Terug naar overzicht
Akoestisch Onderzoek OJF TU Delft.
Geluid in een nieuw te situeren Open jet Facility bij de TU Delft
In opdracht van de Technische Universiteit Delft, Faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek, Leerstoel Windenergie, is door adviesbureau AV-Consulting een Akoestisch Onderzoek uitgevoerd inzake de nieuw te bouwen Open Jet Facility (afgekort OJF) te Delft.
Een OJF is een systeem waarbij stromingslucht wordt gebruikt om in een meetkamer de aero-dynamica van proefstukken te meten. Op de meetkamer eindigt de drukzijde en begint de zuigzijde van de kanalen met halverwege een ventilator. Het systeem is derhalve gesloten. Het geluidniveau is hierbij van zodanig belang dat een werkbare situatie in de meetkamer en controlekamer gaat bestaan.
Doel van het akoestisch onderzoek was derhalve het bepalen van de geluidniveaus ten gevolge van de ventilator en luchtstroming in de kanalen aan de drukzijde en zuigzijde, in de meetkamer en in de controle kamer al dan niet met geluidsabsorberende voorzieningen in de kanalen, bochten, etc. Verder is de vraag gesteld met welk materiaal de kanaalwanden uitgevoerd kunnen worden.
Uitgangspunten akoestisch onderzoek
Het geluidvermogen van de ventilator bedraagt maximaal LWr = 123 dB(A). In de tunnel sectie bij de ventilator bedraagt het geluidniveau circa Lp = 114 dB(A). De maximale capaciteit is overigens gedurende 10% van de gebruikstijd benodigd.
Teneinde de geluidniveauberekeningen in genoemde kanalen en ruimten te kunnen maken is gebruikt gemaakt van o.a. de volgende literatuur.
1) Schalltechnisches Taschenbuch (Helmut Schmidt), VDI Verlag GmbH, Vierte Auflage, Düsseldorf 1989.
2) Verein Deutsche Ingenieure (VDI) 3733, Geräusche bei Rohrleitungen, september 1983.
3) Noise and Vibration Control, revised edition (Leo L. Beranek), 1988.
4) Noise and Vibration Control Engineering, Principles and Applications, (Leo L. Beranek, István L. Ver), 1992.
5) Effect of jet length on pressure fluctuations in ¾ open-jet wind tunnels, (Dr. Mark Rennie), Toronto, Canada.
Berekende aspecten in het systeem
Stromingsgeluid
Het stromingsgeluidvermogen (met turbulent ruiskarakter) ten gevolge van de luchtstroming is berekend en bedraagt ca. LWa;i = 82 dB(A) voor luchtsnelheden tussen de 10 m/s en 150 m/s. In relatie tot het geluid van de ventilator is dit geluidvermogen niet relevant.
Geluid in kanaal aan de drukzijde
De geluidniveau afname van het kanaal aan de drukzijde is berekend alsmede het resulterende geluidvermogen van de jet welke in de meetkamer eindigt.
Hierbij zijn de volgende aspecten beschouwd:
– Het geluidniveau ten gevolge van de ventilator.
– De demping over de lengte van het kanaal waarbij gekeken is naar de materialen staal, okume en spaancement.
– De demping over de haakse bochten.
– Het geluid en de demping over de gazen en gelijkrichter in de suskamer.
– De demping door diametersprongen van de suskamer.
– Het geluidvermogen van de jet in de meetkamer.
– Het geluidniveau in de meetkamer met en zonder geluidabsorberende voorzieningen.
Geluid in kanaal aan de zuigzijde
De geluidniveau afname van het kanaal aan de zuigzijde is berekend alsmede het resulterende geluidvermogen van de collector welke in de meetkamer begint.
Hierbij zijn de volgende aspecten beschouwd:
– Het geluidniveau ten gevolge van de ventilator.
– De demping over de lengte van het kanaal waarbij gekeken is naar de materialen staal, okume en spaancement.
– De demping over de haakse bochten.
– Het geluid en de demping over de warmte wisselaar.
– Het geluidvermogen van de collector in de meetkamer.
– Het geluidniveau in de meetkamer met en zonder geluidsabsorberende voorzieningen.
Geluid in de hal
Verder het geluidniveau in de hal zelf berekend en bedraagt Lp = 102 dB(A) op korte afstand .
Hierbij is het geluidisolatiespectrum van de materialen staal, okume en spaancement beschouwd.
Hieronder zij enkele foto’s van de hal weergegeven waarbij de OJF nog niet is geïnstalleerd.
Demping over de hoekschoepen van bocht 1 en 2 drukzijde
De geluidafname is ten gevolge van geluidabsorberend uitgevoerde hoekschoepen van bocht 1 en 2 aan de drukzijde van het kanaal berekend. Hierbij is het geluidabsorbtiespectrum van de materialen Quietstone en minerale wol beschouwd.
Demping over de hoekschoepen van bocht 3 en 4 zuigzijde
De geluidafname is ten gevolge van geluidabsorberend uitgevoerde hoekschoepen van bocht 3 en 4 aan de zuigzijde van het kanaal berekend. Hierbij is eveneens het geluidabsorbtiespectrum van de materialen Quietstone en minerale wol beschouwd.
Demping over de korte wand drukzijde
De geluidafname is ten gevolge van het geluidabsorberend uitvoeren van de korte buitenwand aan de drukzijde van het kanaal berekend. Hierbij is het geluidabsorbtiespectrum van de materialen Quietstone en minerale wol beschouwd.
Demping over de korte wand zuigzijde
De geluidafname is ten gevolge van het geluidsabsorberend uitvoeren van de korte buitenwand aan de zuigzijde van het kanaal berekend. Hierbij is het geluidabsorbtiespectrum van de materialen Quietstone en minerale wol beschouwd.
Frequenties van drukpulsaties
De kanaal resonantie frequentie, de meetkamer/plenum resonantie frequentie, de meetkamer/plenum Helmholtz frequentie en de vortex feedback frequentie is verder berekend. Uitgaande van de resultaten blijkt dat de frequenties van de verscheidende drukpulsatie fenomenen minder dan 10 Hz bedraagt. Het hoorbare en meetbare frequentiebereik van het geluid begint vanaf circa 16 Hz waardoor door de drukpulsaties geen relevante geluidniveaus te verwachten zijn. Hoe de interactie is van de drukpulsaties met het fysieke kanaal systeem in relatie tot geluid is in dit stadium niet te bepalen.
Geluid in controle kamer
Het geluid in de controle kamer berekend. Als geveldelen is normaal thermische beglazing in combinatie met stalen geperforeerde binnendozen (van 100 mm) en gevelbeplating beschouwd.
Resumé
Kanaalwand
Het toepassen van een kanaalwand van het materiaal okume of spaancement is mogelijk. De akoestische parameters zijn nagenoeg gelijk. De dikte van de wand is gesteld op 10 mm. Bij toepassing van een sandwich constructie van de wand met 2 x 5 mm beplating en een stijf regelwerk met minerale wol als spouwvulling neemt de geluidisolatie toe.
Geluid over hoekschoepen
Indien de hoekschoepen met Quietstone of minerale wol uitgevoerd worden bedraagt de geluidreductie in de meetkamer circa 9 dB(A). De rekendikte van het materiaal bedraagt 50 mm en is koud op de hoekschoepen geprojecteerd. De minerale wol heeft een persing van ca. 40 kg/m3. Het Quietstone kan in een deel van een cirkel gevormd worden met dikte variatie.
Geluid over korte wanden
Indien de korte wanden met Quietstone tegels op een regelwerk met 50 mm minerale wol of met stalen geperforeerde binnendozen van ca. 100 mm uitgevoerd worden bedraagt de geluidreductie in de meetkamer circa 6 dB(A). De Quietstone tegels op de korte wanden kunnen met verende regels worden uitgevoerd om de geluidisolatie te verhogen.
Geluidniveau in meetkamer
Het geluidniveau in de meetkamer zonder geluidabsorberende maatregelen bedraagt ter hoogte van de controle kamer Lp = 108 dB(A). Indien de wanden van de meetkamer bekleed worden met Quietstone tegels op een regelwerk met 50 mm minerale wol of met stalen geperforeerde binnendozen van ca. 100 mm bedraagt de geluidreductie 6 dB(A). Indien de vloer en het plafond geluidabsorberend worden uitgevoerd bedraagt de geluidreductie nog eens 1 dB(A).
Totaal bedraagt de geluidreductie ca. 20 dB(A) met genoemde geluidabsorberende maatregelen. Het resulterend niveau bedraagt dientengevolge ca. 87 dB(A). Het verder terugdringen van dit niveau kan worden bewerkstelligd met toepassing van meer geluidabsorptie.
Geluidniveau in controle kamer
Het geluidniveau in de controle kamer zonder geluidabsorberende maatregelen bedraagt Lp = 82 dB(A) ten gevolge van het kanaalsysteem. Dit niveau treedt gedurende 10% van de tijd op waardoor volgens de arbo-wetgeving een correctie van 10 dB(A) mag worden toegepast. Met toepassing van de geluidabsorberende maatregelen is het geluidniveau eveneens lager. Het lawaai-expositie niveau zal derhalve lager zijn dan de grenswaarde van 80 dB(A).
(De afstand van de ventilator naar de controle kamer is ca. 30 cm. Het hoge geluidvermogen van de ventilator kan de oorzaak zijn van een hoger geluidniveau dan 80 dB(A) in de controle kamer.)
Met dit onderzoek heeft AV-Consulting een bijdrage mogen leveren in de akoestische inzichten inzake het systeem van de nieuw te bouwen Open Jet Facility te Delft.
.