کاهش سر و صدای موتور جت

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: Tehran, Qeytariyeh

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 925

سپاس: 595

جنسیت:

تماس:

کاهش سر و صدای موتور جت

پست توسط rohamjpl »

جت اگزوز منبع اصلی نویز موتور جت است. این می تواند با القای یک منطقه مخلوط سریع یا کوتاهتر سرکوب شود این امر با افزایش سطح تماس بین جریان گازهای خروجی و اتمسفر با استفاده از یک نازل که دارای یک مهارکننده صدای راه راه یا لوب است ، به دست می آید.سر و صدای قابل توجه از فن یا کمپرسور ، توربین و جت اگزوز یا جت ها سرچشمه می گیرد. تولید سر و صدا از این اجزا با سرعت نسبی بیشتر جریان هوا افزایش می یابد. سر و صدای جت Exhuast با یک عامل بزرگتر از کمپرسور یا توربین متفاوت است ، بنابراین کاهش سرعت خروجی تأثیر قوی تری نسبت به کاهش معادل در بقیه دارد.
سر و صدای خروجی جت از مخلوط آشفته شدید گازهای خروجی با جو ناشی می شود و تحت تأثیر برش ناشی از سرعت های نسبی بین جت خروجی و جو قرار می گیرد. تلاطم ایجاد شده در نزدیکی خروجی اگزوز باعث ایجاد نویز فرکانس بالا (گردابی کوچک) می شود و در پایین دست اگزوز ، تلاطم باعث ایجاد نویز فرکانس پایین (گردابی بزرگ) می شود.
علاوه بر این ، موج ضربه ای هنگامی ایجاد می شود که سرعت خروجی از سرعت صدا بیشتر شود. هنگامی که سرعت اختلاط تسریع شود یا سرعت خروجی نسبت به اتمسفر کاهش یابد ، می توان سطح سر و صدا را کاهش داد. این را می توان با تغییر الگوی جت خروجی مطابق شکل به دست آورد.
سر و صدای کمپرسور و توربین از اثر متقابل میدان های فشار و تلاطم برای پره های چرخان و پره های ثابت ناشی می شود. در موتور جت ، سر و صدای خروجی اگزوز از چنان سطح بالایی برخوردار است که صدای توربین و کمپرسور در اکثر شرایط کارکرد ناچیز است. با این حال ، رانشهای کم فرود باعث کاهش صدای نازل خروجی اگزوز و افزایش فشار کمپرسور کم و صدای توربین به دلیل جابجایی قدرت داخلی بیشتر می شود. معرفی کمپرسور تک مرحله ای فشار پایین به طور قابل توجهی صدای کمپرسور را کاهش می دهد زیرا سطوح آشفتگی و تعامل کلی کاهش می یابد. همچنین محفظه احتراق منبع دیگری از سر و صدا در داخل موتور است. با این حال ، از آنجا که در هسته موتور "دفن" شده است ، سهم عمده ای ندارد.
قبلاً ذکر شد ، جت اگزوز منبع اصلی نویز موتور جت است. این می تواند با القای یک منطقه مخلوط سریع یا کوتاهتر سرکوب شود. در جایی که این امر سطح فرکانس پایین را کاهش می دهد ، ممکن است صداهای فرکانس بالا را افزایش دهد ، که به سرعت جذب جو می شوند. بنابراین سر و صدایی که به شنونده می رسد خارج از محدوده قابل شنیدن است. این امر با افزایش سطح تماس بین جریان گازهای خروجی و اتمسفر با استفاده از یک نازل که دارای یک مهارکننده صدای راه راه یا لوب است ، به دست می آید.
راه راه های عمیق ، لوب ها یا چند لوب ها بیشترین کاهش در سطح سر و صدا را ایجاد می کنند ، اما مجازات های عملکرد عمق یا تعداد راه راه ها یا لوب ها را محدود می کند. ناحیه اصلی همان نازل اصلی باید حفظ شود ، بنابراین هنگام استفاده از این روش ، ممکن است قطر نهایی فشار دهنده افزایش یابد و نتایج کشش و وزن بیش از حد ایجاد شود.
باز هم ، اصل کاهش نویز این است که در عین حفظ اهداف عملکرد ، سرعت جت خروجی را به حداقل برسانید. موفق ترین روش مورد استفاده مخلوط کردن جریان خروجی گرم و سرد درون موتور و بیرون راندن گازهای خروجی پایین از طریق یک نازل است.
تحقیقات درک خوبی از تولید سر و صدا ایجاد کرده است و قوانین جامع طراحی سر و صدا وجود دارد. اینها بر اساس نیاز به حداقل رساندن سطوح تلاطم ، کاهش قدرت برهم کنش بین تیغه های چرخان و پره های ثابت و بهینه سازی استفاده از روکش های جاذب صوتی است.
نویز جذب کننده "پوشش" انرژی صوتی را به گرما تبدیل می کند. این روکشها به طور معمول از یک پوست متخلخل که توسط پشت لانه زنبوری پشتیبانی می شود تشکیل شده و جدایی بین ورق صورت و مجرای موتور ایجاد می کند. برای سرکوب مطلوب ، خواص آکوستیکی پوست و آستر با دقت با نویز مطابقت دارد.
به این ترتیب ، بحث های زیادی در مورد کنترل سر و صدا هم از نظر طراحی (آسترهای جذب کننده صدا) و هم از نظر عملی وجود دارد. به عنوان مثال ، برخی از فرودگاهها برای پروازهای شبانه از سیستم مبتنی بر نقطه استفاده می کنند - هر هواپیما بر اساس سر و صدای موثر خود تعداد معینی از نقاط را به اشتراک می گذارد و تعداد کل نقاط برای یک شب معین نباید از حد خاصی تجاوز کند تا اختلال به حداقل برسد. در چنین مواردی ، خطوط هوایی به احتمال زیاد هواپیماهای نسبتاً بی سر و صدا را ترجیح می دهند تا پرواز یا برنامه خاصی را حفظ کنند.روش پرکاربردی برای کاهش سر و صدای موتور از طریق استفاده از مواد جاذب صوت خاصی است که در اطراف بدنه و داخل محفظه موتور قرار گرفته اند. اینها معمولاً شامل یک ورق فلزی سوراخ شده با ساختار لانه زنبوری هستند که برای کاهش نویز در محدوده فرکانس خاصی بهینه شده است. آسترهای آکوستیک نسبتاً سبک ، موثر تر بوده و در افزایش قابل توجه مصرف سوخت خاص نقش ندارند ، به همین دلیل در تمام توربوفن های مدرن به طور موثر مورد استفاده قرار می گیرند.کاهش نویز جت معمولاً با کاهش سرعت خروجی جت حاصل می شود. طراحی موتورهای جدیدتر مانند GE-90 با استفاده از چرخه موتور برای استخراج انرژی از هسته موتور و کاهش سرعت مخلوط هسته و مجاری فن از این مزیت استفاده می کند.موتورهای بهتری برای هواپیماهای بزرگتر نیز بر اساس همین فناوری توربوفن در راه است. استفاده از گیربکس برای جدا کردن فن و توربین فشار کم باعث بهبود عملکرد و کاهش صدا می شود.
آسترهای صوتی
تولید و مواد
اتصالات نازل خروجی که سر و صدا را کاهش می دهند از آلیاژهای مقاوم در برابر دما ساخته می شوند و اغلب در قطعات متقارن تولید می شوند که سپس به هم جوش داده می شوند.
از مواد مختلفی می توان در آسترهای آکوستیک استفاده کرد که بیشتر بر اساس دمای کارکرد قسمتی است که به آن وصل شده اند. در قسمتهای سردتر موتور ، می توان از کامپوزیت یا پارچه های فلزی استفاده کرد ، در حالی که فلزات شکل پذیر بیشتر در قسمتهای گرمتر موتور یافت می شوند.
موارد بعدی:. عملکرد موتور تصویر
سر و صدا بر اساس نوع موتور
Decibel Noise Perceived Noise (EPNdB) واحد اندازه گیری سر و صدا برای هواپیماها و موتورها است. اکثر آنها با دسیبل آشنا هستند که معیاری برای تغییر فشار است که یک صدای خاص با آن ارتباط دارد. EPN شدت صدا را در یک دوره نمونه گیری 10 ثانیه ای در نظر می گیرد و همچنین شامل تنظیم فرکانس نویز می شود. برای مرجع ، سطح PNdB در یک رستوران شلوغ بین 75 تا 80 خواهد بود.
سر و صدا بر اساس مدل هواپیما
سه منبع اصلی نویز موتور جت عبارتند از کمپرسور ، فن و اگزوز. تعیین میزان سر و صدا از هر منبع به متغیرهای مختلف بستگی دارد ، اما یک عامل مشترک یک رابطه نمایی با سرعت جریان است. با این حال ، میزان نویز کلی اگزوز بیشتر از کمپرسور یا فن است و بنابراین کاهش سرعت جریان در اگزوز تأثیر بسیار بیشتری بر کاهش نویز خواهد داشت.
سر و صدای ایجاد شده در اگزوز و پس از آن نتیجه مخلوط شدن گازهای خروجی با هوای اتمسفر است. به غیر از کاهش سرعت خروجی هسته ، راههای دیگر کاهش نویز شامل مخلوط کردن جریانها به روش بسیار سریعتر یا به گونه ای است که باعث ایجاد حالت میانی جریان بین هوای اصلی و اتمسفر شود.
کمک نویز توسط منبع
نویز ایجاد شده توسط کمپرسور و فن ناشی از جریان هوا در اطراف پره ها است:
به طور مستقیم از چرخش پره ها در جریان هوا که از یک ردیف استاتورها می آید و
از طریق عبور هوا در اطراف ایروفویل ها ، که حتی برای جریانهای نسبتاً آرام نیز صادق است. با این حال ، هرچه تلاطم (یا تشکیل گرداب) بیشتر باشد ، سر و صدا بیشتر می شود.
در موتورهای دور کم ، صدای خروجی با کاهش سرعت خروجی کاهش می یابد ، اما در این حالت ، سر و صدای کمپرسور بیشتر مشهود می شود. در توربوفن های با دور بالا ، صدای اگزوز و توربین تا حدودی کاهش می یابد ، اما ممکن است صدای کمپرسور بیشتر به چشم بیاید. از نظر سر و صدا ، استفاده از یک فن تک مرحله ای بدون پره های راهنمای ورودی (IGV) نسبت به یک فن چند مرحله ای با IGV ها بسیار کم صدا تر است.
شخصات نویز بر اساس منبع
روشهای کاهش نویز
هندسه نازل
همانطور که در بالا ذکر شد ، اگزوز می تواند سهم قابل توجهی از سر و صدای تولید شده را ایجاد کند. طراحی نازل اگزوز می تواند تفاوت زیادی در مکانیزم تولید کننده نویز ایجاد کند. مخلوط کردن این دو جریان با ویژگی های بسیار متفاوت و تلاطم بین آنها. اصلاح نازل برای امکان ورود تدریجی و/یا تهاجمی تر یک جریان هوا به جریان دیگر می تواند منجر به موارد زیر شود:
اختلاط خیلی زودتر تکمیل می شود ، بنابراین اندازه ناحیه ای که در آن گردابهای بسیار آشفته ایجاد می شود یا محدود می شود محدود می شود
لایه سوم جریان بین هسته و بای پس یا هوای جوی است که بسیار کمتر آشفته است
از کیت های Hush برای کاهش صدای توربوجت های قبلی با استفاده از این اصول استفاده شد. مثال دیگر استفاده از شورون ها در توربوفن های بسیار جدیدتر با نسبت بای پس متوسط ​​و زیاد است. به طور کلی ، هرچه تلاطم بیشتر و مساحت وسیع تری بر روی آن ایجاد شود ، سر و صدا بیشتر می شود.
برخی تغییرات در طراحی اگزوز می تواند حداقل جریمه عملکردی را به همراه داشته باشد ، اما برخی دیگر (از جمله کیت های آرام) با وزن و هزینه قابل توجهی همراه است که مصرف سوخت خاصی را افزایش می دهد و به همین دلیل امروزه به ندرت با آنها مواجه می شویم.
تأثیر طراحی نازل بر مخلوط کردنتصویر
سرعت چرخشی فن
در موتورهای دو چرخ با نسبت بای پس بالا ، کمپرسور و فن نیز منابع اصلی نویز هستند. یکی از معدود راهکارهای عملی برای کاهش نویز فن ، کاهش سرعت چرخش آن است. این امر در موتورهای سه پیچ با سهولت بیشتری قابل دستیابی است ، زیرا فن می تواند با کمترین سرعت بچرخد بدون اینکه بر عملکرد دو قرقره با چرخش سریع تأثیر بگذارد. با این حال ، در مواردی که از یک نازل اگزوز متغیر نیز استفاده می شود ، لازم به یادآوری است که کاهش سطح اگزوز برای حفظ سرعت چرخش آهسته تر ، منجر به افزایش سرعت گازهای خروجی می شود ، که باعث ایجاد سر و صدا می شود.
آسترهای صوتی
آنوروش پرکاربردی برای کاهش سر و صدای موتور از طریق استفاده از مواد جاذب صوت خاصی است که در اطراف بدنه و داخل محفظه موتور قرار گرفته اند. اینها معمولاً شامل یک ورق فلزی سوراخ شده با ساختار لانه زنبوری هستند که برای کاهش نویز در محدوده فرکانس خاصی بهینه شده است. آسترهای آکوستیک نسبتاً سبک ، موثرتر بوده و در افزایش قابل توجه مصرف سوخت خاص نقش ندارند ، به همین دلیل در تمام توربوفن های مدرن به طور م usedثر مورد استفاده قرار می گیرند.
آسترهای صوتیتصویر
تولید و مواد
اتصالات نازل خروجی که سر و صدا را کاهش می دهند از آلیاژهای مقاوم در برابر دما ساخته می شوند و اغلب در قطعات متقارن تولید می شوند که سپس به هم جوش داده می شوند.
از مواد مختلفی می توان در آسترهای آکوستیک استفاده کرد که بیشتر بر اساس دمای کارکرد قسمتی است که به آن وصل شده اند. در قسمتهای سردتر موتور ، می توان از کامپوزیت یا پارچه های فلزی استفاده کرد ، در حالی که فلزات شکل پذیر بیشتر در قسمتهای گرمتر موتور یافت می شوند..I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست