Рубрики

Система оснежения с учетом индивидуальных потребностей клиентаРастущие требования к уровням интенсивности шума, издаваемого агрегатами оснежения, начало все больше привлекать внимания производителей машин. Они используют современные компьютерные программы для лучшей формировки и контроля потока воздуха. Вопрос: как это воспринимается потенциальным пользователем?

Шум является естественным фактором в устройствах потока, и является одной из основных характеристик вентилятора. Уровень шума может помочь в определении полезных свойств. К группе устройств потока мы также включаем машины производящие искусственный снег. Система потока агрегата оснежения создана с помощью осевого вентилятора и состоит из: впускного коллектора, вентилятора — ротора, выпускного устройства и канала потока.

Шум вентилятора вызван двумя основными причинами: механической и аэродинамической вибрацией нагнетаемого воздуха.

Механическая вибрация

Возникает в элементах пребывающих в движении: роторе вентилятора и электродвигателе, подшипниках и распространяется на другие элементы, входящие в комплекцию агрегата оснежения, вентиляционные установки и шасси.

 

Аэродинамическая вибрация

Аэродинамическая вибрация сжатого воздуха вызвана взаимодействием вращающегося ротора с фиксированным выпускным устройством, что влечет за собой внутреннюю периодическую пульсацию давления, вызванную движением лопастей вентилятора. Дополнительное увеличение шума вызывает нарушения потока, связанные с турбулентностью возникающей в канале потока агрегата оснежения.

Шум, который исходит из снежной пушки, является результатом накладывающихся колебаний, поступающих из всех источников. Чтобы уменьшить его, вы должны внимательно проанализировать ритм отдельных компонентов конструкции, и найти причину происходящего.

С большого количества «аэродинамических уловок» выбраны и обсуждены те, которые можно увидеть невооруженным глазом, быстро обнаружить, чтобы – по ознакомлению с текстом – проверить собственное оборудование.

К ним относятся:

- Форма входа канала потока

- Расстояние между лопастями ротора и элементами управления

- Нарушение движения воздуха в канале потока.

 

Форма входа канала потока

Канал потока, широко известный как вентиляционная установка снежной пушки, служит для обеспечения соответствующего давления и скорости частиц сжатого газа. Для обеспечения надлежащего потока воздуха, на входе, края вентиляционной установки  гладкие. Радиус исчисляется с помощью эмпирических формул и зависит от диаметра канала и длины трубки. Продемонстрированные устройства обычно используются на лыжных склонах по всей стране.

Правильно спроектирован впускной коллектор и соответствующим образом направленный – с помощью обтекателя — поток воздуха может способствовать снижению шума на входе в пушку со 100 к 90 дБ (измеренное значение). Основываясь на цифровых значениях, можно констатировать, что отсутствие эхо — первый симптом, который свидетельствует о возможности возникновения ненужных в этот момент, а также неприятные для слуха звуков.

 

Осевой вентилятор

Он состоит из двух частей: ротора и фиксированного устройства управления. Именно на этом этапе возникает наибольшая интенсивность звука, а вращающиеся лопасти вентилятора генерируют, так называемую, основную частоту f [Гц]. Она представляет собой количество лопаток вентилятора zw умноженное на скорость вращения [об/мин].

f = zw * n

Основной тон f возникает, в частности, в результате изменения направления и скорости потока на лопастях устройства управления и зависит от расстояния h между кольцами умноженное на средний диаметр Dср. Расстояние h указано на рис.4.  Расстояние h между ротором и устройством управления зависит от констант, взятых из графиков, или шкалы колец лопастей (количество лопастей по окружности в элементе ротора и устройстве управления). В агрегатах оснежения устройство управления расположено позади ротора, а в этом случае – аналогично к осевым вентиляторам – мы имеем дело с малыми значениями h.

Существуют много способов уменьшения отрицательной эмиссии основной частоты f; наиболее известны и использующееся в снежных пушках являются: переменная скорость лопасти вентилятора (n1=1500 мин-1/n2=~950 мин-1) и использование большего количества лопастей устройства Lk, чем количество лопастей ротора Lw (например: 6/Lk Lw = = 7; Lw = 12/Lk = 13).

Вмешательство, которое нацелено на улучшение одного из параметров (скорости, количества лопастей) влияет на ухудшение другого. За счет уменьшения шума путем изменения частоты вращения ротора с n1 на n2 (где n1> n2), мы можем сознательно влиять на ухудшение качества производящегося снега (меньшие обороты — это меньшая дальность выброса зародышей снега). Так у нас есть возможность использования снежных пушек возле зданий в ночное время, но мы вынуждены смириться с тем, что снег будет более плохого качества.

Анализируя формулы возникает вопрос: если это результат, то какой эффект может быть достигнут за счет сокращения количества лопастей вентилятора zw и установки оборотов двигателя, на позиции n2? Ответ прост. Основная частота f на самом деле будет уменьшаться, однако, есть еще одно «но» … Так вот, меньшее количество zw значительно может повлиять на увеличение поверхности активной вращающейся лопасти, и такой прыжок может повлиять на экономические и технологические аспекты производительности вентилятора, в виде большего колебания лопастей (большой пространственной кривизны).

 

Движение воздуха в канале потока

Это движение не может быть нарушено ничем. Но, на практике это не так. Так как всегда различные типы структурных элементов – элемент каркаса, кронштейны, кабель питания, внезапное изменение сечения на линии устройство управления — электрический двигатель, нарушают  нормальное движение газа и влечут  к внешнему напряжению звука. Чем больше «несоответствие», тем более реальная картина «ревущей» снежной пушки.  Идеальной является ситуация, когда линия потока воздуха является простой. На рисунке 5 представлены различные решения, вплывающие на снижение шума внутри потока канала.

 

Давление воды в форсунках коллектора

Осталось обсудить еще один фактор, который является источником излучения неприятные звуков для уха. Речь идет о воде, которая под давлением поступает из форсунок коллектора. Шум образовывается в отверстии на поверхности главной форсунки, схематически показанной на рисунке 6. Частоты на конце форсунки изменяются при изменении давления воды. Это означает, что увеличение давления воды в коллекторе способствует увеличению эффективности, что при сохранении устойчивой поверхности отверстия в конце форсунки, влияет на увеличение интенсивности звука. Чем больше работающих форсунок, тем больший шум в коллекторе агрегата оснежения.

 

Вопрос привычки

Чрезвычайно широкий спектр обсуждаемой проблемы требует отдельного, обширного, детального изучения. Данная статья является лишь очертанием проблемы, которая может мотивировать более подробное рассмотрение шума в системах искусственного оснежения. Она описывает основные элементы агрегатов оснежения, которые создают раздражающее звуки. Обратите внимание, что шум вентилятора природное и общепринятое явление – в мире нет генератора, который не производит никакого шума. Также надо помнить, что в дополнение к вентиляционному устройству, шум также производят и другие устройства снежной пушки  (например, компрессор сжатого воздуха). Кроме того, на уровень шума влияют такие факторы, как природный ландшафт (холмы, леса, долины, здания, элементы опор подъемника и т.д.) и даже погодные условия (ветер, который дует со стороны работающей машины). Шум, исходящий с генератора оснежения является громоздким, но, когда зима теплая, и когда вы хотите продлить зимний сезон, вы должны привыкнуть к нему.

 Текст: Славомир Чуды