انتقال حرارت و صدا در داخل کانوپی ویژه دیزل ژنراتورها

آلودگی صوتی در محیط پیرامونی زندگی انسان، یکی از معضلات جامعه امروزی است. میزان آلایندگی صوتی که با واحد دسی بل سنجیده می شود، یکی از دغدغه های کارشناسان محیط زیست در بهینه کردن شرایط زندگی است. به عنوان مثال میزان استاندارد صدا برای خواب 65 دسی بل و صدای قابل تحمل در شرایط بیداری حداکثر 75 دسی بل و در محیط صنعتی و کار 85 دسی بل است. جالب است بدانید که میزان آلودگی صوتی یک دیزل ژنراتور در شرایط معمولی 104 دسی بل است. دیزل ژنراتور ها و موتور برق ها و اصطلاحا ژنراتورهای برق میتوانند دارای یک کاور یا اصطلاحا کانوپی باشند. کاربرد این کانوپی که به لحاظ ظاهری دستگاه را کامل می پوشانند مواردی چون کم کردن صدای موتور و صدای خروجی از دیزل ژنراتور است و نیز از طرفی محافظت دستگاه از شرایط محیط خصوصا شرایط آب و هوایی و در آخر کم کردن دسترسی به موتور برق خواهد بود. طراحی و ساخت کانوپی موضوع مهمی است که روی عملکرد دیزل ژنراتور به طور مستقیم اثر می گذارد، و در طراحی کانوپی میزان مساحت ورودی و خروجی هوا و محل قرار گیری آن از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر مساحت دریچه های ورودی هوا کم باشد، این امر باعث خواهد شد تا انتقال حرارت در فضای داخل کانوپی به خوبی صورت نگیرد و از طرف دیگر باعث کاهش راندمان دیزل ژنراتور خواهد شد، به این معنا که دیزل ژنراتور در مقابل سوختی که مصرف میکند میزان توان قابل قبولی را وارد مدار نخواهد کرد. از طرف دیگر ورود میزان هوای بیش از حد در داخل کانوپی باعث میشود تا شرایط، جهت انعکاس صدای بیشتر به بیرون مهیا تر شود. همانطور که میدانیم صوت در محیط های مادی منتشر میشود اگر ما در یک محیط خلع منبع صوتی را ایجاد کنیم به دلیل عدم وجود هوا صوت منتشر نخواهد شد.

صدای منتشر شده از دیزل ژنراتور و جایگاه آن در میان سایر منابع تولید صدا

یک موتور دیزلی، یک ژنراتور و چند دستگاه جانبی مانند شاسی، کانوپی، سیستمهای کنترل و دودکش در کنار یکدیگر یک دستگاه مولد یا دیزل ژنراتور را تشکیل میدهند. مولدهای دیزلی مجهز به موتوری میباشند که نیروی اصلی تولید جریان برق را فراهم  می آورد. همچنین دارای یک ژنراتور میباشند که نیروی مکانیکی را به نیروی برق تبدیل میکند. بر اساس استانداردهایCPCB و همچنین گواهینامه ی ISO10-8528 ، دستگاههای مولد دیزلی با ظرفیت تا 1000 کیلو ولت آمپر باید به میزان تولید صدای کمتر از 75 دسی بل در شعاع یک متری دست یابند. در کشورهای مختلف قوانین و مقررات مربوط به حد مجاز تولید صدا اجازهی استفاده از مولدهای برق در خانه ها و مراکز تجاری را نمی دهند. از همین رو مصرف کنندگان اغلب به استفاده از سیستم های پشتیبانی روی می آورند که نه تنها از بازده کمی برخوردار می باشند بلکه اغلب قیمتهای بالایی نیز دارند. سطح معمول تولید صدا توسط منابع مختلف و محیط اطرافشان در شکل زیر نشان داده شده است. شدت صدا در واحد دسی بل اندازه گیری میشود. صدای متوسط دستگاههای مولد بین 80 الی 105 دسی بل در فاصله 21 ft میباشد. این میزان در رده بندی استانداردهای تولید صدا در دسته بندی خیلی بلند و تا حد آزار دهندهای بلند قرار می گیرد و از همین رو، مولدهای برق به عنوان آلایندهی محیط زیست در نظر گرفته میشوند. قوانین و مقررات کشورهای مختلف، برای مثال آمریکا حد اکثر حد مجاز صدای تولید شده در محدوده های مسکونی و صنعتی را به ترتیب برابر با 67 و 72 دسی بل در نظر گرفتهاند. بیشتر تحقیق هایی که در گذشته در مورد کنترل صدای مولدهای برق انجام شده اند متمرکز بر انتخاب موادی می باشند که میتوان برای طراحی یک کانوپی ایزوله جهت کاهش دادن صدای تولید شده توسط موتور دیزل ژنراتور از آنها استفاده نمود.

مطابق با استانداردهای نظام مهندسی میزان صدا مجاز 85 دسی بل می باشد.

تأثیر ساختار مواد مختلف بر کاهش جذب صدا

کنترل صدا همواره یک نگرانی عمدهی محیطی در محیط های مسکونی و صنعتی بوده است. صدای ایجاد شده توسط ماشین آلات و دیگر تجهیزات را میتوان با استفاده از روشهای فعال و غیر فعال کنترل نمود که وابسته به هزینه ی راه حل انتخابی میباشد. مولد باید در کابینی قرار گیرد که از مواد مناسب برای کاهش صدا مورد استفاده قرار گیرد. این کار میتواند از طرفی تا حد موثر و مشخصی باعث کاهش صدای تولید شده شود اما از طرف دیگر، حرارت جمع شده در درون کابین میتواند منجر به افزایش دمای موتور و تجاوز آن از حد ایمن شود. از همین رو در این طراحی چالشی که با آن روبرو می باشیم عبارت می باشد از ایجاد تعادل بین کاهش میزان صدا و انتقال موثر حرارت از کابین می باشد تا از این طریق مولد خانگی بتواند برای مدتی طولانی بدون صدا کار کند. به طور کلی، کنترل صدا در طول خط انتقال نیرو از طریق نصب انسدادهای آکوستیک و همچنین استفاده از مواد عایق انجام میشود. در طراحی کابینی که بتواند میزان صدایی که مولد برق در محیط پخش میکند را کاهش دهد، در ابتدا مواد مختلفی برای ساخت کابین در نظر گرفته میشوند. فاکتورهایی که در ساخت کابین باید مورد نظر قرار گیرند عبارتند از کاهش انتقال، ضخامت، وزن، هزینه، خواص متریال و راحتی ساخت. بررسی ساختار دریچه های ورودی هوا در کانوپی و اثر آن بر کاهش صوت سهم اصلی سر و صدای زیاد، مستقیماً از طریق تهویه خروجی محفظه میآید. از این دیدگاه، ما قضاوت میکنیم که محفظه های دیزل ژنراتور معمولی در کنترل صداهای فرکانس پایین که بخش اصلی سطح کلی را تشکیل می دهند موثر نیستند بنابراین کاهش قابل توجهی از سطح نویز می تواند تنها با اتخاذ برخی از ابزارها برای کنترل صدای فرکانس پایین انجام شود.

بررسی وجود کانوپی از دید انتقال حرارت

درک محاسبات انتقال حرارت از آنجایی مهم می باشد که انتقال حرارت بر عملکرد یک مولد در محیطی بسته و آکوستیک تاثیر گذار می باشد. اولین مبانی طراحی انتقال حرارت در سطح دمای متوسط موتور، اگزوز و محیط اطراف مطرح شده اند. از یک ترموکوبل مقاومتی برای اندازه گیری دمای سر سیلند موتور دیزل ژنراتور استفاده می شود. حد اکثر دمای سر سیلندر 200 درجه سانتی گراد می باشد و بعد از 20 دقیقه سرسیلندر به این دما می رسد. از آنجایی که حد اکثر دمای مجاز برای دیزل ژنراتور مورد استفاده برابر با 270 درجه سانتی گراد می باشد، مهم می باشد که اقدامات انتقال حرارت مناسبی برای انتقال گرما از کانوپی عایق بندی شدهی مولد به کار گرفته شوند.

نتیجه گیری

کانوپی به منظور محافظت و کاهش صدای دیزل ژنراتور مورد استفاده قرار می گیرد و استفاده از کانوپی به عنوان تنها راه حل موجود برای کاهش صدای دیزل ژنراتور توصیه می شود. محاسبات مربوط به انتقال حرارت نیز نقشی به اهمیت انتقال صدا باز می کنند زیرا که در یک فضای بسته، موتور نیاز به خنک شدن خواهد داشت و این مورد چالشی در طراحی کانوپی های عایق صدا برای دیزل ژنراتور خانگی می باشد. استفاده از کانوپی مزایای زیر را خواهد داشت:

• طراحی مهندسی حرفه ای و کاملاً منطبق بر شرایط دیزل ژنراتور با رعایت پارامترهای مهم موتور از قبیل میزان صدای موتور، دبی هوای مصرفی موتور، تیپ سایلنسر و قدرت کاهش صدای آن، دبی هوای خروجی از جلوی رادیاتور
• حفاظت ایمنی دیزل ژنراتور به دلیل وجود قفل در دربها و محدود کردن دسترسی به دیزل ژنراتور در محیطهای پر رفت و آمد کارگاهی
• حفاظت فیزیکی دیزل ژنراتور در برابر گرد و غبار و باران و برف و ارتقای IP دیزل ژنراتور
• محافظت دیزل ژنراتور در برابر فرسودگی طبیعی و افزایش عمر مفید ماشین آلات و قطعات
• آسانی در جابجایی های کانوپی ها، حتی بزرگترین کانوپی های ساخته شده به راحتی از هم باز شده و دوباره نصب  می شود.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه محصولات ماه نیرو کلیک کنید