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- Thomas Blau
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1 Filename.ppt / / GHR - 1
2 Tätigkeit Erster Kontakt: Vorlesung Prof. Eric Rathe im Rahmen der Elektrotechnik Diss: Strömungserregung eines akust. Resonators 25 Jahre Sulzer Innotec: Labor Schwingungen und Akustik externe Kunden vielseitige Probleme Seit einem Jahr bei Sulzer Pumpen Filename.ppt / / GHR - 2
3 Grundsätzliches Wichtigste Zusammenhänge zur Lärmreduktion 3 Ansätze: Lärmentstehung ( akustische Energie) Ausbreitungspfad (frequenzabhängig) Empfangsort (Gehörschutz) Möglichst nahe an der Quelle Identifikation der Quellen und Ausbreitungspfade (Analyse mindestens als Spektrum) Quellen sind Pulsationen von Kräften und Drücken Filename.ppt / / GHR - 3
4 Quellen von Strömungslärm Volumenpulsationen: P aoust u 4 Strömungsinstabilitäten (Orgelpfeife) P Wechselwirkung Strömung Wand : λ/2 P aoust u 6 Freie Turbulenz : P aoust u 8 Filename.ppt / / GHR - 4
5 Lärmquellen von Wechselkräften Freie Trägheitskräfte (Beschleunigungen z.b. Unwucht) Klopfgeräusche (z.b. auch Lagerspiel) Spezialfälle z.b. Magnetostriktion Abrollgeräusche Filename.ppt / / GHR - 5
6 Lärmminderung an der Quelle Tiefe Strömungsgeschwindigkeit Strömung beruhigen Wechselkräfte: Verminderung von Kraftspitzen Trägheitskräfte (Ableitung der Beschleunigung), Druckpulsationen falsch richtig Nachgiebige Anschlagflächen Vermeiden von Instabilitäten von Strömung Reibung Lager Filename.ppt / / GHR - 6
7 Schallausbreitung Luftschall Körperschall Resonanzen & Abstrahlflächen (unterstützen Ausbreitung und Abstrahlung von Luftschall) Filename.ppt / / GHR - 7
8 Lärmminderung auf dem Ausbreitungspfad Schalldämpfer für Luftschall Elastische Körperschalltrennung Körperschall- Pfad Gummizwischenlage Entdröhnung Sperrmasse Dichtungsprofil Sperrmasse Kältemittel- Leitung Gummielement Kompressor- Innenraum Kapselwand Schallabsorption Filename.ppt / / GHR - 8
9 Abstrahlung Kapselung Kurze Wellenlängen für Biegung Luftschall Körperschall Abstrahlgrad schmale Flächen, Lochblech Filename.ppt / / GHR - 9
10 Praxis Theorie Praxis Reduktion der Kraftspitzen auch gut für die Maschine weniger Belastung, weniger Schäden schneller laufen lassen Gerät oft schon fertig Massnahmen nur sehr eingeschränkt möglich Lärmgrenzwerte nicht zum Schutz der Mitarbeitern sondern zum drücken des Preises Filename.ppt / / GHR - 10
11 Kosten Wirksamkeit Kosten Lärmreduktion [db(a)] Filename.ppt / / GHR - 11
12 Identifizierung der Quellen Schallintensität von Teilflächen Körperschall Stethoskop Frequenz von schmalbandigen Quellen Spektrogram, Kohärenzanalysen, Transferpfad-Analyse, usw. Verschiedene Betriebszustände Mikrofonarray Herausforderungen: Sehr leise Geräusche Knacken in Gebäude Filename.ppt / / GHR - 12
13 Bypassventile für Dampfkraftwerke 100 MW Dampfleistung, 1 % akustischer Wirkungsgrad L W =180 db Druck kinetische Strahlenergie Turbulenz Lärm + Verdichtungsstösse Filename.ppt / / GHR - 13
14 Massnahmen Viele Einzelstrahlen mit kleinem Durchmesser Verschiebung zu hohen Frequenzen Schalldruckpegel in der Niederdruckleitung [db] Löcher, d=8.8mm 61 Löcher, d=3mm k 2k 4k 8k 16k 32k 64k Frequenz [Hz] Hörgrenze Filename.ppt / / GHR - 14
15 Massnahmen Mehrstufige Entspannung Filename.ppt / / GHR - 15
16 Regelklappe für Luftmenge Möglichst leise, Pfeiftöne vermeiden Früh im Entwicklungsprozess Filename.ppt / / GHR - 16
17 Regelklappe für Luftmenge 6000 Peak Hold 6000 Peak Hold Frequency [Hz] 3000 Frequency [Hz] Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] (0 k Hz khz) Time [s] Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] Kurve Daten Band Marker File Avg Eichfaktor 20 Delta x 1 Specgram Mik. 3 belimo_24.vca V/Pa Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] 1000 Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] (0 k Hz khz) Time [s] Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] Kurve Daten Band Marker File Avg Eichfaktor 20 Delta x 1 Specgram Mik. 3 belimo_35.vca V/Pa Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] ghr16678.fig 28-Oct :53:51 ghr16679.fig 28-Oct :54:05 ghr16678.fig Filename.ppt / / GHR - 17
18 Schalldämpfer für hohe Frequenzen Solar-Wechselrichter 6 khz stört Spaziergänger Kulissenschalldämpfer optimiert für hohe Frequenzen Angepasst für Mauernische Filename.ppt / / GHR - 18
19 [ d B (re. 2 0 µ P a )] Schalldämpfer für hohe Frequenzen Trac0014.v na; ; Trac0011.v na; ; ASpec Mik13innen [ d B (re. 2 0 µ P a )] Trac0016.v na; ; Trac0013.v na; ; ASpec Mik13innen ASpec Mik14aussen x Trac0014.v na; ; Trac0011.v na; ; Trac0016.v na; ; Trac0013.v na; ; 10 2 ASpec Mik14aussen Einfügedämm-Mass [ d B (re. 2 0 µ P a )] Frequency [Hz] x 10 4 ghr16792.fig 10-Nov :11:20 ohne Schalldämpfer mit Schalldämpfer bei hohen Frequenzen -30 db [ d B (re. 2 0 µ P a )] ghr16791.fig 11-Nov :49:16 ohne Schalldämpfer mit Schalldämpfer Frequency [Hz] Filename.ppt / / GHR - 19
20 Pumpen Pumpen verursachen gar nicht so viel Lärm, massives Gehäuse Meist strahlen Leitungen, Ventile und Antrieb mehr ab. Problem ist Messung des Pumpenlärms Strömung optimieren, Abstand Laufradaustritt Spirallippe Kaviation vermeiden Schallabstrahlung vermindern (Matten, Kapselung) Filename.ppt / / GHR - 20
21 Active Control, Gegenschall Patent Paul Lueg 1933 Auslöschen der Schallwellen, an jedem Immissionspunkt! Verschiedene Anläufe Klimakanäle, aktive Schallschutzfenster ANC Kopfhörer, Flugzeugkabine Autobahn fraglich Verbrennungs- und Strömungsinstabilität Vibrationen Papiermaschine Fazit: interessant, Entwicklung aufwändig nur dort wo es konventionell extrem schwierig ist oder gar nicht geht. Insbesondere für tiefe Frequenzen. Filename.ppt / / GHR - 21
22 Schalldämpfer Wasserringpumpe 100 Schalldruck [db(a) (re. 20 µpa)] Kurve Daten Band Marker File Avg Eichfaktor Window Zeitpunkt 1 ASpec Links khz: 90.5 db(a) 141 Hz: 89.9 db(a) trac4000.daq mv/pa Flat Top 17-Aug :31: Frequency [Hz] Filename.ppt / / GHR - 22
23 Schalldämpfer Wasserringpumpe Filename.ppt / / GHR - 23
24 Schalldämpfer Wasserringpumpe 500 Peak Hold Frequency [Hz] Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] (0 k Hz khz) Time [s] Kurve Daten Band Marker File Avg Eichfaktor Delta x Window Zeitpunkt 1 Specgram Links trac4015.daq mv/pa Hanning 17-Aug :19: Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] Sound Pressure [db(a) (re. 20 µpa)] 10-Nov :11:47 ghr16793.fig Filename.ppt / / GHR - 24
25 Zusammenfassung Quellen und Übertragungspfade beurteilen und bewerten. Massnahmen bei dominierenden Quellen / Pfaden Immer Frequenzspektren betrachten So nahe an der Quelle wie machbar Früh im Entwicklungsprozess möglichst geringe Kosten Active Control ist interessant, schon lange bekannt, konnte sich nur bei ANC-Kopfhörern etablieren. Grundanalyse basierend auf Messungen Numerische Methoden (SEA, FEM, CFD, ) höchstens zur Optimierung Filename.ppt / / GHR - 25
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