Péus Folie 1 Februar 2005 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik Auslegung und aeroakustische Optimierung eines Radialventilators •optimale Laufradform und äußere Abmessungen für vorgegebene Förderdaten •Akustische Leistungsvermessung •Einordnung der Geräuschemissionen •Schwingungsanalyse Andy Péus
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FH Dstroemungsakustik.de/old.mv.fh-duesseldorf.de/d_pers/Ka... · 2017-02-20 · Péus Folie 3 Februar 2005 FH D Fachhochschule Düsseldorf Fachgebiet Strömungstechnik und Akustik
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Péus Folie 1 Februar 2005
FH DFachhochschule DüsseldorfFachgebiet Strömungstechnik und Akustik
Auslegung und aeroakustische Optimierung eines Radialventilators
•optimale Laufradform und äußere Abmessungenfür vorgegebene Förderdaten
•Akustische Leistungsvermessung
•Einordnung der Geräuschemissionen
•Schwingungsanalyse
Andy Péus
Péus Folie 2 Februar 2005
FH DFachhochschule DüsseldorfFachgebiet Strömungstechnik und Akustik
Bauart und Hauptabmessungen
•Vorgegebene Förderdaten:
Auslegung und Bau des Ventilatortyps 2:•Radiale Laufradform mit rückwärts gekrümmten Schaufeln
•SpiralgehäuseOrdnungsdiagramm der Ähnlichkeitsmechanik
für Ventilatoren. Quelle: Bommes (2003)
•Dimensionslose Kennzahlen:
Maschinenbauart
•σ,δ (Cordier-Diagramm a)
Hauptabmessungen; Darstellung von Kennlinien
•Ψ,φ,λ und η (Diagramme b und c)
0,250,180,05
Péus Folie 3 Februar 2005
FH DFachhochschule DüsseldorfFachgebiet Strömungstechnik und Akustik
Darstellung der wichtigsten AbmessungenEinlaufdüse
Radiallaufrad•Radiallaufrad• 12 Schaufeln
Verringerung Drehtonlärm
•Spiralgehäuse•Spiralradius R1 auf 0,15 des Laufradaußendurchmesser D2
•mit ausbaubarer Gehäusezunge
Verringerung Drehtonlärm
Gehäusezunge
Péus Folie 4 Februar 2005
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Kanalprüfstand für Kleinventilatoren
Messsoftware:•Prüfstand Akustik System (Pak-System)der MüllerBBM VibroAkustikSystemeGmbH
Herleitung der Emissionskenngrößen LUS und γaus dem Geräuschgesetz:
Rauschkennlinie
spezifisches Schallumsetzungsmaß:
LUS=A*-LB-Lgs
Machzahlexponent:
γ = B*/10
Gekapptes und ungekapptes Spektrum
Péus Folie 12 Februar 2005
FH DFachhochschule DüsseldorfFachgebiet Strömungstechnik und Akustik
Einordnung der Geräuschemissionen anhand des Rauschspektrums
Spezifisches Schallumsetzungsmaß Lus in Abhängigkeit vom Machzahlexponenten γ, ermittelt an Radialventilatoren unterschiedlicher Schnellläufigkeit und Axialventilatoren mit und ohne Leitrad (φ/φOpt=1). Quelle: Bommes (2003)
Symbole:Radialventilatoren mit rückwärts gekrümmten SchaufelnSonderventilatorenNach Neise: γ = 5: Radialventilatoren, γ = 5,5: Axialventilatoren mit Leitrad nach VDI 3731 Blatt 2RR: Radialventilatoren mit rückwärts gekrümmten SchaufelnT: Trommelläufer mit vorwärts gekrümmten SchaufelnAM: Axialventilatoren mit LeitradAO: Axialventilatoren ohne LeitradKonstruierter Ventilator: LUS ≈ -40 dB, γ ≈ 4,4
Péus Folie 13 Februar 2005
FH DFachhochschule DüsseldorfFachgebiet Strömungstechnik und Akustik
Schwingungsanalyse
Aufbau zu Messung der effektiven Schwinggeschwindigkeit
Untersuchung auf Unwucht:Sicherer Maschinenbetrieb
DIN ISO 10816-1Beurteilungskriterieren für Schwingungenvon Maschinen gemessen an nicht rotierenden Teilen (1997)
Effektive Schwinggeschwindigkeit
Ausschnitt Schwingstärkenklassifizierung nach
DIN ISO 10816 – 1 (1997) /14/
Laser Vibrometer
DrehzahlmesserMaschinen < 15kW
Bewertungszonen
Péus Folie 14 Februar 2005
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2.kritische Drehzahlbereiche ca.4500-5300 und 5800-7200 U/min
Péus Folie 15 Februar 2005
FH DFachhochschule DüsseldorfFachgebiet Strömungstechnik und Akustik
Gesamtpegel der effektiven Schwinggeschwindigkeiten veff: Vergleich Konfigurationen 1,2 und 3
3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 100001/min
0
2
4
6
8
10
12
14
mm/s RMS
Gesamtpegel altes Laufrad/alte Düse
Gesamtpegel neues Laufrad/neue Düse
Gesamtpegel ohne Laufrad/Düse
(Max: 4903 1/min 13.6 mm/s)
(Max: 4948 1/min 15.2 mm/s)
(Max: 4800 1/min 12.8 mm/s)
Konfiguration 1Konfiguration 2Konfiguration 3
veff ≈ 3-4 mm/s
2.kritische Drehzahlbereiche ca.(4500-5300 und 5800-7200 U/min)
Péus Folie 16 Februar 2005
FH DFachhochschule DüsseldorfFachgebiet Strömungstechnik und Akustik
Zusammenfassung
leiser, effizienter und relativ kleiner Ventilator
Akustische Einordnung anhand des Rauschspektrums ergibt eine mittlere Güte
1.Drehzahlordnung bzw. Unwucht des Antriebsmotor verantwortlich:
•für den hohen Gesamtschalldruckpegel
•für die effektive Schwinggeschwindigkeit (nur eingeschränkter Dauerbetrieb möglich)
Fazit:
Schwingungsdämpfende Maßnahmen müssen am Antriebmotor durchgeführt werden, dazu sollte der Motor feingewuchtet oder ein besserer Motor ausgewählt werden