Анализ вредных факторов при работе дизель-генератора вблизи АЭС (стр. 3 из 3)
Величину заглушения в однокамерном глушителе определим, используя графики расчета заглушения камерным глушителем (²Охрана окружающей среды² под ред. С.В. Белова, М, ²Высшая школа² 1991 г., стр. 241, рис. 106,б), по соотношениям:
1)
, где Fк – площадь поперечного сечения камеры;Fm – площадь поперечного сечения трубы; 
;2)klk, где
- волновое число;f и c – частота и скорость звука;lk – длина камеры глушителя.
дБ при 
м-1 и klk=0,23; 
дБ при k=4,59 и klk=0,46; 
дБ при k=9,16 и klk=9,2.Таким образом, данный глушитель производит эффективное заглушение в диапазоне 125, 250 и 500 Гц. Для требуемого снижения уровня шума на частоте 1000 и 2000 Гц рассмотрим резонаторный элемент, который возможно совместить с камерным элементом глушителя.
Dk=0,1 м, dm=0,05 м,с=343 м/с, lk=0,03 м,fгр=2000 Гц.
Эффективность реактивного элемента:
, дБ,где V – объем резонаторной камеры,
F – площадь проходного сечения трубопровода,
k – проводимость горла резонатора.
.Принимаем fр=1050 Гц, тогда
; 
;Определим диаметр и количество отверстий.
Принимаем dотв=15 мм, dтр=2 мм,
Определим эффективность снижения шума:
дБ; 
дБ.
Таким образом, данный элемент глушителя производит эффективное глушение на частоте f=1000 Гц.
Снижение уровня шума выпуска
Принимаем температуру отработавших газов Т=705 К, тогда скорость звука
м/с.Рассмотрим камерный элемент глушителя, у которого входной и выходной каналы введены в полость расширительной камеры.
 | l1=l2=l=0,15 м,lm=2l=0,3 м,d1=d2=0,045 м,Dk=0,15 м. |
;где
- волновое число; 
;Таким образом, получаем m=10,11. Граничная частота:
Гц.1) При f=125Гц, k=1,433;
дБ.2) При f=250Гц, k=2,86;
дБ.3) При f=500Гц ; k=5,73;
дБ.4) При f=1000Гц; k=11,46;
дБ.5) При f=2000Гц; k=22,93;
дБ.Таким образом, использование камерного глушителя не позволяет полностью достигнуть требуемого снижения уровня шума и требуется дополнительное глушение.
Для этого рассмотрим резонаторный глушитель кольцевого типа.
Dk=0,18 м,dтр=0,045 м,lk=0,25 м,с=548 м/с,fгр=1784 Гц.
.Принимаем резонансную частоту fp=180 Гц, тогда проводимость горла резонатора:
Определяем диаметр и количество отверстий. Принимаем dотв=0,006 м, тогда количество отверстий:
В результате получаем:
дБ; 
дБ; 
дБ; 
дБ; дБ.Таким образом, произведено снижение уровня шума до требуемой величины в диапазоне октавных частот от f=125 Гц до f=2000 Гц.
Расчет полного сопротивления глушителя
Полное сопротивление включает потери давления на входе, в активной зоне и на выходе: Ргл= Ракт+Рвх+Рвых.
Потери давления на входе определяются по формуле:
Рвх=Рвых=0,5m×r×u2;
где m=0,34 – коэффициент гидравлических потерь на входе в глушитель,
r=0,685 кг/м3 – плотность газа при рабочей температуре глушителя,
u=0,05 см/с – скорость газа в глушителе.
Þ Рвх=0,5×0,34×0,685×0,052=2,9 Па.
Потери давления в активной зоне:
Ракт=0,5m×r×u2×L/Dp;
где L=0,3 м – длина первой камеры глушителя шума.
U=0,4V/F;
где V=0,0052 м3 - объем первой камеры,
F=0,003318 м2 – площадь внутренней трубки глушителя.
Средняя скорость потока: U=0,4×0,0052/0,003318=0,62 м/с.
Ракт1=0,5×0,34×0,685×0,622×0,23/0,15=686 Па.
Р1=686+5,8=692 Па.
L=0,12 м – длина второй камеры глушителя шума,
V=0,0027 м3 – объем второй камеры.
Ракт2=0,5×0,34×0,685×0,3252×0,12/0,15=99,8 Па.
Р2=99,8+5,8=105,6 Па.
Так как система состоит из двух элементов, то:
Рсумм=Р1+Р2=797,6 Па.
Применение глушителей шума выпуска приводит к увеличению противодавления, что в свою очередь приводит к уменьшению коэффициента наполнения.
Оценить влияние дросселирования газов на выпуске можно, смоделировав тепловой расчет двигателя с помощью программы расчета рабочего процесса ДВС – Дизель РК.
Расход топлива и мощность без глушителя составили:
ge=0,2130 кг/кВтч, Ne=4960 кВт.
Расход топлива и мощность с глушителем составили:
ge=0,214 кг/кВтч, Ne=4900 кВт.
Это составило около 1% от расхода двигателя, не оснащенного глушителем. Увеличение расхода топлива двигателя является незначительным по сравнению с тем экологическим эффектом, который получен благодаря использованию глушителя.