Lapszámok

Kivonat

Ventilátorok hangteljesítményszintjének meghatározására szolgáló különböző módszerek eredményét mutatjuk be. Ismertetjük a VDI irányelvek által javasolt számítási eljárásokat, illetve azok korlátait, bizonytalanságát. Ezzel szemben bemutatunk két kísérleti módszert: az egyikkel süketszobában a hangnyomásszint-karakterisztika alapján, a másikkal pedig zengőtérben a veszteségteljesítmény alapján tudjuk ventilátorok hangteljesítményét mérni.

Az összehasonlításból kiderül, hogy a mérés kisebb bizonytalansággal jár, illetve alkalmazási korlátai sincsenek, így kedvezőbb a számítási eljárásnál. Az esettanulmányon keresztül bemutatjuk az Áramlástan Tanszék infrastruktúráját és képességeit, illetve ismertetjük a Tanszék jövőbeli terveit axiális ventilátorok zajcsökkentésére és hatásfoknövelésére a mikrofontömbös méréstechnika alkalmazásával, szoros együttműködésben ipari partnereinkkel.

Bevezetés

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Áramlástan Tanszéke több évtizede áll a magyarországi ipar szolgálatában. Az utóbbi években is számos, ipari axiális ventilátorokra irányuló kutatás-fejlesztési (K+F) feladatot láttunk el vállalati partnereink megbízásából. A kifejlesztett ventilátorokra és az azokat bemutató hazai valamint nemzetközi publikációkra az alábbi példákat adjuk ipari partnereink feltüntetésével:

• Fokozott fajlagos teljesítményű, energetikailag kedvező üzemű füstgázelszívó ventilátorcsalád [1]: Air-Technik Kft., Hungaro-Ventilátor Kft.
• Egyedi szélcsatorna-ventilátor különleges légtechnikai és szabályozási feltételek kielégítése érdekében [1-4]: Szellőző Művek Kft.
• Fokozott vetőtávolságú és fajlagos teljesítményű sugárventilátor mérsékelt géptömeg, gépméret és előállítási költségek mellett [1, 5]: Szellőző Művek Kft.
• Előírt hűtési teljesítményű villamos motor-hűtő ventilátorok zajának és hajtási teljesítmény-igényének csökkentése [1, 3-4, 6]: Grundfos Magyarország Gyártó Kft.
• Ipari szellőzők, sugárventilátorok áramlási veszteségének és zajkibocsátásának egyidejű csökkentése, mikrofontömbös [7] diagnosztikai módszer bevonásával: Hungaro-Ventilátor Kft. (előkészületben).

Az ipari partnerekkel folytatott konzultáció és a projektek tapasztalatai alapján azt a következtetést vonhatjuk le, hogy piaci előnyt jelent, ha egy adott munkapontra kiajánlott ventilátor lesugárzott hangteljesítménye alacsonyabb a versenytársénál. Versenyelőny szempontjából jelentősnek a legalább 6 dB értékkel kisebb hangteljesítményt ítélhetjük. Ezt a számértéket a [6] projekt eredményei alapján határoztuk meg.

A gyártó a ventilátor katalógusban megadandó hangteljesítményét vagy ventilátor-jellemzőkből történő számítással, vagy méréssel határozhatja meg. A sokféle számítási módszer közül, mint [8] is említi, a hatályos VDI 3731 irányelv [9] vonatkozik a ventilátor – mint gyári késztermék – emissziójának a számítására. Bár a VDI 2081 irányelv [10] is lehetővé teszi ventilátorok hangteljesítményének becslését, ez kevésbé irányadó a gyártó számára, ugyanis a ventilátort, mint egy komplex légtechnikai rendszer egyetlen, beépített komponensét kezeli.

Teljes részletességgel feldolgoztuk a VDI irányelveket. Próbaszámítást végeztünk egy, a nemzetközi piac szempontjából reprezentatívnak ítélt [11] ventilátor adott munkapontjára. Példaként hozzuk a számított lineáris (súlyozatlan) hangteljesítmény-szinteket: [9] szerint 118 dB, [10] szerint 114 dB, mely értékek a számítás szerint mérvadóak a szívó- és a nyomóoldal felé egyaránt. Azonban a [11] dokumentáció szerinti érték mindössze 107 dB a szívó-, 106 dB a nyomóoldal felé. Több jel is arra mutat, hogy a ventilátor akusztikai jellemzőit a gyártó méréssel határozta meg.

Az esettanulmány és az irányelvek elemzése rámutat arra, hogy a gyakorlatilag költségmentes számítási eljárás a következő hátrányokkal, illetve korlátokkal bír a kétségtelenül költségekkel járó akusztikai mérésekkel szemben:
a) előállhat, hogy a ténylegesen halkabb gép zajkibocsátását a számítás túlbecsli;
b) a VDI irányelvek alapján számított értékek bizonytalansága a mértnél nagyobb, mintegy ±3 dB; 
c) a VDI irányelvekben leírt egyenletek alkalmazhatóságát a ventilátor üzemi és egyéb jellemzői (pl. járókerék-átmérő [9]), valamint konfigurációja (pl. [10] axiálventilátorra csak utóterelővel érvényes) korlátozzák; 
d) a számítási eljárás nem képes a különleges zajcsökkentési megoldásokat figyelembe venni.

Nyilvánvaló tehát, hogy a ventilátorgyártónak célszerű akusztikai mérési módszereket alkalmaznia termékei versenyképességének fokozására. A cikkben esettanulmányon mutatjuk be a Tanszék ez irányú készségeit, szakértelmét. Meghatározzuk egy ventilátor hangteljesítményszintjét süketszobában és zengőtérben. A kapott értékek jól egyeznek a gyártó által a katalógusban megadott adatokkal.

További részletek lapunk 2014/11-es számának nyomtatott változatában található, illetve a teljes cikk pdf-formátumban is rendelkezésre áll (regisztráltaknak havonta egy alkalommal, előfizetőknek korlátlanul).