SU819374A1 - Глушитель шума газовой струи - Google Patents

Description

(54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ГАЗОВОЙ СТРУИ

Изобретение относитс  к области ма шиностроени , а именно к глушител м шума газовой струи преимущественно дл  i авухконтурных турбореактивных цвигателей Известен глушитель шума газовой струи дл  двухконтурного .турбореактивного двигател  с наружным и внутренним контурами   с выхлопными соплами, со держащий цилиндрический корпус со звукопоглотител ми , закрепленными на его вкутренней поверхности t. Однако такой глушитель недостаточно эффективен дл  снижени  шума двухконтурных двигателей. j;--.«4, Э.|2с5;6.|2 deDS 4.;-.б.,о,..ь Н.СO где О , О2 внутренние диак1втры первой и второй ступеней эжектора; Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности шумоглушени  путем разделени  газового потока . Указанна  пель д т гаетс  геёы, что глушитель снабжен двухступенчатым эжектором, размещенным концентрично внутри корпуса и обращенным ступенью с меньшим диаметром в сторону сопла, причем относительные размеры элементов глушител  выполнены в соответствии со следующими соотношени ми: , 0,1 - ОЛ -ч ; О.К iO,4 07 . 2M4de eo 88 , d в диаметр сопла внутреннего контура двигател ; 6,60 длина первой и второй ступеней эжектора; рассто ние от сопла внутреннего контура дви гател  до корпуса глуши л ; толщина звукопослощаю щего материала первой ступени I эжектора; , - толщина звукопоглощающего материала второй ступени эжектора - толщина звукопоглотител  корпуса; - площадь свободного сече ни  между корпусом и второй ступенью; РИС - площадь сопла наружного контура двигател . Кроме того, эжектор выполнен, из звукопоглощающего материала, который обли цован с двух сторон звукопрозрачной оболочкой . Звукопоглощающий материал второй ст пени эжектора разделен звуконепроницаем Перегородкой на два сло  в соответствии со следующими соотношени ми: ОД , 0,4,.2 Ь А толщина внутреннего сло  звукопоглощающего материала В с - толщина наружного сло  звукопоглощающего ма териала На входе в корпус и перед первой .ступенью эжектора установлены диафрагм На фиг.. I изображен глушитель шума газовой струи в разрезе; «а фиг. 2 о звукопоглощающий материал 2-й ступени эжектора в разрезе. Глушитель состоит из цилиндрического металлического корпуса I со звукопбглотител ми 2, защищенными от выдувани  акустически прозрачной и конструк тивно-прочной оболочкой 3. Корпус переходит в поворютное колено 4. Внутри корпуса I соосно с ним установлен двухступенчатый эжектор 5, который состоит из силовых металлических каркасов 6 и 7, заполненных звукопоглощающим материалом в и защищенных акустически прозрачной и конструктивногфочной оболочкой 9. Ступени эжектора закреплены на опорах Ю и II. которые могут быть выполнены в виде двутавровы балок. Дл  уменьшени  гидравлического сопротивлени  на первой и второй ступен х эжектора и в корпусе I установлены обтекател  12«-14. 4.4 Глушитель проходит сквозь стену испытательного блока 15 и укрепл етс  соосно с. сопловым аппаратом 16 двух- контурного турбореактивного двигател . На входе в корпус и перед первой ступенью эжектора могут быть установлены диафрагмы 17 и 18. Звукопоглощающий материал эжектора может быть разделен . звуконепроницаемой металлической перегородкой 19. Глушитель работает следующим образом . . Газы, выход щие из сопла внутреннего контура двигател , смешиваютс  с частью холодных газов наружного контура , охлаждаютс  и поступают в первую ступень эжектора, где за счет выт нутого профил  скорости происходит активное затухание звука, возбуждаемого струей газа внутреннего контура. На выходе из первой ступени эжектора газы смешиваютс  с частью газов наружного контура. Проход щих по щели между корпусом и эжектором глушител . За счет того же эффекта выт нутого профил  скорости происходит активное затухание звука во второй ступени эжектора. По мере удалени  акустическа  эффективность эжектора падает. Звук, возбуждаемый струей газа наружного контура двигател , попадает в щель между корпусом глушител  и эжектором . За счет звукопоглощающей облицовки корпуса и эжектора, выполненных в указанных выше соотношени х, звук затухает до требуемого уровн . Было установлено, что эффективность глушител  при установке его на рассто нии 2-8 d в значительно повышаетс  (5-lOt3g) в области низких частот с не- значительным уменьшени «1 в области высоких частот. В глушителе высока  акустическа  эффективность по снижению шума внутреннего (гор чего) контура двигател  достигаетс  за счет двукратного охлаждени  выхлопной струи и большого градиента скорости потока в поперечном сечении (выт нутого профил  скорости). На границе смещени  гор чего и холодного потоков возникает отклонение звуковых волн в сторону звукопоглотител , что и  вл етс  причиной высокой эффективности внутреннего эжектора. Габариты первой ступени эжек.тора определены из требований газодинамики, т.е. исход  из условий раскрыти  струи внутреннего контура двигател , вход5пцей в первую ступень эжектора. В нормальных услови х стру  раскрываетс  с центральным углом 26-ЗО . В услови х двухкоктурного двигател  с учетом вли ни  струи наружного контура центральный угол раскрыти  струи равен 10-12, откуда минимальный диаметр первой ступени эжектора равен: )2 dg-tg-OC/2 1,7-2,76в Учитыва дополнительную эжекцию холодного контура, D прин то равным 2-ЗсЗб.. Длина первойступени-эжектора выбрана из условий выравнивани  потока. Известно, что дл  выравнивани  потока отношение длины к диаметру должно быть . Учитыв-а  начальный участок смешени  длиной 4-8 d g длина первой ступени эжектора будет равнаР 2,53-5 Ол: Дл  повышени  эффективности эжектора предлагаетс  использовать, облицовку с толщиной звукопоглощающего сло , равной 1/4 длины звуковой волны в материале на средней частоте 125 Гц. Длина звуковой волны в материале /f , гдеСдА- скорость звука в материале; f - частота звука. Дл  отечественных материалов, которые могут примен тьс  в глушител х газовых струй, Суи 16О2ОО м/сек. Тогда Ям 1,2-1,6 м, а Я /4 0,32 - 0,4 м. Принима  толщину облицовки 400 мм и отнес  ее к оптимальным размерам диаметров глущител  - эжектора, получено О, л v TiC.n. 1 WfJd ( -icn J f , p. - 4vy Снижение шума наружного контура loст гаетс  за счет применени  кольцевого щелевого глушител . Отличительна  скорость газа в свободном сечении щелевого глушител  лежит в пределах 5070 м/сек. В этом случае акустическа  эффективность незначительно снижаетс  по сравнению, с эксплуатацией при скорости газа 30-40 м/сек ( в 1,1-1,2 раз а нагрузка при этих скорост х позвол ет выполнить конструкцию более простой, а следовательно, более экономичной. Учиты ва , что температура газа наружного кон тура равна 5О-70 С, т.е. скорость газа в критическом сечении будет 27О340 м/сек, необходимо, чтобы площадь кольцевого щелевого глушител  была в 4-6 раз больше площади сопла наружного контура, т.е. 4 Г.,. А Относительное свободное сечение определ етс  по соотношению: Наилучшей широкополоетной характеристикой обладают щелевые глушители с толщиной звукопоглощающего сло  20О мм. Так как габариты конструкции определ ют выбор внутреннего диаметра второй ступени эжектора, то получаем следующее соотношение; 0,,2, При прохождении шума с двух сторон звукопоглощающей конструкции, напримеро пластинчатых глушителей, рабочей толщиной  вл етс  половина звукопоглощающего сло . А так как рабоча  толщина звукопоглощающего слоч дл  эжектора и щелевого глушител  разна , то дл  получени  заданных параметров заглушений звуконепроницаемой перегородкой на две части в соответствии с рассчитанными ранее оптимальными соотношени ми: 0,l d4/D2 0,4: 0,1 S5/D2 0,2 Дл  снижени  эжекции в наружном контуре может быть установлена диафрагма , перекрывающа  часть площади щелевого глушител . Внутренний диаметр диафрагмы рассчитываетс , исход  из условий рас1срыти  струи и требующегос  коэффициента эжекции дл  вентил ции бокса при испытани х. Дл  перераспределени  потока внутри глушител  дл  наружного и внутреннего контуров на внутреннем контуре может быть установлена диафрагма перекрывающа  часть площади внутреннего контура глуигител ... Выполнение элементов конструкции ,- глушител  в соответствии с предлагаемыМИ вьпце соотношени ми позвол ет получить экономичное шумоглущащее устройство дл  снижени  шума выхлопной струи двухконтурных турбореактивных двигателей высокой акустической эффективнрctью во всем нормируемом диапазоне частот 30-40 дБ на низких частотах и 45-60 дБ на средних и высоких. Ф мула изобретени  I. Глущитель щума газовой струи преимущественно дл  двуххонтурных турбореактивных двигателей с наружным и внутренним контурами и с выхлопными соплами, содержащий цилиндрический кор пус со авукопоглстител мк, закрепленнь ми на его втутренней поверхности, о т личаюшийс  тем, что, с целью пбБьппени  эффективности шумогпушенй  путёмразделени  газового потока, он снабжен двухступенчатым эжектором размшсенным концентрично внутри корпу ра и обращенным ступенью с меньшим шаметром в стйрону сопла, причем отно :ительные размеры элементов глушител 

819374

выполнены в соответствии со следующими соотношени ми: Г,.5-..4; DO е,к Гыб ,,2H4d . . где 0.1 D2- внутренние диаметры первой и второй ступеней эжектора ( J. - диаметр соппа внутреннего контура двигател ; 2- длины первой и второй ступеней эжектора; BQ- рассто ние от сопла внутре него контура двигател  до корпуса глушител :, О у1 - толщина звукопоглощающего материала первой ступени эжектора; толщина звукопоглощающего материала второй ступечи эжектора; 0-1 толщина звукопоглотител  корпуса;. Р.. - площадь свободного ,сечени  между корпусом и вто рой ступенью;

8

f ц - площадь сопла наружного 2.Глушитель поп. /отличаюЕП и и с   тем, что эжектор выполнен иэ звукопоглощающего материала. 3.Гпуиштель по пп. I и 2, о т л и чающийс  тем, что звукопогло щающйй материал эжектора облицован с двух сторон звукопрозрачной оболочкой. 4.Глушитель по пп. 1-3, о т л и чающийс  тем, что звукопоглощакший материал второй ступени эжектора разделен звуконепроницаемой перегородкой на два сло  в соответствии со следующими соотношени ми г, 0.2, 0,4; ОД 0,1 где 64 - го шина внутреннего сло  зву копоглошаюшего -материала O5 толщина наружного сло  звукопсхглощак пего материала. 5. Глущитель по пп. 1-4; о т л и чающийс  тем, что на входе в корпус и перед первой ступенью эжектора установлены диафрагмы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 539461, кл. Р Ог Н 1/10, опублик. 1976.

16

Фиг.2

Claims (5)

1. Глушитель шума газовой струи преимущественно для двухконтурных турбореактивных двигателей с наружным и внутренним контурами и с выхлопными соплами, содержащий цилиндрический кор ' пус со эвукопоглотителями, закрепленнь ми на его внутренней поверхности, о т личаютийся тем, что, с целью пдВьпнения эффективности шумоглушенйя путём'разделения газового потока, он снабжен двухступенчатым эжектором^ размещенным концентрично внутри корпуса и обращенным ступенью с меньшим шаметром в сторону сопла, причем относительные размеры элементов глушителя ⁷ 819374 выполнены в соответствии со следующими ' соотношениями:

^2 θ2 8?

Р δ

46 ; 0,1 4-5 4₀,2M4d_B< e_o< 8<3_O , HX , 2 где D,-D₂ - внутренние диаметры первой и второй ступеней эжектора;

- диаметр сопла внутреннего контура двигателя;

& ,6₂“ Д^лины первой и второй ступеней эжектора;

βθ- расстояние от сопла внутреннего контура двигателя до корпуса глушителя:, толщина звукопоглощающего материала первой ступени эжектора; толщина звукопоглощающего материала второй ступени эжектора;

- толщина звукопогло тителя корпуса;.

Гм- площадь свободного речения между корпусом и второй ступенью»

Б,^2“ s, ⁸

Р_Н1С -' площадь сопла наружного контура двигателя.

2. Глушитель по π. Ι, ο т л и ч а юв» и й с я тем, что эжектор выполнен из звукопоглощающего материала.

3. Глушитель по пп. 1 и 2, о т лича ю щ и й с я тем, что звукопогло ' щающйй материал эжектора облицован с двух сторон звукопрозрачной оболочкой.

4. Глушитель по пп. 1-3, отличающийся тем, что звукопоглощающий материал второй ступени эжектора разделен звуконепроницаемой перегородкой на два слоя в соответствии со следующими соотношениями

0,1 4 40,4; 0.1 к -щ-4 0.2, где 8 4 - толщина внутреннего слоя звукопоглощающего -материала^ £>5“ толщина наружного слоя звукопоглощающего материала.

5. Глушитель по пп. 1-4, о т л и чающийся тем, что на входе в корпус и перед первой ступенью эжектора установлены диафрагмы.