении от глушителя, определяют по
графику рис. 86 или формуле:
*2 - 10-°-1й£гл, (168)
где Д£Гл — акустическая эффективность глушителя, дБ.
Параметр Ьз, характеризующий потери звуковой
энергии в соединительном воздуховоде, вычисляют по
формуле
й3-0,46Д£о.п> (169) ,
где ДДЕП — ослабление шума, дБ, в воздуховоде, соединяющем j
глушитель с вентилятором, будет рассмотрено в п. 40. I
240 i/28* j
9-428
Рис- 86. График для расче-
та параметра Ь(==10-<М«
Параметр характеризу-
ющий вихревые потери звуко-
вой энергии при отражении,
рассчитывают по формуле:
ft4 = 0,012v, (170)
где v — скорость воздуха, м/с, в
воздуховоде при входе в глушитель,
если последний установлен со сто-
роны нагнетания, или при входе в
вентилятор, если глушитель располо-
жен со стороны всасывания.
Для воздуховодов, соединя-
ющих камерный глушитель с
устройствами приема (выбро-
са), вытяжки (нагнетания)
воздуха (см. табл. 44, п. 2)
параметры bt, b2l b3, bn нахо-
дят так:
b\, характеризующий потери звуковой энергии при
отражении от открытого конца воздуховода, определи
ют по графику рис. 86 или формуле:
_ jo-°’,A£o ,
<171)
где Л£о — ослабление уровней звуковой мощности в результате
отражения от открытого конца воздуховода (см. рис. 11, а), дБ;
Ь2, характеризующий потери звуковой энергии при
отражении от глушителя, вычисляют по формуле (168)
или берут с графика на рис. 86;
Ьз, характеризующий потери звуковой энергии в со-
единительном воздуховоде, рассчитывают по формуле
(169), в которой ДЬвп — ослабление шума, дБ, в воз-
духоводе, соединяющем глушитель с устройством прие-
ма (выброса) или вытяжки (нагнетания);
Ьп, характеризующий вихревые потери звуковой
энергии при отражении, определяют по формуле (170),
242
где v — скорость воздуха, м/с, в воздуховоде при входе
в камерный глушитель, если воздуховод соединяет глу-
шитель с устройством вытяжки (приема) воздуха, или
же скорость в воздуховоде при входе в воздухораспре-
делитель или устройство выброса воздуха, если возду-
ховод соединяет глушитель с устройством нагнетания
(выброса) воздуха.
Для воздуховодов, соединяющих 2 камерных глуши-
теля (см. табл. 48, п. 3), параметры bt, Ьц, Ьз, bi опре-
деляют следующим образом:
bi и Ьз, характеризующие потери звуковой энергии
при отражении от первого и второго глушителя, снима-
ют с графика на рис. 86 или рассчитывают по формуле
(168), в которой Д£гл1 и Д/-гл2 — акустическая эффек-
тивность первого и второго глушителей соответст-
венно, дБ;
Ьз, характеризующий потери звуковой энергии в со-
единительной трубе, вычисляют по формуле (169), в.
которой Л£в.п — снижение шума в воздуховоде, соеди-
няющем глушители, дБ;
bi, характеризующий вихревые потери звуковой
энергии при отражении, определяют по формуле (170),
где v — скорость воздуха в воздуховоде при входе во
второй глушитель, м/с.
39. СИСТЕМА ГАЗООТВОДА ДИЗЕЛЯ
Шум от системы газовыхлопа дизелей снижают для
создания нормальных акустических условий в зонах
отдыха на открытых участках палуб, в ходовой рубке
и на мостике, а также для снижения внешнего шума
В открытом пространстве на расстоянии г от вы-
пускного устройства уровни звукового давления и уров-
ни звука определяются по формуле (28), которая в этом
случае будет иметь вид:
L = Lp-Д£кн - 10 Ig (4w»>; (172)
Я* 243
hLKU^ ДДЭ.К+ *£„.,+ Д£о+ Air.c, (173)
где Lp — уровень звуковой мощности, дБ, или корректированный
уровень звуковой мощности, дБ А излучаемой системой газовыпу-
ска двигателя в трубопровод (см. гл. II); Д£вв — потери звуко-
вой мощности на элементах канала (формула 150), дБ (дБ А):
ДТ-п» —- потери звуковой мощности на путевой арматуре, дБ
(дБ А), для некоторых типов утилизационных котлов, искрогаси-
телей и глушителей приведены в табл 49; Д£о — снижение октав-
ных уровней звукового давления, дБ, и уровней заука, дБ А, в
результате отражения от открытого конца газоотводного тракта
(см. рис. 11, а); ЛСТ с — акустическая эффективность глушителя,
установленного в систему (дБ, дБ А) (см. ц 38).
Характер спектра при прохождении шума через пу-
тевую арматуру не изменяется. При отражении от от-
крытого конца газоотводного тракта спектр становится
более высокочастотным
в'сл~всл~ “bca. 07«>
где Всл — характеристика спектра шума газовыхлопа дизеля
(см. п. 13), дБ; ЬВсл — характеристика изменения спектра при
отражении от открытого конца газоотводного тракта, определяе-
мая по рис. 11. б, дБ.
Уровни звукового давления и уровни звука, создава-
емые системой в судовых помещениях, можно опреде-
лить по формулам (47) — (49), вычисляя уровни звуко-
вого давления или уровни звука Lt в исходной точке,
расположенной на расстоянии 0,5 м от перекрытия
помещения, где находится расчетная точка по формуле
(172), принимая г, как показано на рис. 87.
Рис 87 Расположение то-
чек исходной (ИТ) и рас-
четной (РТ) при расчете
шума от системы газоотво-
да дизеля
244
Таблица 49. Потери звуковой мощности, дБ,
в заглушающих устройствах
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гп
125 250 «юо|яюо
Утилизацион- ный котел типа КУВ-75 8 12 14 16 18 22 24 24
Утилизацион- ный котел типа КУВ-100 * 5 8 10 12 14 16 20 20
Утилизацион- ные котлы ти- пов КАУ и КУП 4 7 9 10 12 14 16 16
Искрогаситель с водяным оро- шением 6 10 12 14 16 20 27 27
Глушитель с загнутыми труб- ками при: Стр = 20 «р — 10 12 6 19 10 21 12 16 10 20 14 25 18 25 18 25 18
тр — отношение площади поперечного сечении расширительной каме-
ры к площади поперечного сечения газоотводного тракта.
245
40. СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ
И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Вентилятор является причиной повышенного шума в
помещении, расположенном рядом с вентиляторной.
Шум вентилятора распространяется также по воздухово-
дам в обслуживаемые системой помещения и на откры-
тые участки палубы, где происходит забор или выброс
воздуха. Шумовые характеристики вентиляторов прини-
мают по результатам измерений (прил., табл. 2) или
рассчитывают по формулам п. 9.
При движении воздуха с повышенными скоростями
происходит генерация звука на путевой арматуре, на
фасонных элементах воздуховода и на воздухораспре-
делительных устройствах, который также распространя-
ется по воздуховодам.
Уровни звуковой мощности, излучаемой в воздуховод
путевой арматурой, определяют по формуле [51]
5
/ , - A I lOjIfv | анцй., | 1Ь(1 , (17S)
где L — отвлеченные октанлые уровни шума, дБ, введенные впер-
вые [521; у — параметр, приведенный в и 9; v — скорость воз-
духа, м/с; d3 — эквивалентный диаметр воздуховода, м, опреде-
ляемый по выражению
(176)
Snr, — площадь проточной части арматуры, мг; S — площадь про-
ходного сечения воздуховода, к которому присоединена армату-
ра, №.
Отвлеченные уровни шума L некоторых элементов
путевой арматуры приведены в табл. 50 [51]. При рас
чете по формуле (175) следует учитывать, что скорость
воздуха в воздуховоде по мере увеличения степени пе-
рекрытия проходного сечения воздуховода будет умень-
шаться, так как давление вентилятора с увеличением
246
Таблица 50. Отвлеченные уровни^иума А, создаваемого путевой арматурой дБ,
Среднегеометрические частоты пктаввык голос, Гц
Путевая арматура и 1 125 250 | 500 | wool 20001 4000] 8000
Сепаратор угловой Клапан угловой Задвижка обыкновенная Дроссельная заслонка Элиминатор Захлопка вентиляционная 92 82 85 72 77 77 73 74 62 56 63 60 64 67 50 38 57 54 46 48 46 26 47 40 34 40 32 18 41 •2fl 22 23 19 10 36 7 11 -1 15 -7 7 -7 4 -9 30 21 -3-U
— -
сопротивления системы увеличивается незначительно,
особенно если в системе установлен регулятор статичес-
кого давления.
Шум, создаваемый фасонными элементами систем
(крестовинами, тройниками, отводами), зависит от со-
отношения скоростей потока в магистральном канале
vK и в ответвлении &огв, степени турбулентности потока,
радиусов поворотов и формы поперечного сечения воз-
духоводов.
Октавные уровни звуковой мощности, излучаемой
в воздуховод, могут быть определены по эмпирической
формуле, полученной в результате испытаний фасонных
частей воздуховодов круглого сечения [55]
7-Рф = ?‘Р ~ ДДкр + Д^ск + (177)
где Lp — уровень генерируемой звуковой мощности, дБ; Д Акр — со-
ставляющая, учитывающая шумообразование на кромках соединений
фасонных элементов воздуховодов (рис. 88, а), дБ; А Аск—состав-
ляющая, учитывающая соотношение скоростей в магистрали и ответ-
влении (рис. 88,6), дБ; ДАО — ослабление октавных уровней зауковой
мощности (см. рис. 11) в результате отражения от открытого конца
воздуховода.
247
Рис. 88 Зависимости &Lvfl от радиуса закругления поворота г и
диаметра ответвления dnTB (в) и Д£ск от соотношения скоростей
в магистральном воздуховоде им и в ответвлении oOIR (б)
Уровень генерируемой звуковой мощности Lp может
быть определен по номограмме, приведенной на рис. 89.
Последовательность расчета по номограмме показана
пунктирными линиями. В квадрате И кривая Vyjvon— 1
пригодна для расчета тройников и крестовин с соотно-
шением скоростей, равным единице, а также для расче-
та отводов.
Радиус скругления воздуховодов г должен быть не
менее 0,15 dotB, в противном случае шумообразование
усиливается (см. рис. 95).
Шумообразование в прямоугольных каналах на низ-
ких частотах несколько меньше, чем в круглых, однако
с достаточной для практических расчетов точностью
можно пользоваться формулой (177), принимая d рав-
ным эквивалентному диаметру da по формуле (21).
Шум, создаваемый воздухораспределительной арма-
турой, возникает непосредственно в вентилируемом по-
мещении в результате обтекания потоком воздуха кро-
мок, решеток, сеток и других элементов, находящихся
в плоскости проходного сечения. Чем больше скорость
воздуха, тем сильнее шум.
248
20 JO W 50 60 10 80 Ср.Дб
Рис 85. Номограмма для определения уровней звуковой мощно-
сти шума Lp, генерируемого воздушным потоком в фасонных
элементах воздуховодов
Рис. 91. Зависимость уровня звука, генерируемого воздухорас-
пределителем потолочного типа MUL-2, от давления воздуха
р в воздуховоде перед воздухораспределителем и подачи Q
Генерация шума воздухораспределителями-насадка-
ми, которые обычно выпускаются на заданные пределы
воздухоподачи, зависит главным образом от его конст-
руктивного исполнения, а также от расхода воздуха и
давления в системе перед воздухораспределителем.
На рис. 91 представлена зависимость уровней звука
от объемной подачи и давления воздуха для потолоч-
ного воздухораспределителя типа MUL-2. В пределах
двух наклонных прямых с помощью дроссель-клапана
осуществляется регулировка воздухораспределителя на
необходимую подачу. Даже при относительно неболь-
251
Рис. S2. Эжекционный воз-
духораспределитель:
1 — патрубок; 2 — глушитель
шума; 3 — сопло; 4 — мета
яязк регулировки; 5 — кор-
пус; в — наружный кожух;
7 — водяной нагреватель
I
ших подачах воздуха 150—200
м3/ч шум, генерируемый возду-
хораспределителем, может со-
ставить 45—50 дБ А. Высоким
спектром шума отличаются воз-
духораспределители эжекцион-
ного типа, осуществляющие
эжекцию вторичного воздуха
из помещения благодаря вы-
соким скоростям приточного
воздуха. В частности, пристен-
ный воздухораспределитель ти-
па SNEII (рис. 92) с макси-
мальной подачей воздуха
250 м3/ч и коэффициентом
эжекции (отношение расхода
вторичного воздуха к расходу
приточного), равным 0,6, соз-
даст уровни звука, измерен-
ные в реверберационной каме-
ре (рис. 9л), превышающие
52—54 дБ А.
Ослабить шум от воздухо-
распределителей трудно. Если
для снижения шума воздухо-
распределителей-решеток мож-
но использовать экранные шу-
моглушители, то для воздухо-
распределителей-насадок это
невозможно. Поэтому при вы-
боре воздухораспределителей
необходимо прежде всего ис-
ходить из допустимых уровней
шума в обслуживаемых систе-
мой помещениях.
Так, например, в каютах.
252
Рис, 93 Зависимость уровня звука, дБ А, генерируемого воздухораспределителем, от дав-
253
где уровень звукового давления на расстоянии 1м от
воздухораспределителя не должен превышать 35 дБ А
(давление в системе составляет 300 Па и предполагает-
ся установить воздухораспределитель потолочного типа
MUL-2), подача воздуха не должна превышать 100 м3/ч.
Если необходимая подача воздуха в помещении больше,
следует устанавливать несколько воздухораспределите-
лей.
Затухание звуковой мощности, распространяющейся
по системе. Суммарные потери уровня звуковой мощно-
сти, дБ, распространяющейся от источников по возду-
ховодным каналам, определяют по формулам:
(«79)
при этом
+ (180)
Л/-В.у= («81>
Потери уровня звуковой мощности на элементах ка-
нала &LSJ( определяют по формуле (150), а на путевой
арматуре Д£п_а — ио данным табл, 51, Потери уровня
звуковой мощности при отражении от открытого конца
воздуховода ДА,, приведены на рис. 11 в зависимости от
эквивалентного диаметра d3 [см. формулу (21)]. Потери
звуковой мощности на воздухораспределителях ДЕО.Р
даны в табл. 52.
Воздухораспределители-решетки, сетки, раструбы,
жалюзи не снижают шум, распространяющийся по си-
стеме. Воздухораспределители-насадки с звукопоглоща-
ющей облицовкой имеют достаточно высокую акустиче
скую эффективность.
Оптимизация скорости воздуха. Системы вентиля-
ции и кондиционирования воздуха должны обеспечи-
вать заданную подачу воздуха в обслуживаемые поме
щения. Аэродинамический расчет систем сводится к вы-
254
Таблица 5]. Потери уровня звуковой мощности
на путевой арматуре &Ln а, дБ
Вия оборудования Среднегеометрические чистоты октавных полос, Гц
63 125 250 500 11 ию 2UU0 4000 £000
Захлопка вентиляционная 0 0 0 0 2 2 3 2
» переборочная 0 0 0 0 2 3 4 3
Задвижка обыкновенная 0 0 1 2 4 4 5 5
Клапан угловой и 1 3 4 4 b б 5
Элимвиатор пластинчатый 0 0 1 I 1 0 0 0
Сепаратор угловой 0 3 4 4 6 6 5
Теплообменник 0 0 1 1 1 1 2
Фильтр сетчатый (J и 0 1 1 1 2 3
» кассетный к 8 10 12 20 24 28 25
бору вентилятора и определению конфигурации и пло-
щади поперечного сечения воздуховодов Мощность,
потребляемая вентилятором, пропорциональна произве-
дению подачи воздуха на давление, развиваемое венти-
лятором. Последнее пропорционально квадрату скоро-
сти движения воздуха ио воздуховоду. Увеличив ско-
рость, можно уменьшить площадь поперечного сечения
воздуховода, сделать его компактным, снизить стои-
мость изготовления и монтажа. Но при повышении ско-
рости необходимо применять высоконапорные вентиля-
торы, для которых при одинаковой подаче с низкона-
порпыми требуется большая мощность. Шум, возника-
ющий на путевой и воздухораспределительной армату-
ре, возрастающий с повышением скорости воздуха, вы-
нуждает устанавливать дополнительные шумоглушители.
Поэтому при проектировании системы следует выбирать
оптимальную скорость воздуха в воздуховоде, которая
при минимальных приведенных затратах обеспечит необ-
ходимую подачу воздуха в обслуживаемые помещения
и уровни шума, не превышающие допустимых.
255
Таблица 52. Потери уровня звуковой мощности
на воздухораспределительных устройствах ДДв.р. дБ
Тип воздухораспределителя Среднегеометрические частоты октавных nu.wc, Гц
и » 350 500 woo |зхю 4000 8000
Поворотный 0 0 0 2 3 5 6 6
Полушаровой, щелевой 0 0 0 0 0 2 4 6
Пуанколувр Жалюзи поворотные 0 0 0 1 1 3 5 5
0 1 I 2 1 0 0 0
Воздухораспределители ВРН2.5; ВРР2,5; ВРП1.5; ВРНС2.5; ВРРС2.5 и 1 5 10 16 20 18 12
Воздухораспределвтели BPI.6; ВРС1.6 4 -5 0 13 21 26 27 29
Воздухораспределители ВР2 5; ВР2.5П; ВРС2.5 0 0 -2 11 18 23 29 27
Mill 16 10 13 23 33 31 33 36
MUL-2 К) 10 18 25 37 39 35 37
MUL-5 8 5 8 14 24 25 27 29
Головка запорная, герметич- ная V 1 I 2 4 8 12 11
Головка грибовидная 0 1 I 2 4 8 12 П
Приведенные среднегодовые затраты, р., по изготов-
лению и эксплуатации системы вентиляции воздуха,
связанные с указанными выше параметрами, определя-
ют по формуле
з-_1_
(<3CTJ»+‘3«i S + 3epi^i
+ ЕнЛ1Н-Зэ Л1ав, (182)
где Зсгр — строительная стоимость воздуховода системы с арма-
турой, р ; Зк«, 3Сг> — стоимость т-го капитального и /-го среднего
ремонтов системы, р.; т, п — число капитальных и средних ре-
мон™в системы за срок службы судна; тц, Ч> — соответственно
коэффициенты приведения разновременных затрат на капитальные
и средние ремонты к начальному периоду, определяемые по фор-
мулам
256
ЧХ = (1 + Е)"Ч Ч/ = (1-Е) 'ср .
Е — нормативный коэффициент приведения разновременных за-
трат, обычно Е = 0,1; tv, — соответственно сроки поставки на
капитальный и средний ремонты системы со дня сдачи ее в эк-
сплуатацию, год; Ев — нормативный коэффициент рентабельности
капитальных вложений, принимаемый равным 0,15, За — средне-
суточная стоимость электроэнергии, потребляемая вентилятором,
р/сут; Гнв, — продолжительность навигации, сут; Тел — срок
службы судна, год
Среднесуточная стоимость электроэнергии, потреб-
ляемая вентилятором, складывается из стоимости топ-
лива и смазочного материала и составляет [24]
Зэ = 2,4- lO~TP(qtUt + 9„U„>. (183)
где Р — мощность, потребляемая вентилятором, кВт; дг и —
соответственно нормы расхода топлива и смазочного масла дизель-
генератором, г/(кВт-ч); Ц, и Цк — соответственно пена топлива
и масла, р./т.
Мощность, потребляемая вентилятором, кВт,
Р =- 0.2S-10-6 (184)
где Q — подача вентилятора, м’/ч; р — давление, создаваемое вен-
тилятором, Па; ц — к. п. д. вентилятора (примерно 0,7).
Строительная стоимость воздуховода и шумоглуши-
телей судовых систем может быть определена по дан-
ным работы [24]. При вычислении приведенных средне-
годовых затрат в 3,;Тр не включают стоимость оборудо-
вания (воздухораспределитель, фильтры и т.п,), которое
не влияет на выбор оптимальной скорости воз
духа.
Оптимальную скорость воздуха в системе определя-
ют по минимуму приведенных среднегодовых затрат 3
Расчеты показывают, что оптимальная скорость воздуха
для судовых систем кондиционирования воздуха, обслу-
живающих каюты с допустимыми уровнями звука
40 дБ А, составляет 9—И м/с.
257
Например, на рис, 94 изобра
жена зависимость приведенных
среднегодовых затрат от скорости
воздуха в СКВ, обслуживающей
жилые и служебные помещения
на буксире мощностью 1100 кВт
пр. Р153. Общая длина системы
157 м Система обслуживает 23
воздухораспределителя. Минимум
приведенных среднегодовых за
трат расположен в районе 10 м/с.
Даже если не устанавливать в си-
стему дополнительных глушителей,
необходимых для снижения шума,
возникающего на путевой армату-
ре, оптимальная скорость та же
В разветвлениях магист-
рального воздуховода для
обеспечения заданной пода-
Рис 94 Приведенные средне-
годовые затраты на систему
кондиционирования воздуха, за-
висящие от скорости воздуха в
магистральном воздуховоде:
1 — с учетов элементов проги
вошумипго комплекса; 2 — то же.
без учета
чи воздуха в каждой ветке системы можно устанавли
вить дросселирующие устройства, Шумообразование в
них зависит от коэффициента местного сопротивления.
Поэтому, если требуется дросселирующее устройство, ко-
эффициент местного сопротивления которого более 5,
то лучше установить последовательно несколько регули-
рующих устройств с коэффициентом местного сопротив-
ления менее 5, обеспечивающих в сумме необходимое
сопротивление. Из-за вихревой зоны, которая образу-
ется за регулирующими устройствами, расстояние
между ними, между ними и воздухораспределителями
и ответвлениями должно быть 4d3 воздуховода и более
[431,
В системах, допускаюших количественную регули-
ровку воздуха в помещениях, следует устанавливать ре-
гуляторы статического давления. Они поддерживают
постоянную скорость воздуха в воздуховоде даже при
закрытии заслонок в нескольких помещениях и не до-
пускают повышения шума по этой причине.
258
Вентиляторы и кондиционеры, расположенные вбли
зи жилых и служебных помещений, должны быть
устаноалены на виброизоляторах, а воздуховоды —
закреплены через резиновый или брезентовый патру-
бок.
Если помещения различного назначения обслужива-
ет один магистральный воздуховод, то систему распола-
гают так, чтобы ближайшие к вентилятору воздухорас-
пределители обслуживали помещения с более высокими
допустимыми уровнями шума (камбузы, столовые,
кают-компании), а воздухораспределители, удаленные
от вентилятора, — с более низкими (каюты, медицин-
ские помещения).
Магистральные воздуховоды не следует размещать
в помещениях, к которым предъявляют высокие требо-
вания по шуму.
Не рекомендуется на одном воздуховоде устанавли-
вать последовательно более 4—5 воздухораспределите-
лей, так как в этом случае давление воздуха перед
первым воздухораспределителем будет достаточно боль
шим и может возникнуть необходимость в установке
дросселирующего устройства с большим коэффициентом
местного сопротивления.
Необходимая акустическая эффективность глушителя
Aire, установленного в систему, должна быть не менее
разности уровней звукового давления в расчетной точке
без учета глушителя и допустимых уровней звукового
Давления в ней.
Необходимую акустическую эффективность обеспе-
чивают установкой одного или нескольких глушителей
Для снижения широкополосного шума целесообразны
пластинчатые или камерные несоосные глушители с
звукопоглощающим материалом. Коэффициент местного
сопротивления таких глушителей составляет 1,5—2. Для
систем с небольшим давлением рекомендуется приме-
нять звукопоглощающие патрубки в сочетании с камер-
Расчетные стены расположения нсточшки шума
Таблица 53.
Схема установки
1- Ю1Е Г1о“',Л| + 10°.,г1 + J- ю”’,Л> + 10щИР| + ain.
07
Li Lpn~- Ь £кн2 ;
j ! Лз = ЛРф - Д£кнз
2. Открытая палуба -— — £ = 101g[10O,U| +10°'’^ а. -io^+iO°^_2OIg;_ -8; L\ = ^Риаг(вс) - ^£ш; £2 “ LPB - ДХК1(2: L3'^ 1рф - Л£киз
у J
•
А — Для помещения,
где находится расчетная
vnnua Лрнаг(вс) —
уровень звуковой мощно-
сти вентилятора со сторо-
ны нагнетания или всасы-
вания в зависимости от
ТОГО, работает система
на приток или на вытяжку
РТ — на открытой па-
лубе; г — расстояние, м
-..................—
- --—
3. й“ЛРнаг+ ALn"/? + + Ю lg S/Q ДЛп — для помещения, гда находится исходная точка (ИТ), R, S — зву- коизолирующая способ- ность (дБ) и площадь (м2) ограждения, расположен- ного между РТ и ИТ, Q для помещения, где на- ходится РТ, м3
ч ч. /1 FT w ^rf- Р7 $5М *
4. t-ioig[io’'I‘1 + io’,u,+ + ю°'1Л’ 1 -я+ ioigS/O: •— £рнег(вс) - A£fC nil -= £рц — д£к,п2> ^3 = Lpfa - Д^к.пЗ Q—для помещения, где находится РТ, м2; R — звукоизолирующая спо- собность стенок воздухо- вода, ДБ; S — площадь поверхно- сти воздуховода в преде- лах помещения, м2
ч 1
ними соосными глушителями. Для снижения шума в
зонах приема и выброса воздуха на открытых участках
палубы и от устройств вытяжки и нагнетания воздуха
в помещениях допускается использовать экранные
глушители. е
Акустический расчет системы. После выбора типа
вентилятора и места его установки, определения схемы
вентиляционной системы, ее расположения, оптимальной
скорости воздуха в воздуховодах и размеров их попе-
речных сечений проводят акустический расчет вентиля-
ционной системы, включающий определение уровней
звукового давления в расчетных точках и выбор средств
снижения его до допустимых значений.
Схемы возможного взаимного расположения источ-
ников шума систем вентиляции и кондиционирования
воздуха и расчетных точек представлены в табл. 53.
Там же даны расчетные формулы для определения
уровней звукового давления в расчетных точках от со-
ответствующего источника шума.
Уровни звуковой мощности, дБ, и корректированные
уровни звуковой мощности, дБ А, излучаемой вентиля-
тором в воздуховод со стороны нагнетания £.₽,1аг и вса-
сывания Lpbi, а также звуковой мощности, излучаемой
вокруг агрегата LP а1, принимают по данным п. 9 или
приложения, табл. 2.
При определении уровня шума, распространяющего-
ся от путевой арматуры L2 и фасонных элементов воз-
духоводов Бз, следует вычислять уровень звуковой мощ-
ности Lm и £рф, генерируемой каждым элементом, по
формулам (175) и (177) соответственно, а степень зату-
хания уровня звуковой мощности ДТ/кн — определять
на участке от каждого из этих элементов до воздухо-
распределителя, расположенного в районе расчетной
точки, по формуле (179).
При определении уровня шума в помещении, через
которое воздуховод проходит транзитом, потери уровня
262
звуковой мощности на элементах воздуховода и путе-
вой арматуре Д£Кп рассчитывают по формуле (180)
для участка от генерирующего шум элемента до сере-
дины участка воздуховода, расположенного в пределах
рассматриваемого помещения.
Влияние помещения на уровни звукового давления
учитывают по спаду уровней Д£п и постоянной помеще-
ния Q, которые определяют по формулам п. 13.
Уровни звукового давления в расчетной точке от
нескольких одновременно действующих источников оп-
ределяют суммированием уровней.
41. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Основными источниками образования шума в гид-
равлических системах являются насосы и регулирую-
щая арматура.
Максимальная составляющая спектра шума, возни-
кающего при работе насоса, соответствует основной
частоте его
/о = пг/60, (185)
где п, г — соответственно частота вращения, мии-’, и число зубь-
ев насоса.
Для уменьшения пульсации давления жидкости в
систему устанавливают реактивные глушители, как пра-
вило, камерного типа. В них предусматривают иногда
дроссели, включенные в параллельную (байпасную)
сеть [1]
Эффективность камерных глушителей можно рас-
считать по формулам п. 38, принимая скорость зву-
ка в масле с3=1200 м/с, в воде с3=1500 м/с.
Для того чтобы предотвратить возникновение волно-
вого резонанса в системе, возникающего при пульсации
давления, глушитель шума следует располагать на рас-
263
Рис 95. Уровни звукового давления в рулевой рубке шаланды
пр. Р32 при работе гидравлической рулевой машины:
/ — без глушителя; 2 — с глушителем; 3 — санитарная норма ПС-50; 4 —
схема глушителя
стоянии I от насоса, равном или кратном длине звуко-
вой полуволны, т. е.
/~с3/(2/0). (186)
Из этих же соображений глушитель целесообразно
установить на выходе системы
Опыт применения. На речных судах были испытаны однокамер-
ные глушители шума, разработанные ЦТКБ Минречфлота На теп-
лоходе пр. Р32 глушитель был размещен на расстояини 2,5 м от
шестеренчатого насоса ИШ-32 рулевой машины РГ4,0. Глушитель
позволив снизить шум от гидравлической рулевой машины на
8—20 дБ (рис 95) На танкере пр PI35 был установлен подобный
глушитель в систему привода рулевой машины РГ1,6 В результате
уровни шума в рулевой рубке п в нескольких каютах снизились
на 10—15 дБ
Глава IX
СНИЖЕНИЕ ВНЕШНЕГО ШУМА СУДОВ
42. НОРМИРОВАНИЕ ВНЕШНЕГО ШУМА
Снижение шума в районах
жилой застройки и курортной зоны в настоящее время—
одна из существенных проблем транспорта, в том чис-
ле и водного.
Допустимые уровни звукового давления в октавных
полосах частот, уровня звука и эквивалентные уровни
звука, дБ А, для районов жилой застройки установле-
ны строительными нормами и правилами (СНиП П-12—
77).
Суда создают в прибрежной зоне непостоянный шум:
он возрастает при приближении судна, а затем убывает
при удалении. Нормируемым параметром непостоянно-
го шума является эквивалентный (по энергии) уровень
звука в дБ Л.
При назначении норм учитывались расстояния от
судового хода до жилой застройки для большинства ос-
новных судоходных рек СССР, интенсивность судоход-
ства, характер эксплуатации судов и их скорость.
Нормирование внешнего шума судов осуществляется
по ГОСТ 17.2.4.04 — 82, который в качестве внешней
шумовой характеристики устанавливает уровни звука
в дБ А, измеренные на расстоянии 25 м от борта, что
соответствует рекомендациям ИСО2922 — 75. Допусти-
мые значения внешней шумовой характеристики установ-
лены в зависимости от характера эксплуатации судов
и их скорости (табл. 54). Скоростными считают суда,
движущиеся со скоростью более 40 км/ч. Нормы не рас-
пространяются на суда, построенные до введения
ГОСТ 17.2.4.04 — 82, в течение 5 лет и на черпаковые
земснаряды.
265
Таблица 54. Допустимые значении внешней шумовой
характеристики судов, дБ А
Группа Характеристика судка Судно
нескоро- скорост-
1 Эксплуатируемое круглосуточно пре- имущественно вне зоны жилой заст- ройки (транзитные пассажирские, гру- зовые и буксирные суда, суда техни- ческого флота) 75 75
II Эксплуатируемое в дневное время су- ток вблизи жилой зоны н движущееся но основному судовому ходу (пасса- жирские суда пригородных и местных линии) 75 80
III Эксплуатируемое в дневное время су- ток вблизи жилой зоны и движущееся вие основного судового хода (суда для внутригородских экскурсий, переправы, катера и моторные лодки) 75- 78
43. ВНЕШНИЙ ШУМ, СОЗДАВАЕМЫЙ СУДАМИ
Значения внешних шумовых характеристик судов,
построенных до введения в действие ГОСТ 17.2.4.04—82,
определяли экспериментально. На обследованных судах
не предусмотрены специальные средства снижения
шума, за исключением глушителей шума газовыхлопа.
Обобщенные результаты измерений уровней звука
судов, дБ А, на расстоянии 25 м от борта составили [14]:
Пассажирские транзитные . 68 72
Грузовые . . . 71 74
Пассажирские для ннутрш ородскмх пригородных
и местных линий . . . 72 -76
Буксиры и толкачи . .74-78
Катера и мотолодки . . 72—S2
Землесосные снаряды . . 75-85
Скоростные пассажирские......... . 78—86
266
Максимум уровней внешнего шума судов наблюдает-
ся на низкочастотном участке спектра (рис. 96).
В зависимости от акустической мощности источни-
ков внешнего шума максимальные уровни звука отме-
чены при различием расположении судна относительно
микрофона.
На рис. 97, а видно, что максимальный уровень внешнего шу-
ма теплохода на подводных крыльях типа «Ракета» имеет место
при расположении микрофона относительно судна несколько в кор-
му от миделя — в районе газовыхлопа Максимальный уровень
шума зарегистрирован после прохода судном «Метеор» мимо микро-
фона, что указывает на основную долю, вносимую кормовым буру-
ном (рис- 97, б). У теплохода «Енатаевск» (рис. 97, в) вкаад всех
источников примерно одинаков Характер акустического поля экс-
курсионною теплохода «Кронверк» (рис. 97, г) объясняют наличи-
ем водометного движителя и газовыхлопа, выведенного через транец
судна.
Допустимые эквивалентные уровни звука в районе
сложившейся жилой застройки в ночное время состав-
ляют 50 дБ А, а в дневное — 60 дБ А.
Л71---------!-------!-------!-------!----------------1
63 125 250 500 1000 2000 W00 Г,Гц
Рис. 96. Уровни внешнего шума судов длн внутригородских, приго-
родных и местных линий;
Рис. 97 Уровни шума La на расстоянии 25 м от борта при движе
нин судна относительно микрофона
Шум, создаваемый судами в жилой зоне, зависит
от удаленности судового хода, интенсивности судоход-
ства и скорости судов.
Хотя большинство судов удовлетворяет требованиям
ГОСТ 17.2.4.04 — 82, следует учитывать, что даже при
этом условии возможно превышение санитарных норм в
некоторых населенных пунктах, где судовой ход прохо-
дит близко от жилой застройки и где высока интенсив-
ность судоходства. В этом случае обеспечить санитар-
ные нормы можно только путем внедрения организа-
ционных мероприятий: снижение скорости судов, закры-
тие световых люков при прохождении этих участков,
движение по фарватеру, наиболее удаленному от жилой
зоны (если это возможно), отмена движения судов в
ночное время и т. п.
44. РАСЧЕТ ВНЕШНЕГО ШУМА
Основными источниками внешнего шума судов яв-
ляются газоотвод главных и вспомогательных двигате-
лей, открытые световые люки машинных отделений,
268
гидродинамические источники (кормовой и носовой
буруны) и устройства приема и выброса систем венти-
ляции и кондиционирования воздуха.
Уровень звука от системы газоотвода двигателей на
расстоянии 25 м от борта следует определить ио фор-
муле (172), принимая г—25-f-i, где b — расстояние от
газовыпускного устройства до борта судна, м.
При расчете шума из открытых световых люков
машинных отделений необходимо учитывать только от-
крывающиеся световые люки, выходящие на один борт.
Уровень звука на расстоянии 25 м от борта определяют
по формуле
L„ = L - ALo + 101g (сс bc) + 10 (g nc-101g [1,5k (25+&FJ. (187)
rite A — уровень звука в шахте машинного отделения в плоскости
светового люка, определяемый в октавных полосах частот по формуле
(35) или по формулам табл. 13 с последующим пересчетом в дБ А;
ДЛО— ослабление уровня звука при отражении от проема светского
люка. дБ А, определяемое в зависимости от ds = У4Дсйс/п и харак-
тера спектра В вс по рис. 98; «с. Ьс, пс — соответственно размеры, м.
и число открывающихся ка один борт световых люков; b — расстояние
от светового люка до борта, м.
Уровни звука, дБ А, создаваемого судном, вычисля-
ют по формулам:
от кормового буруна на расстоянии 25 м от борта
(,88)
от носового буруна
£иб= ,0|g(B2v)-!-36 (189)
где В — ширина судна; v — скорость судна, км/ч.
Устройства приема и удаления воздуха систем вен-
тиляции и кондиционирования излучают шум, уровень
которого на расстоянии 25 м от борта судна определя-
269
Рис. 98. Ослабление уровней звуковой мощности на выходе из от-
крытых световых люков
ют по формулам табл. 49, п. 2, принимая г=25+&, где
b — расстояние от устройства приема или выброса
воздуха до борта, м.
Для определения внешней шумовой характеристики
строят диаграмму распределения уровней звука по ли-
нии, отстоящей от борта на расстоянии 25 м. Диаграм-
му строят в координатах (рис. 99), где по оси ординат
откладывают уровни звука в дБ А, а по оси абсцисс —
расстояние в м. На ней в масштабе наносят контуры
судна, расположение основных источников шума, вклю-
чая кормовой бурун.
Для всех источников в нос и в корму от точки, со-
ответствующей его центру, откладывают уровни звука,
определяемые по формуле
Л = £г-Д£6 (190)
где £ — уровень звука i го легочника вдоль липки, отстоящей ог
борта на расстоянии 25 м, дБ A; L< — уровень звука на расстон-
нин 25 м ог борта против i-ro источника шума, дБ A; &Lt — ос-
лабление уровней звука, дБ А. с удалением от источника, опреде-
270
Рис. 99. Диаграмма распределения уровней звука от основных источ-
ников шума и всего судна в целом на расстоянии 25 м от плоскости
борта:
I — изменение уровней звука от носового буруна; г — то же. от кор
ноги буруна; 3 — то же, от системы газоотаода двигателей; 4 — то же,
открытых световых люков машинзого отделения; 5 — суммарна*! внеш
то же, от кормового буруна.
ляемое для всех источников, кроме кормового буруна, по рис
IOO, а или по формуле;
Д£4 ™ ]() |g [1 + ф(25+6,-р] (191)
где li — расстояние, отсчитываемое вдоль судна в пос и в корму
от центра С-го источника, м; Ъ, — расстояние от центра I го источ
ника до борта судна, м. Для кормового буруна Д£,- определяют
по рис. 100, б в зависимости от длины кормового буруна 4 в,
связанной со скоростью судна следующим образом:
V, км/ч .... <15 от 15 ДО 20 от 20 до 25 от 25 ко 30 >30
4.6, м . 13 15 17 20 23
i: параметра ij --= (25+B/2J/4.6.
Точки, соответствующие каждому источнику, полу-
ченные в пределах диаграммы, соединяют плавными
271
Рис. 100. Ослабление уровней шума с удалением от середины источ-
ников вдоль судна:
а — дли всех источников, кроме кормового буруна: б — для кормового
буруна
кривыми. Просуммировав уровни звука отдельных ис-
точников вдоль судна с интервалом 2—5 м, строят кри-
вую уровней звука судна на расстоянии 25 м от борта.
Характеристикой внешнего шума является максималь-
ное значение этой кривой.
Средства снижения внешнего шума. Шум от источ-
ников, создающих на расстоянии 25 м от борта уровень
звука, превышающий требования ГОСТ 17.2.4.04—82,
подлежит снижению.
Для снижения шума газоотвода следует установить
дополнительные глушители в соответствии с данными
п. 39.
Шум, распространяющийся от открытых световых
люков машинных отделений, может быть уменьшен с
помощью звукопоглощающих конструкций, которые ус-
танавливают в шахтах световых люков.
Для ослабления уровня шума, создаваемого устрой-
ствами приема и выброса воздуха, следует установить
глушители, разработка которых может быть осущест-
влена с помощью указаний п. 40. *
9*
Главе X
АКУСТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
ПРИ ПРИЕМКЕ СУДОВ
45. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ
АКУСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ СУДНА
Программу следует состав-
лять для каждого судна или типа судов с учетом кон-
кретных задач исследования, конструктивных особен-
ностей судна и возможности проведения измерений на
необходимых режимах работы.
Акустические испытания подразделяют на инспектор-
ские и специальные. Инспекторские испытания прово-
дят с целью проверки соответствия уровней звукового
давления в контрольных помещениях санитарным нор-
мам. Специальные испытания проводят по расширенной
программе для головных судов. Они носят исследова-
тельский характер.
Программа испытаний должна содержать режимы
работы энергетической установки и оборудования, схе-
му контрольных точек измерений уровней звукового
давления и уровней параметров вибрации, а в ней
необходимо указать время проведения испытаний*
4 мин для измерения уровней звуконого давления и
6 мин для уровней параметров вибрации в одной
точке.
Для разделения источников шума проводят испыта-
ния при различных режимах работы судна и его энерге-
тической установки и в частности:
на стояночном режиме при работе дизель-генерато-
ров;
на стояночном режиме при работе системы вентиля-
ции и при электрическом питании с берега;
при номинальной частоте вращения главных двига-
телей и отключенном валопроводе;
10-428 273
при работе искусственных источников шума и нали-
чии вибрации;
на холостом и эксплуатационном режимах работы
землесосных и многочерпаковых снарядов.
Контрольные точки и их число должны быть
указаны;
в нормируемых по шуму помещениях и в помещени-
ях, граничащих с ними;
в машинном отделении для определения эквивалент-
ного уровня звука (см. п. 27), а также оценки проника-
ющего воздушного шума;
на расстоянии 1 м от основных источников (точки
необходимы для определения уровней звуковой мощно-
сти двигателей и оборудования);
на расстоянии 1 м от системы газотурбонадцува
(точки необходимы для контроля шума впуска);
в помещении вентиляторов, кондиционеров, в шах-
тах машинного отделения, если смежно с ними распо
ложены нормируемые по шуму помещения;
на срезе дымовой трубы;
у источников внешнего шума (открытые световые
люки, вентиляционные решетки).
Для контроля звуковой вибрации выбирают не менее
6 точек на лапах двигателей и на поясках фундамен
тов; на установочном перекрытии, палубах и перебор-
ках при исследовании распространения вибрации по
судну.
46. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ
В ПОМЕЩЕНИЯХ СУДНА
Акустические испытания на судах проводят в соот-
ветствии с ГОСТ 12.1.020 — 79 и международным стан-
дартом ИСО 2923.
В зависимости от назначения судна испытания про-
водят на основном спецификационном режиме:
274
полный ход при частоте вращения главных двигате-
лей не менее 95% номинальной;
эксплуатационный режим.
Измерения на ходовом режиме следует проводить
при движении судна прямым курсом, при волнении не
выше трех баллов для судов водоизмещением до 5000 т
и четырех баллов для судов водоизмещением более
5000 т при полной загрузке судна или в балласте. Их
выполняют в полностью оборудованных по мешениях,
при закрытых дверях и иллюминаторах, включенной
вентиляции и кондиционировании воздуха; число людей
в помещении должно быть нс более, чем положено по
штату.
Во время измерений следует исключить помехи
непроизводственного характера (разговоры, музыку,
стук и т.п.). При проведении измерений в помещениях
микрофоп необходимо устанавливать на высоте 1,5 м от
настила и не ближе 1 м от ограждающих поверхностей.
Если в помещении есть источник шума, то микрофон
следует направлять в сторону источника.
При измерениях уровней звукового давления у вы-
хлопных систем двигателей микрофон, снабженный
противоветровой защитой, следует устанавливать на
расстоянии 1 м от кромки отверстия под утлом 30е
к оси потока.
На первой стадии испытаний предварительно изме-
ряют уровни звука, дБ А, в контролируемых помещени-
ях, сравнивают с допустимыми значениями, определя-
ют основные источники шума, выявляют неучтенные
при расчетах источники шума и при необходимости
корректируют программу испытаний.
На втором этапе измеряют уровни звукового давле-
ния в октавных полосах частот.
Для определения эквивалентного уровня звука в
машинных отделениях необходимо провести измерения
в характерных девяти зонах машинного отделения в хо-
10* 275
довом и стояночном режимах (см. табл. 36). Эквива-
лентный уровень звука можно определить по формулам
и. 29 исходя из средних значений времени пребывания
вахтенных в машинном отделении (см. табл. 37) или ис-
пользуя известные для данного типа судна показатели
трудозатрат. В малых машинных отделениях площадью
до 15 м2 измерения выполняют не менее чем в двух
точках, расположенных в средней части между двига-
телем и бортом.
В рулевых, штурманских и радиорубках при измере-
ниях параметров шума должно быть включено электро-
радионавигационное оборудование,
В постах управления, производственных, служебных
и других нормируемых помещениях с собственными
источниками шума контрольные точки принимают на
фиксированных рабочих местах.
На открытых участках палуб измерения проводят
на рабочих местах при включенных механизмах и в зо-
нах отдыха. При этом на микрофоне должна быть
противоветровая защита. Его следует устанавливать в
средней части зоны.
Акустические испытания систем вентиляции и кон-
диционирования воздуха проводят после их аэродинами-
ческой регулировки. Расходы воздуха во всех помеще-
ниях должны соответствовать расчетным для летнего
или зимнего периодов навигации. Одновременно с из-
мерениями уровней звукового давления контролируют
подачу воздуха вентилятором и на приеме или удалении
воздуха в каждом помещении. Измерять следует на рас-
стоянии 1 м от воздухораспределителя или вытяжного
устройства во время стоянки судна при питании его с
берега.
При измерениях постоянных шумов, уровни которых
изменяются во времени не более чем на 5 дБ, измерять
следует не менее чем 3 раза в каждой точке и результа-
ты усреднять (арифметически). Если значения уровней
276
звука изменяются во времени не более чем на 2 дБ,
то контролировать шум в назначенных точках можно
1 раз.
При измерениях параметров непостоянных шумов и
вибрации на ледоколах, черпаковых земснарядах, когда
значения величин изменяются во времени более чем
на 5 дБ, отсчет следует проводить с интервалом 5—6 с.
Время, необходимое для выполнения измерений в одной
точке, определяют экспериментально. Обычно оно состав-
ляет 2—5 мин. По результатам измерений рассчитыва-
ют средний уровень параметра
4 ср “10 !£ 2j “ 10 «• < 192>
где Li — t-й из усредняемых уровней, дБ (дБ А),- »=(, 2.п —
число усредняемых уровней.
Протокол результатов измерений. Результаты изме-
рений оформляют протоколом испытаний, в котором
указывают:
дату проведения измерений; наименование и тип
судна; номер проекта и порядковый номер судна в се-
рии; наименование организации проектанта и завода-
строителя; год постройки судна, порт приписки; марку
и основные параметры главных и вспомогательных дви-
гателей; район испытаний, глубину, состояние моря,
реки, озера; данные по загрузке судна; режимы работы
судна, энергетической установки (нагрузка и частота
вращения главных двигателей, частота вращения греб-
ного винта, работающие дизель-генераторы, системы
вентиляции и кондиционирования воздуха), технологи-
ческое и другое оборудование; измерительную аппара-
туру (наименование, тип, дата госповерки); наименова-
ние организации и фамилии операторов; дополнитель-
ные данные (отступление от программы), наличие до-
полнительных источников шума; оценку соответствия
277
измеренных уровней звукового давления действующим
нормативам.
К протоколу прилагают таблицу с указанием мест,
точек и результатов измерений.
На основании протокола измерений составляют за-
ключение, где дают анализ основных источников шума,
эффективности противошумовых мероприятий и приво-
дят рекомендации по составу противошумового комп-
лекса на серию судов.
47. ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВНЕШНЕГО ШУМА
Внешние шумовые характеристики измеряют на
участке акватории, ширина и протяженность которой
позволяют прямолинейное прохождение судна при ус
тановившейся скорости на заданном расстоянии от мик-
рофона. В радиусе 100 м от микрофона не должны быть
крупные, отражающие звук объекты (холмы, скалы,
мосты, здания и т. п.). Между судном и микрофоном
должна находиться открытая вода или поверхность
суши, максимально свободная от звукопоглощающего
покрытия (высокой травы, кустарника, снега и т.д.).
Микрофон устанавливают на шесте, закрепленном
в дно или берег, на специальном судне или мостках на
высоте 2—6 м над уровнем воды и не менее 1,5 м над
причалом, мостками или палубой судна (в последнем
случае в радиусе 25 м не должно быть выступающих
надстроек) Главная ось микрофона должна быть ори-
ентирована в сторону источника шума и перпендикуляр-
на направлению судового хода.
Во время контрольных испытаний судно должно
работать в номинальном режиме, при частоте враще-
ния двигателей не менее 95%, указанной в специфика-
ции. Измерения проводят при закрытых дверях, откры-
тых иллюминаторах и световых люках машинного от-
деления и включенной системе вентиляции. Скорость
278
ветра должна быть нс более 10 м/с, при скорости более
2 м/с микрофон должен иметь ветрозащиту.
Расстояние между бортом и микрофоном определя-
ют дальномером.
Если оно отличается от 25 м, то в результаты изме-
рений вносят поправку:
Расстояние, м . . . . 20 22 25 28 32 35 40 45 50
Поправка. дБ А —2 —1 0 1 2 3 4 5 6
Измерения проводят при движении судна правым и
левым бортами.
Результаты измерений, полученные при проходе бо-
лее шумным бортом, сравнивают с допустимыми зна-
чениями.
48. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ
И ПУТЕЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ШУМА
Основной метод определения составляющих шума и
путей его распространения — поочередное включение
источников. Для этих целей используют также искус-
ственные источники шума и вибрации, которые делят
на 2 группы. К первой группе относят блоки громкого-
ворителей, специальные звуковые излучатели, электро-
динамические вибраторы [29]. Для них необходимы
специальные задающие тракты, в состав которых входят
генераторы «белого» шума и усилители мощности.
Более просты измерительные схемы при использовании
источников второй группы, не требующих специальных
задающих трактов. К источникам шума второй группы
относят такие источники аэродинамического и механи-
ческого типа, как электровентиляторы, небольшие элект-
родвигатели и др.
При измерениях необходимо учитывать фоновый
шум и фоновую вибрацию. Фон — это акустические
279
помехи в помещении или другие составляющие шума и
вибрации исследуемого источника. Если известен сум-
марный уровень шума £СуН и один из уровней (фон £ф),
то другой уровень определяют по формуле:
£-£сум~8£- <193)
где 6L — поправка, определяемая в зависимости от разности
£.суы —1ф, ЛБ . . 2 3 4 5 6—9 Юн выше
М., ЛБ . 4 3 2 1 0
Неизвестный уровень шума можно определить по
формуле (193) лишь при условии LcyM—Лф>1.
Акустические характеристики источников. Уровни
звуковой мощности источников определяют по усред-
ненным результатам измерений уровней звукового дав-
ления в пяти — восьми точках, расположенных на рас-
стоянии 1 м от их поверхностей. В соответствии с п. 6
учитывают отраженный шум от ограждений помеще-
ния.
Уровни параметров вибрации двигателей и механиз-
мов определяют по усредненным результатам измерений
в восьми — десяти точках на лапах или опорных по-
верхностях. При измерениях шума и вибрации учитыва-
ют уровни фона.
Наиболее точно составляющую воздушного шума
можно определить с помощью искусственных малона-
правленных источников шума. В отдельных случаях
можно использовать источники шума, находящиеся на
судне, т.е. заборные и вытяжные патрубки системы
вентиляции, открытые световые люки машинных отде-
лений, систему газовыхлопа и др.
Перед началом испытаний измеряют фоновый шум,
влияние которого учитывают по зависимости (193).
280
Составляющую воздушного шума Lb, дБ, от реального
источника определяют по формуле
^в = £и-£1 + Ч (194)
где LM — уровни звукового давления перед преградой, усредненные
по треи—пяти точкам при работе реального источника шума, дБ;
£» — уровни звукового давления перед преградой, усредненные по
трем—пяти точкам при работе искусственного источника, дБ;
1.2 — уровни звукового давкения, усредненные по трем—пяти точ-
кам в исследуемом помещении при работе искусственного источни-
ка шума, дБ.
Направленность распространения воздушного шума
по палубам судна обычно определяют при работе реаль-
ных источников шума, так как при использовании ис-
кусственных источников трудно обеспечить нужные
характеристики направленности.
Структурный шум от двигателей. На судах небольшо-
го водоизмещения, в помещениях, ближайших к источ-
нику вибрации, уровни структурного шума можно опре-
делить с помощью искусственных источников вибрации,
которые устанавливают вокруг исследуемого механизма.
При этом необходимо измерить и учесть спад уровней
вибрации от вспомогательного механизма до исследуе-
мого источника. В помещении учитывают фоновый шум.
Составляющую структурного шума, дБ, от реально-
го источника вибрации определяют по формуле
£C = A,B-W1 + L. (195)
где Na — уровни параметров вибрации, усредненные по шести-
десяти точкам на исходном перекрытии при работе исследуемого
источника вибрации, дБ; — средние уровни параметров вибра-
ции, определенные по тем же точкам при работе искусственного
источника вибрации. дБ; L — уровни структурного шума в иссле
дуемом помещении при работе искусственного источника вибра-
ций, дБ.
Распространение звуковой вибрации по корпусу суд-
на обычно исследуют при работе реальных источников
вибрация при их поочередном включении.
281
Составляющую структурного шума от движителей
можно определить, проводя сравнительные измерения
уровней звукового давления в исследуемом помещении
на ходу и в холостом режиме работы главного двигате-
ля при отключенном валопроводе. Шум при последнем
режиме считают фоновым. В общем случае его опреде-
ляют структурный Lc и воздушный шумы Lb двигателя.
Экспериментально или расчетом находят преобладаю-
щую составляющую шума, которую и принимают за
фоновый шум.
Значения Lc и Lb, дБ, с учетом изменения уровней
параметров вибрации и уровней звукового давления на
лапах двигателя в холостом режиме и под нагрузкой
определяют по следующим формулам:
Lc - + Л'и; <»9б)
£В“"£Х £и.х+^„, (197)
где Lx — уровни звукового давленая, измеренные в исследуемом
помещении в холостом режиме. дБ; ,V„„ NK — уровни парамет-
ров вибрации, измеренные на лапах днигателя соответственно в
холостом и рабочем режимах, дБ; Lu.x, L„ — уровни звукового
давления, дБ, измеренные на расстоянии I м от поверхности дви-
гателя в холостом н рабочем режимах.
Источники внешнего шума судна. Значимость источ-
ников внешнего шума определяют по результатам изме-
рений уровней звукового давления на расстоянии 1 м
от системы газовыхлопа, вентиляционных решеток, от-
крытых световых люков машинного отделения, у корысГ-
вого и носового бурунов. При измерениях учитывают
фоновый шум. По результатам испытаний рассчитыва-
ют уровни звуковой мощности источников внешнего
шума и определяют вклад каждого источника в сум-
марный внешний шум судна, фиксируемый на расстоя-
нии 25 м от борта.
282
49. ИЗМЕРЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ШУМА
Акустические свойства материалов и конструкций
исследуют на специальных установках в лабораторных
условиях и на судах, используя источники шума и ви-
брации со специальными задающими трактами [28,
29, 39].
Ниже рассмотрены более простые способы опреде-
ления акустической эффективности средств снижения
шума, которые могут быть применены при акустических
испытаниях судна. Для этих измерений можно исполь-
зовать малонаправленный источник шума без специаль-
ного задающего тракта. Необходимо также иметь
данные акустических измерений на однотипных
судах.
Средний коэффициент звукопоглощения в помещении
аср вычисляют по измеренному спаду уровней звукового
давления при удалении от искусственного источника
шума или от механизма с незначительной направлен
ностью шумоизлучения, т. е.
4S„S(10C’,al-1)
°'Г~ ^ + 4S„S(Kf’,“-l> • <1Вв>
где $и — площадь ограждений помещения, м®; S — площадь по-
верхности, окружающей источник шума и проходящей на расстоя
вин 1 м от источника, м®; &L=Li—Lt — средний спад уровней
звукового давлении, дБ, полученный по результатам измерений в
пяти—восьми точках на поверхностях $ и Sn
Средний коэффициент звукопо! лощения можно опре-
делить по формуле (198), если AL^2 дБ.
Звукоизолирующую способность палуб и переборок
определяют с помощью искусственного источника шума.
Для этих целей можно использовать виброизолирован-
ные двигатели и механизмы, если шум в исследуемом
помещении определяет воздушная составляющая этого
283
источника. Звукоизолирующую способность конструкции
рассчитывают по формуле
S-Lj-l + lOlB—’S—, (№)
°ср
где £. — уровни звукового давления, измеренные на расстоянии
0,5 м от преграды в шумном помещении, усредненные по трем—
пята точкам, дБ; L — уровни звукового давления, усредненные
по трем—пяти точкам в исследуемом помещении, дБ; 3Пр. Sn —
соответственно площадь разделяющей прегради и полная пло-
щадь ограждений исследуемого помещения, м2; аор — средний ко-
эффициент звукопоглощения в помещении, который принимают по
результатам измерений или по данным табл. 13.
Акустические свойства виброизолирующих креплений
двигателей определяют путем измерений средних пере-
падов уровней параметров вибрации на виброизолято-
рах. Для этого выполняют измерения в шести — десяти
точках на лапах двигателей и верхних полках фунда-
ментов. При измерениях должен работать только тот
механизм, виброизолирующее крепление которого иссле-
дуют. Если эго условие не может быть выполнено, то
учитывают фоновую вибрацию.
Ослабление уровней звукового давления, дБ, в поме-
щении, обусловленное применением вибронзолнруюших
креплений двигателей, можно оценить по данным изме-
рений на судне-прототипе при жестком креплении дви-
гателя по формуле
(200J
где Л'д, N — соответственно уровни параметров вибрации на лапах
двигателя судна прототипа и исследуемого судна, дБ; Lu. L —
соответственно уровни звукового давления в контрольном помеще-
нии на судве-прототипе и на исследуемом судне, дБ.
Обычно ДЕ меньше перепада уровней параметров ви-
брации на виброизоляторах, так как расчет по формуле
(200) дает акустическую эффективность эластичного
284
крепления двигателя нс по структурному, а по суммар-
ному шуму в помещении, что можно объяснить влиянием
других составляющих.
Ослабление шума, обусловленное виброизолирую-
щим соединением помещений, определяют путем измере-
ний средних перепадов уровней параметров вибрации.
Для этого уровни параметров вибрации измеряют
в 8—12 точках на опорном перекрытии, к которому
крепят помещение, и на металлических пластинах пола
помещения. Вибрационное поле на этих пластинах от-
личается большой неравномерностью, поэтому более
точные данные по акустической эффективности вибро-
изолированного помещения можно получить, используя
измерения на судах-прототипах.
Акустическую эффективность конструкций «плаваю-
щего» типа можно оценить по формуле (200), используя
данные измерений в контрольном помещении при жест-
ком креплении зашивки на судне-прототипе.
Акустическую эффективность вибродемпфирующих
покрытий определяют путем сравнения уровней звуко-
вого давления в исследуемом помещении и в контроль-
ном помещении на судне-прототипе, где вибродемпфи-
рующис покрытия не установлены, по формуле (200),
Снижение шума, обусловленное установкой глушите-
ля в системе, определяют сравнением уровней звукового
давления в контрольной каюте при наличии глушителя
и установке в системе специально изготовленной встав-
ки. Акустическую эффективность глушителя можно так-
же определить путем измерения уровней звукового дав
ления в канале до и после глушителя. Для этого на
воздуховодах в местах установки глушителей необходи
мо предусматривать открывающиеся лючки.
Приложение
АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА
Таблица 1. Уровни звуковой мощности Lp двигателей! уровни звуковой мощности
системы впуска воздуха Lpu; уровни виброускореиия на опорных поверхностях ЛГв;
корректированный уролеиь звуковой мощности Lpa‘, характеристика спектра
шума Вса, дБ; корректированный уролеиь виброскорости на опорных поверхностях /Vo?
__________________характеристика слектра вибрации Dca, дБ
Условное обозначение (марка) хаигателя, стра на-изготовитель. Основные параметры Акустиче- ские харак- теристики Среднегеометрические частоты октавных полое, Гц LPA, aS А ВСА, ДБ А ДБ А °СА, ДВА
63 121 SOO 1000 2000 400о|з000
6ЧРПН36/45 (Г74), СССР Lp, дБ 110 121 121 120 117 ПО 105 103 121 5
гУ=И00 кВт; л—500 мин"1 Lptt, дБ — — — — — 115 ПО 106 123 4 г-
zVfl, ДБ 80 78 83 87 93 96 93 87 — — 97 8
6ЧРПН36/45 (Г70), СССР. Lp, кБ 103 106 111 ПО 108 105 102 100 113 3
А' = 740 кВт; п—350 мин-1 Л рн, дБ — — — — ПО 117 НО 120 1
Na, ДБ 67 74 78 87 90 88 81 70 — — 94 4
12ЧСПН18/20 (АМ01), СССР. Lp, дБ 106 107 109 114 117 116 103 103 121 1
W =” 740 кВт; л = 1550мин-1 Na, дБ 81 86 94 107 108 105 104 103 - - 110 3
6ЧРПН36/45 (Гби). СССР. Lp, дБ 109 109 108 по 108 107 106 96 114 3 __
/V = 660 кВт: л=-375 мин~! Lps, дБ 112 112 118 0
Na, ДБ 68 70 75 81 83 91 81 79 — — 90 5
8NVD48A-2U, ГДР. V = ()40 кВт, «=375 мин-1 Lp, ДБ Л0. дБ 99 58 01 61 00 Г.6 07 76 07 78 05 87 03 92 05 77 113 0 86 -
8VDS36/24A-1. ГДР Lp, дБ 99 99 101 106 107 107 112 114 118 0 - -
N =.. 44() кВт, п ЭООмли"1 Nn, аЬ 80 78 77 78 80 83 78 61 - 90 5
6NVD26A-3, ГДР. Lp, дБ 101 10 1(15 105 107 103 ИХ) 93 ПО 2 - -
А = 27*2 кВт; л—950 мин"1 Na, ДБ 72 73 75 82 91 9У чз 91 - 96 3
84 НСП18/22, СССР Lp , дЬ 99 98 102 107 100 104 98 90 111 1 - -
N -- 220 кВт, п 7511 мин-1 Na, тБ 74 74 75 85 92 99 89 88 97 4
124СП15/18 (ЗД12), СССР. Lp , дБ 105 107 108 109 111 ИЗ 107 99 117 0 -
N *- 220 кВт, и 1500 мин-1 Na. дБ 77 «0 83 91 ОС. 100 101 91 - - 1110 °
6NVDA-2. ГДР LP, дБ 102 90 102 107 106 192 97 99 НО 2 -
N = 220 кВт, л 750 мин"1 Na, ДБ 7'_ 72 74 88 88 87 89 85 9 7
6ЧНС1П8/22. СССР. Lp, дБ 102 106 108 ПО 108 106 99 92 113 2 - -
N —-165 кВт; п- 750 мин-1 No, пБ 7( 71 75 89 96 95 91 79 - 100 0
Окончание табл. I
Условное обознлчопие (марка) двигателя, стран а.азгптонитель. Акустиче- ские харяк Среднегеометрические частоты октавных полос, Гл 'РА. ЛБА ВСА ДБ А ДБ А «СА, ДБ А
63 121 250 500 100С 2000 400С 800С
6ЧСП18/22, СССР. Lp, ДБ 97 104 106 107 108 106 93 87 111 2
77=110 кВт; «=750 мин-1 7%, 1Б 69 68 72 84 91 91 87 75 - 94 3
6ЧСП15/18(ЗД6), СССР, I.P, ДБ 96 100 105 107 111 109 105 98 115 0 —
/V-ПО кВт; я—1500мин-1 Ай, ДБ 78 83 90 98 100 104 105 94 - 106 3
6ЧСП12/14, СССР. Lp, цБ 106 107 106 104 104 104 98 88 109 4
А — 65 кВт; я—1500 мин-’ /Va, дБ 74 74 79 84 93 101 102 87 - - 99 2
6412/14, СССР. Lp, дБ 98 100 100 102 104 103 97 92 108 1
N =* 59 кВт; п*= 1500 мин-1 /Va, ДБ 72 75 77 91 101 103 100 86 - - 102 2
4411/13-2. СССР. Lp, дБ 104 105 96 101 103 100 93 85 105 4
/V = 37 кВт; л-* 1500 мин-1 А'й, дБ 86 77 78 90 94 100 101 97 - - 100 3
4410,5/13, СССР. Lp, дБ 100 96 97 98 103 104 93 89 108 0
/V = 29 кВт; л—1500 мин-1 zV„, ДБ 73 75 74 89 96 104 99 87 - 102 I
Т а б липа 2. Акустические характеристики вентилятороп.
Уоовни звуковой мощности, излучвемой в воздуховод со сторонынагнетания Цонаг,
дБ А’ корректированный уровень звуковой мощности, излучаемой в воздуховод
дь с'о дБ А; характеристика спектра шума Вса______
Марка
вентилитора
2,5/6,3 ЦСУ
6.3/6,3 ЦСУ
16/0,3 ЦСУ
6,3/10 ЦСУ
16/10 ЦСУ
25/10 ЦСУ
40/10 ЦСУ
4/16 ЦСУ
6,3/16 ЦСУ
10/16 ЦСУ
16/16 ЦСУ
63/16 ЦСУ
100/16 ЦСУ
25/25 ЦСУ
25/25 ЦСУ
40/25 ЦСУ
100/25 ЦСУ
Ю/40 ЦСУ
63/40 ЦСУ
63ЦС-11А
45ЦСЛ-11А
ЗОЦС-11
15ЦС-11
, 3011СЛ-24А
1НЦС-6
Толное да (йе- не. 11а Размер нагнетаю- щсго пат- Орка , дБ, в октавных полосах со средне- геометрическими частотами, Гл ^рднаг, дБ А
63 | 12S | 250 | S0O 1 1000 | 2000 4000 8000
25D 630 590 480 100X130 160X125 82 89 83 86 81 90 76 85 75 77 65 74 57 68 55 61 79 87
1 600 725 280X190 К4 Я7 79 74 69 67 62 55
630 785 120X210 87 87 6У 67 7/ 73 67 58 87
I 500 1140 2-20X150 91 84 92 83 78 74 73 65
2500 4 000 1170 1000 390x190 390Х190 92 95 87 90 84 87 /8 83 77 79 72 74 67 70 60 64 85
4OU 1500 90X60 67 80 75 7/ 80 75 62 56 82
изо 1380 130ХЮ0 911 83 82 79 80 74 70 64
1 000 1360 220Х150 911 КЬ 99 86 /Ь 72 73 63
1 500 1700 280X190 88 88 82 91 82 78 76 67
6 300 1710 420X240 100 94 100 92 87 89 83 80
10000 1420 460X290 97 94 90 88 89 88 83 69
250 2420 60X90 93 78 83 78 81 70 61 61 83
2 500 4000 2180 1000 280X190 390X190 93 96 85 92 105 100 91 91 82 88 79 84 76 80 70 76 97 95
10 000 2610 420X240 101 97 99 97 93 92 87 80 99
1000 3140 100X400 97 86 89 87 83 78 77 67
6 300 4420 420 X240 101 <94 105 Уо 96 92 89 82
6300 1075 240X420 ЧЯ И 2 111 101 95 95 90 81
4500 1075 190X390 100 99 96 93 88 84 81 71
3 000 1075 190X280 97 100 98 УО 90 82 79 75
1 500 1075 160 X 220 105 101 96 88 87 85 80 70 1'В
3000 2310 150X220 104 юз 101 101 97 91 86 75
i юо 560 120X210 87 79 81 /У 78 74 71 63
12
10
13
10
8
10
10
дса.
дБ
Таблица 3 Средние уровни звукового давления, дБ.
в помещениях речных судов
Наименование помещений судов
63 | 125 | 254 | 500 |l000 |йЮ0 [-И0О |вЛЧО
Транзитные суда
Типа «Волга-Дон* пр. 507Б грузоподъемностью 5000 т
Машинное отделение 98 99 98 100 98 93 86 75
Кормовая каюта на ярусе 86 77 73 67 55 48 47 «
Носовая каюта на I ярусе 76 74 68 64 53 43 39 37
Каюта на 11 ярусе 78 65 6П 53 45 35 31 23
Столовая 86 81 75 67 60 56 51 41
Ходовая рубка 82 71 69 66 67 59 54 52
Типов «Балтийский* «Вол
го-Балт», «Сормовский* пр.
781, 7&1. 2-95А, 1557, 1570
грузоподъемностью 2000—
2700 т
Машинное отделение 100 99 95 97 93 91 82 71
Кормовая каюта на палубе 7/ 74 72 65 57 48 38 28
переборок Носовая каюта на палубе 80 73 69 63 53 44 37 30
Переборок
Кормовая каюта на I ярусе 86 73 03 бо 49 42 Яп TS
падетройки
Носовая каюта на 1) ярусе 86 71 62 54 47 39 31 22
надстройки
Столовая 82 82 76 69 62 54 46 36
Ходовая рубка 89 78 67 59 53 48 38 34
290
Продолжение табл. 3
Наименование помещений судов Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
63 125 2S0 500 |1000 кто |«от ммп
Танкеров пр. 558, 588Б, 550 грузоподъемностью 5000 т
Машинное отделение Кормовая каюта на палубе переборок Носовая каюта на палубе переборок 97 90 94 88 96 85 98 75 100 67 98 Ы 93 51 83 43
86 76 71 64 57 51 38 30
Каюта на II ярусе надст- ройки Столовая 83 71 68 58 51 46 41 35
88 87 87 75 68 85 55 49
Ходовая рубка 80 78 70 61 56 55 45 39
Типа «Ока» пр. 81110 гру- зоподъемностью 1000 т
Машинное отделение 91 91 91 96 96 91 83 78
Кормовые каюты на палубе переборок 72 61 51 45 38 31 22 19
Носовые каюты па палубе 71 59 51 43 37 29 23 18
переборок Столовая Типа «Волга 4000» пр 19610 грузоподъемностью 4000 т 75 73 65 60 56 50 45 40
Машинное отделение 91 93 94 97 96 43 82 91
ЦПУ 80 74 69 62 60 56 53 46
Каюты кормовые на II яру- се надстройки 72 63 52 44 40 34 28 20 22
Каюты носовые на II яру- се надстройки 66 53 43 36 31 26 20
Столовая 68 58 53 46 43 36 25 23
Ходовая рубка 72 64 59 58 54 50 41 38
291
Продолжение табл. 3
Наименование помещений судов
Среднегеометрические частоты
октавных полос, Гц
63 | 125 | 250 | 500 | 10<ю| '2<ХХ»| 4ООо| 6000
Пассажирские суда для внутригородских, местных
и пригородных линий
Типа «Заря» пр. Р83 Машинное отделение 102 106 ПО 113 111 107 98 94
Салон 1X1 «6 74 6/ 60 64 47 41
Ходовая рубка УО 88 77 69 62 54 45 38
Дежурное помещение Типа «Восход» пр 352 87 09 83 /4 66 61 62 43
Машинное отделение 9G 99 100 98 99 98 90 «7
Носовой салон 93 85 75 W 68 60 42 36
Кормовой салон 9.' 88 83 /У /8 63 50 44
Служебное помещение Типа «Москва» пр. P5I 92 85 /3 68 58 63 45 43
Машинное отделение 106 104 103 104 109 106 100 92
Салон 78 70 64 68 66 62 45 34
Ходовая рубка Типа «Фонтанка» пр. Р118 87 76 06 60 64 48 45 36
Машинное отделение 96 96 98 99 100 97 93 84
Салол 78 72 70 66 <52 65 46 38
Ходовая рубка Типа «Ракета» пр. 340Е 82 74 79 64 69 53 42 30
Машинное отделение 99 102 101 91 86 75 68 59
Салон 94 93 83 74 71 (И 66 18
Рубка Типа «Метеор» пр. 342Э 92 85 83 75 72 67 60 53
Машинное отделение 106 110 НО 1 2 ИЗ ill 106 <М
Кормовой салон 98 98 94 84 75 66 57 44
Средний салон 94 93 85 80 75 66 66 5?
Носовой салон 91 91 /8 69 60 49 3/ 31
Дежурная каюта 84 82 79 70 64 53 37 30
Ходовая рубка 89 84 77 65 58 50 44 38
Продолжение табл. 3
помещений судей
Срадле|еомеприческис частоты
октавных полос. Гц
63 | 125 | 25" | 500 | ИМ)| ТМОо] 400о| ВО»
Буксиры и толкачи
Толкач типа еОТА» пр. 758AM мощностью 590 кВт 25
Трюмная кормовая каюта 76 64 58 57 46 40 а»
Кормовая каюта иа палубе 78 С9 61 57 50 45 43 30
переборок Кормовая каюта на шлю- 77 67 56 46 41 32 26 18
печной палубе 'Носовая каюта на верхней 74 60 54 50 47 36 31 22
палубе
Толкач пр. Р96 мощностью НО кВт
Машинное отделение Каюта кормовая ИН ю 101 79 103 76 103 64 109 59 105 52 100 44 93 34
Каюта носовая Рубка 85 96 81 85 70 79 61 .63 56 58 51 43 50 36 47
Толкач пр. Р45Б мощно- стью 440 кВт
Машинное отделение 100 101 97 98 98 94 91 84
Каюта на палубе переборок Каюга иа 11 ярусе надет 76 78 72 75 66 60 Ь4 50 47 46 40 38 34 28 25 20
ройки Столовая 74 75 63 60 52 44 38 29
Ходовая рубка Толкач пр Р153 мощностью 72 Ь9 60 61 62 .W 48 41
1100 кВт
Машинное отделелие 95 91 •м 98 '44 91 84 79
Кормовая каюта на палубе переборен 70 57 51 43 39 3b 30
Кормовая каюта 11 яруса надстройки Столовая 64 55 49 43 37 27 25 14
72 70 66 пи 54 42 30 18
Ходовая рубка 78 6.8 55 50 43 39 3/ 29
293
Продолжение табл. 3
Среднегеометрические чястогы
опасных полос. Гц
63 ” Iя' юоо •xnflj 4СЮи]
95 92 9=> 98 96 91 88
66 61 52 45 36 30 25
Ь4 55 44 43 36 30 25
73 69 64 59 53 46 39
71 67 53 58 59 52 46
93 87 91 90 91 87 82
65 58 49 34 34 17 14
60 48 51 •29 22 17 14
69 60 Ь2 4(1 36 22 16
79 57 5/ 51 51 44 27
102 92 92 89 88 86 77
79 65 5/ 49 44 38 31
69 50 52 47 40 34 27
72 67 .53 47 45 40 32
72 69 57 54 47 41
89 90 90 89 89 87 78
68 57 52 42 37 29
68 56 50 38 32 26 20
68 Ы 61 57 50 41 33
Ь5 59 54 50 47 47 45
RW0
Толкач пр. Р162 мощно-
стью 330 кВт
Машинное отделение
Каюта трюма
Каюта II яруса
Столопая
Ходовая рубка
Буксир пр 07521 мощно-
стью 810 кВт
Машинное отделение
Каюта на 1 палубе
Каюта на II палубе
Столовая
Ходовая рубка
Толкач пр. 81350 мощно-
стью 220 кВт
Машинное отделение
Каюта трюмная кормовая
Каюга трюмная носовая
Столовая
Ходопая рубка
Буксир-толкач пр. 81170
мощностью 440 кВт
Машинное отделение
Каюта на II ярусе над
стройки
Каюта на 111 ярусе над
стройки
Столовая
Ходопая рубка
85
23
25
30
38
14
14
14
24
38
72
16
28
35
294
Окончание табл. 3
Среднегеометрические частоты
октавных полос. Ги
Буксир-толкач пр. 81200
мощностью 440 кВт
Машинное отделение
Каниа на I ярусе над-
стройки
Каюта па 11 ярусе над-
стройки
Столовая
Ходовая рубка
Буксир-толкач пр. Н-3290
мощностью 1765 кВт
Машинное отделение
Каюта на палубе леребо
рок
Каюта на 1 ярусе над-
стройка
Каюта на 11 ярусе над-
стройки
Столовая
Ходовая рубка
63 И5 230 500 1000 20СИ>| тгяч] 8000
96 98 99 99 98 96 90 88
73 63 49 46 36 30 29 23
64 61 48 46 43 35 33 25
68 65 57 54 47 40 32 23
65 60 54 52 53 46 45 43
96 1D.J № 1U2 99 93 97 88
76 72 63 53 4/ 39 33 27
74 68 56 51 44 36 32 27
69 60 50 40 36 32 28 23
77 70 60 61 57 45 41 38
72 63 61 61 (50 53 48 38
СЛИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
I. Байта Т, М. Снижение шума в гидросистемах машин//Вест
пик машиностроения, 1975, № 6, 33—38 с.
2. Боголепов И. И., Авферонок Э. И. Звукоизоляция
на судах. Л: Судостроение, 1970. 192 с-
3 Бородицкий Л. С Экспериментальные исследования
эффективности судовых наавающих котгструкцяй/7Вопросы судостро-
ения, 1974, вып. 5, с. 15—21.
4- Бородицкий Л. С., Спиридонов В М Снижение
структурного шума в судовых помещениях. Л.: Судостроение. 1974
5 Борьба с шумом на провзводстие- Справочник/Под общ ред.
Е. Я. Юдина. М..- Машиностроение, 1985 400 с.
6 Бродецкий Г. Е Крен буксира при понеречном рывке
троса//Тр. ЛИВТ, вып. 33, с. 32—42.
7. Васильев Б. В., Прусе В, Б Оценка трудоемкости
обслуживания энергетической установки при проектировании судне//
Судостроелие, 1961, № I, с. 25—27.
8. Ващук Д Б, Заборов В. М. Расчет звуковых полей
по уровням звука в дБ (А)//В ки. Ш Всесоюзная конференции по
борьбе с шумом и вибрацией: Борьба с шумом Челябинск.
ВНИИТБчермет, 1980, с. 308—312.
9. Д в и п о в С. А., Гомзиков Э .А., Л аипо Ю. С «Пла-
вающая» каюта//Речн трансп., 1970, № 0, с 28
10 Гомзиков Э. А. К расчету эффективности звукозащит-
ных экранов//Судостроение, 1968, Ла 4. с 16 -18
II. Гомзиков Э. А. Расчет спектральных акустических
характеристик двигателей//Материалы акустического семинара
Куйбышев, 1978. с. 34—35
12 Гомзиков Э А. Способ оценки воздействия шума в
машинном отделевии по эквивалентным уровням//Судостроение,
1983. М9 с 22—23.
256
13. Гомзиков Э А.. Есин В. В. Уровни шума на ледо-
колах//Речн. трансп., 1978, № 10, с. 25—26.
14. Гомзиков Э. А., Из а к Г. Д. Проектирование про-
тивошумового комплекса судов. Л.: Судостроение, 1981. 182 с.
15. Гомзиков Э. А.. Соловьев Н. ф„ Солда-
тов О. В. Звукоизоляция «плавающей» обстройки//Произв. техн
сб. МРФ. М: Транспорт, 1968, вып 59, с. 24—28.
16, Григорьян Ф. Е. Шум судовых навигационных прибо-
ров//Тр. ЦНИИМФ, 1973, вып. 171, с- 62—73
17. Ельник А. Г., Гервидз В. А. Эффективность нибро-
изолпроваииых конструкций кают «плавающего» типа/fTp
ЦНИИМФ, 1973, вып. 171, с. 55—62.
18. Заборов В. И, Теория звукоизоляции ограждающих кон-
струкций. М.: Стройиздат, 1969. 180 с.
19 Заборов В. Щ Клячко Л. Н_, Роси и Г. С
Защита от шума и вибрации в черной металлургии. М: Металлур-
гия, 1976, 248 с.
20. Зинченко В. И. Шум судовых дизелей. Л.: Судпромгиз
1957. 205 с
21. Зинченко В. И, Кустов С. Б„ Костюк К. А.
Результаты исследований шума и вибрации на ледоколах типа
«Капитан Сорокии»//Тр. ЦНИИМФ, 1979, вып. 248. с. 51—68.
22. И з а к Г. Д Исследование распространения звуковой вибра-
ции по перекрытиям конечных размеров/Щоклады секции «К» IX
Всесоюзной акустической конференции. М.: изд-во АН СССР,
1977, с. 19—22.
23 Изак Г. Д Определение условий измерения звуковой виб
рации двигателей при выборе исходных данных для проектирования
и расчета фундвментов//Материалы 1 Всесоюзной научно-техничес-
кой конференции «Проблемы защиты от шума и вибрации на же-
лезнодорожном транспорте и в транспортном строительстве» Л.:
1972. с. 99. 100
24. Изак Г. Д., Афонина Е. П. Удельные стоимостные
и массовые показатели элементов систем вентиляции и кондициони-
рования воздуха//Тр ЛИВТ. 1984. вып 178, с 31—36-
25- Изак Г Д, Поляков А. А. Расторгуев В В
Конструкций гребных валов без кронштейнов, обеспечивающая сни-
жение шумаД(Судостроение, 1979, № 3, с 27—29.
26. Изак Г. Д.. Поляков А. А., Финогенов В А.
О мероприятиях по снижению шума, вибрации в судовых помеше-
ниях//Судостроение, 1984, № 2. с. 12—15.
297
21 Клюкин И И Борьба с шумом и звуковой вибрацией
на судах Л.: Судостроение, 1971. 416 с.
28. Клюкин И И, Колесников А Е. Акустические
измерения в судостроении. Л Судостроение, 1982. 254 с.
29 Колесников А. Е. Акустические измерения. Л: Суде
строение. 1983. 256 с.
30. Комплекс противошумовых мероприятий на судах речного
флота Требования к проектированию и методика расчета для систем
иентилицин и кондиционирования воздуха; РТМ 2120112 — 81. М:
ЦБНТИ Минречфлота РСФСР, 1983 69 с
31. Комплекс противошумовых мероприятий на судах речного
флота. Указания по проектированию и методика расчета’ РТМ
212 ОООД — 76 Л: Транспорт. 1978 251 с
32. Ляпунов В. Т, Никифоров А С. Виброичоляцни
в судовых конструкциях. Л.. Судостроение, 1975. 232 с.
33. Мальцев К И., Васильев А. А. Выбор режима
движения ледокола при измерениях шума в помещениях//Л.. Судо-
строение, 1984, № 4, с 6—7.
34. Медведовская Л. В. Снижение воздушного шума на
судах//Судостроеиие за рубежом, 1977, Кг 5, с. 38—52.
35 Модернизация грузового теплохода проекта 414/А Э Шмидт
А. М. Ковшаров и др //Проазв -техн. сб. ЦБНТИ, 1973 № 125
с. 33—85.
36. Никифоров А. С. Вибропоглощение на судах. Л. Су-
достроение, 1979 184 с
37. Никифоров А. С, БудринС В. Распространение
и поглощение звуковой вибрации на судах Л. Судостроение. 1968,
86 с
38. ПогодипА С Шумоглушащие устройства М. Машино
строение, 1973. 172 с
39 Попков В. И, Мышяиский Э Л.. Попков О И.
ВиДроак^стическая диагностика в судостроении Л. Судостроение,
40. Р а э у м о в И К. Способы и организация борьбы с шу
мами и вибрациями на производстве VI Профиздат, 1964, 92 с
41. Ржа век ий М И. Снижение шума на судне бетонирова
нисм обшивки в районе гребных виптов//Речн. транс. 1966, № 5
С. 49
42. Розенберг Л Д G ваиянии среднего коэффициента на
уровень евлы звука//Журн технической физики, 1940, № 19
с. 1634—1638.
298
43. Руководство по расчету и проектированию шумоглушеиия
вентиляционных установок М.: Стройиздат, 1982. 87 с.
44 Соловьев Н. Ф-, Солдатов О. В. Шум в кормовых
помещелиях теплоходов//Произв.-техн. сб. Вып. 69. М: Транспорт,
1968. с. 28—30.
45. Справочник по судовой акустиие//Под ред. И И. Клюкина
и И. И. Боголепова. Л. Судостроение, 1978'. 503 с.
46. Справочник проектировщика: Защита от шума/Под ред
Е. Я. Юдина. М: Стройиздат, 1974. 134 с.
47. Тартаковский Б. Д. Методы и средства вибропогло
щения//Борьба с шумом и звуковой вибрацией. М : Знание, 1974,
48. Уменьшение шума на судах/Норвежский совет по акусти-
ке. М.: Транспорт, 1980. 224 с
49. Установка надстроек, рубон и блоков помещений на амор-
тизаторах Указания по проектированию и расчету; РТМ
212 0098 — 80. М.- ЦБНТИ Минречфлота РСФСР. 1981. 64 с.
50. ФурдуевВ В. Электровкустика. М — Л.: Гостехиздат,
1948. 440 с '
51 Хорошев Г. А., Петров Ю. И., Егоров Н. Ф.
Борьба с шумом вентиляторов. М. Энергоатомиздат, 1981. 143 с.
52. Юдин Е. Я. Исследование шума вентиляционных устано-
вок и методы борьбы с ним. Мл Оборокгиз, 1958. 150 с.
53 Юдин Е. Я Экспериментальное исследование глушите-
лей экранного типа//Промышленная аэродинамика, № 12. М.: Обо-
ронгиз, 1954. с. 15—21.
54 Юдин Е. Я.. Кузнецов С. Н Исследование и расчет
неасывания компрессоров энергетических газотурбинных установок//
Теплоэнергетика, 1966, № 11, с, 70—74.
55. BrockmeyerH Der Geransciientwicklung in Kanalen von
Liiftnngs—und Klimaanlagen I/ Gestuidheits Ingcnier.—1970.—Bd. 91.—
N. 10-S. 13.
56 Bui ten. Noise reduction on a Rhine cruise ship due to dam-
ping material // J. Sound and Vibration. — 1972.—21.—n.'2.—
p. 159-167.
57. Grim O. Lagerung cer Propellerswelle In einem claslisch
yelagerten Stevenrohr. — Jahrbuch STG., 1'260. — 106 S.
58. Lenls David P., Nelson D aniel L. Considerations for
airborne noise control in surface ships // Nav. Eng. S. — 1976-—83. —
N. 1. -p. 23-26.
299
59. Oberst H. Uber die Danipfutig dec Biegesdiwingungen diin-
rier Bliche dutch festhaftende Belage // Akustische Beihefte. — [952 —
Bd. 2. - H. 4. - S. 181- 195.
60. Smith P. Res}X>nse and radiation of structurial modes excited
by sound // JASA. _ 1962. - v. 34. - N. 5. - p. 640-646.
61. W a a s G.. Walter G. Technische Ausliistung auf dem hvdro-
|raphischen Schlft «Nord» Ц SchiHstechmk. N 12/13.—B. 3.-1956.—
62. Waller H. Fortschrittkhe Larin—und Vibrations- bekamp-
fung auf den Grosbaggem «Rudolf Schmidt» und «Johannes Gahrs»
//Schiff und Hafen. — 1962. — H. 2. — S. 85—99.
63. Westphal W. Ausbreitung von KOrperschall tn Gebauden
//Akuslische Beihefte. - 1957. — H. 1. - S. 335-348.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Глава I
Характеристика и нормирование шума на судах
1 Основные понятия о шуме • 5
2 Приборы для измерения шума и вибрации 12
3 . Нормирование шума в помещениях судов 15
4 . Анализ шума на судах . . 23
5 Затраты на противошумовой комплекс 26
Глава П
Источники шума
6 Шумовые характеристики источников . . 30
7 - Шумовые характеристики главных двигателей п дизель-
генераторов
8 Источники шума гидродинамического происхождения
9 . Вентиляторы в кондиционеры . . ...
10 . Навигационное и радиооборудование
11 . Прочие источники шума
Глава III
Распространение шума по судну
12 - Воздушный шум в свободном звуковом поле 58
13 Шум от источника, расположенного в помещении 59
14 Воздушный шум, провнкающий в помещение 71
15 . Возбуждение и распространение звуковой вибрации 73
16 . Расчет структурного шума 86
Глава 1V
Снижение шума средствами звукопоглощения.
звукоизоляции к экранировании
17 Основные принципы звукоизоляции, звукопоглощения н
экранироввния ....... 89
301
18 Звукоизоляция источников шума 92
IS. Средства звукопоглощения 93
20 . Звукоизоляция помещений 98
21 . Средства экранирования 116
Глава V
Снижение шума средствами виброизоляции
и вибропоглощения
22 Виброизолирующие конструкции 120
23 . Виброизоляция двигателей..........................130
24 . Виброизоляция рубок, надстроек и блоков помещений 143
25 Бескронштейновые гребные валы . . . 151
26 Вибродемпфирующие покрытия и виброизолирующие
угловые соединения 158
Глава VI
Снижение вредного воздействия шума на команду машинного
отделения
27 . Шумовая нагрузка на команду .... 164
28 . Средства и методы снижения шума в машинных отделениях 169
29 . Расчет эквивалентных уровней звукового давления . . 182
30 Упрощенный метод расчета эквивалентного уровня звука 184
31 Выбор средств снижения шума . • 187
Глава VII
Противошумовой компледс для жилых, общественных
и служебных помещений
32 . Прогнозирование ожидаемых уровней шума 193
33 . Расчет уровней звука в дБ Л.......................194
34 Разработка оптимального противошумового комплекса 205
35 . Расчет уровней звука на мпогочерпаковых земснарядах 216
36 Обеспечение слышимости в рубке - 220
Глава VIII
Снижение шума от судовых систем
37 Распространение шума по каналам 223
38 Глушители шума . 226
39 . Система газоогвода дизеля . . . 243
40 Система вентиляции и кондиционирования воздуха . 246
41 . Гидравлические системы ...... 263
302
Снижение внешнего шума судов
42 Нормирование внешнего шума 265
43 Внешний шум, создаваемый судами 266
44 Расчет внешнего шума • 268
Глава X
Акустические испытания при приемке судов
45 . Разработка программы акустических испытаний судна 273
46 Измерение уровней звукового давления в помещениях
судна - • - • 274
47 Измерение характеристик внешнего шума 278
48 Определение источников и путей распространения шума 279
49 Измерение акустической эффективности средств снижения
шума 283
Приложение. Акустические характеристики источников шума 286
Список литературы ........................295