عنوان پایان‌نامه
بررسی و تحلیل سر و صدای یک موتور ژنراتور گاز سوز کوچک
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 938;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77849;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 938;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77849
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- زهرا قربانی
- استاد راهنما
- سیدرضا حسن بیگی بیدگلی
- چکیده
- انرژی الکتریکی بخش عمده ای از انرژی مصرفی در جهان را تشکیل می دهد؛ به گونه ای که 65 درصد از کل مصرف انرژی در جهان را تا سال 2050 را به خود اختصاص خواهد داد. روند روبه رشد تقاضای برق در ایران کارشناسان انرژی را به سمت استفاده از فناوری تولید پراکنده برق سوق داده است. موتور ژنراتورها بخش اصلی یک سیستم تولید پراکنده هستند که می توانند به منظور تامین برق و انرژی در بخش کشاورزی (گلخانه ها، دامداری ها، مرغداری ها، سردخانه ها و...) کاربرد داشته باشند. یکی از معایب موتور ژنراتورها، صدای زیاد تولید شده از آن-هاست. صدا می تواند تاثیر نامطلوبی از جمله افت شنوایی موقت یا دائم، ناراحتی های عصبی و روانی، کاهش بازده کار و افزایش ریسک خطرات را برای انسان به همراه داشته باشد. هدف از این تحقیق کاهش صدا در مسیر یک موتور ژنراتور کوچک گازسوز با استفاده از محفظه های آکوستیکی و صداخفه کن ها (مافلرها) می باشد. آزمون ها در دو مرحله (پیش آزمایش و آزمایش های اصلی) انجام شدند. در مرحله پیش آزمایش صدای موتور ژنراتور در 5 سطح بارگذاری و در سمت اگزوز با استفاده از یک محفظه آکوستیک ساده (محفظه چوبی) همراه با 4 نوع مافلر جذبی، مافلر ژنراتور، آرایش U شکل مافلر ژنراتور و مافلر هیبریدی که از مافلر ژنراتور و مافلر جذبی تشکیل شده بود، اندازه گیری شد. در مرحله آزمایش های اصلی از محفظه های آکوستیک پوشش یافته کامل و نیمه پوشش یافته و دو مافلر ژنراتور و ترکیبی از مافلر ژنراتور و مافلر انعکاسی (مافلر ترکیبی) استفاده شد. نتایج آزمایش های مرحله اول نشان داد که برای کاهش صدای اگزوز موتور ژنراتور می بایست از آرایش U شکل مافلر ژنراتور استفاده نمود. نتایج تجزیه واریانس آزمون نهایی نشان داد که اثر تغییرات بار، نوع محفظه، نوع مافلر، سمت و اثرات متقابل آن ها بر صدای موتور ژنراتور در سطح 1 درصد (01/0>P) معنی دار هستند. عملکرد آکوستیکی محفظه¬های استفاده شده برای مافلر ژنراتور در سمت اگزوز با افزایش بار موتور ژنراتور از 0 تا 100 درصد کاهش یافت. عملکرد آکوستیکی مافلر ترکیبی برای سمتی که بیشترین میزان صدا وجود داشت (سمت اگزوز) از 1/5 دسی بل (A) در حالت بدون بار به 61/10 دسی بل (A) در حالت بار کامل رسید. بیشترین تاثیر محفظه در کاهش صدای موتور ژنراتور در سمت در محفظه مشاهده گردید؛ به¬گونه ای که 7/17 دسی بل (A) کاهش صدا برای مافلر ژنراتور در حالت محفظه پوشش یافته کامل در بار 0 درصد نسبت به حالت بدون محفظه در این سمت مشاهده شد. استفاده همزمان از مافلر ترکیبی و محفظه پوشش یافته کامل توانست صدای موتور ژنراتور را نسبت به مافلر ژنراتور و حالت بدون محفظه در بارگذاری های مختلف در سمت اگزوز در محدوده 73/13 تا 03/16 دسی بل (A)، در سمت در محفظه در محدوده 27/12 تا 04/19 دسی بل (A)، در سمت پشت اگزوز در محدوده 58/5 تا 82/8 دسی بل (A) و در سمت پشت در محفظه در محدوده 2/11 تا 36/17 دسی بل (A) کاهش دهد. بیشترین تراز کلی صدا (4/91 دسی بل (A)) برای موتور ژنراتور در بار کامل در سمت اگزوز برای مافلر ژنراتور در حالت محفظه نیمه پوشش یافته و کمترین تراز کلی صدا (2/73 دسی بل (A)) در شرایط بدون بار در سمت پشت در محفظه در حالت محفظه پوشش یافته کامل با استفاده از مافلر ترکیبی مشاهده شد.
- Abstract
- Abstract Electric energy is a main part of world's energy consumption as it will comprise 65% of total energy consumption by 2050. Increasing trend in electricity demand in Iran has encouraged energy experts to discover useful approaches to generate energy by means of distributed electrical energy. Generator sets are the main part of a distributed generation system, which can be used to generate energy and electricity in agricultural sections such as green houses, cold rooms, ranches, chicken houses, and etc. High noise emission is one of the great disadvantages of a generator set. The purpose of this study is to reduce noise of a small gas fuel generator by use of acoustics enclosures and mufflers. The tests were performed in two steps; the pre-tests and the final tests. In pre-test step, generator noise was measured in 5 different loading conditions on the exhaust side by a simple acoustics enclosure (wooden enclosure) with 4 mufflers consisted of generator muffler, U shape arrangement of generator muffler, absorptive muffler and combination of generator and absorptive muffler. In final step, two types of enclosures (fully modified enclosure and semi modified enclosure) and two types of mufflers (generator muffler and hybrid muffler) were used. The results of pre-test showed that using the U shape arrangement of generator muffler reduces the exhaust noise. Final test variance analysis showed the effects of generator load, enclousre type, muffler type, side, and their intractions were significant at 1% probability level (P<0.01) on the generator emitted sound. The acoustic performances of enclosures decreased with load increment from 0% to 100% for generator muffler on the exhaust side. The acoustic performance of hybrid muffler on the side with greatest sound level (exhaust side) was increased from 5.1 dB(A) at 0% loading to 10.61 dB(A) at 100% loading. The highest sound attenuation effect of the enclosure was observed on the door side of the enclosure so that 17.7 dB(A) sound attenuation was observed at no load in fully covered modified enclosure than the type without enclosure. Using simultaneous hybrid muffler and fully modified enclosure could attenuate generator sound than generator muffler and the type without enclosure in different loadings on exhaust side in the range of 13.73 to 16.03 dB(A), 12.27 to 19.04 dB(A) on the door side, 5.58 to 8.82 dB(A) on the opposite side of the exhaust side, and 11.2 to 17.36 dB(A) on the opposite of the enclosure door side. The highest overall generator sound (91.4 dB(A)) was observed for generator set at 100 % load on the exhaust side for generator muffler in semi modified enclosure, and the lowest overall generator sound (73.2 dB(A)) was obtained at 0% load on opposite of the enclosure door side for hybrid muffler in fully covered modified enclosure mode. Keywords: Acoustic enclosure, Acoustic performance, Generator set, Hybrid muffler
