منبع اگزوز سایلنت
دیزل ژنراتورها در محیط های تجاری، صنعتی و شهری گسترده شده اند. آنها به عنوان یکی از قابل اعتمادترین منابع برق جایگزین در صورت قطع برق برنامه ریزی شده یا برنامه ریزی نشده در نظر گرفته می شوند. توانایی آنها برای عملکرد در انواع آب و هوا، عملکرد کارآمد، مصرف سوخت مقرون به صرفه و منبع تغذیه قوی، آنها را به یک انتخاب محبوب در موسسات با قدرت مهم تبدیلمیکند.
با این حال، دیزل ژنراتورها، در مقایسه با انواع دیگر ژنراتورها، به تولید صدای بیشتری معروف هستند که می تواند باعث آزار مردم شود. این امر به ویژه در محیط های شهری می تواند به یک مزاحمت تبدیل شود.
برای کاهش این صدا، دیزل ژنراتورها مجهز به صدا خفه کن یا سایلنسر هستند که عملکرد مشابهی را برای موتورهای احتراقی انجاممیدهند. هدف اصلی آنها کاهش سر و صدا و گازهای خروجی اگزوز است که در طی فرآیند احتراق تولیدمیشود.
صداخفهکن و انواع آن
فشار برگشتی اگزوز موتور ، محدوده بهینه اگزوز را برای موتور تعیین می کند و عبارت است از فشار گاز خروجی که توسط موتور برای غلبه بر مقاومت هیدرولیکی سیستم اگزوز به منظور تخلیه گازها به جو تولید می شود. لذا پرشر اگزوز(back pressure) باید مطابق رنج مجاز و متناسب با موتور انتخاب گردد. انتخاب یک پرشر اگزوز با اندازه نادرست، باعث کاهش قدرت ، عمر موتور، افزایش مصرف سوخت ،آسیب به قطعات داخلی و حتی افزایش آلودگی خواهدشد و می تواند به توربو شارژ آسیب برساند.
1- صداخفهکن چیست؟
صداخفهکن در اصطلاح عامیانه به عنوان سایلنسر نیز شناختهمیشود. عملکرد اصلی صداخفهکن، کاهش صدای اگزوز موتور احتراق داخلیاست. گاز خروجی از موتور، در فشار بسیار بالایی (ATM10-30 ~)است؛ اگر این گاز مستقیماً وارد اتمسفرشود، به دلیل انبساط ناگهانی گاز خروجی فشار بالا، صدای بسیار ناخوشایندی ایجادمیشود. همچنین، ممکناست موج ضربه ای با فشار بالا ایجادکند که میتواند به منیفولد اگزوز موتور آسیببرساند. بنابراین، برای جلوگیری از این آسیب و راه اندازی بی سر و صدا، موتور به وسیله ای نیازدارد که بتواند فشار اگزوز را کاهشدهد و صدا را در حین انبساط جذبکند.
دستگاهی که برای انجام این عمل استفادهمیکنند، به عنوان صداخفهکن یا سایلنسر شناختهمیشود. سایلنسر معمولاً در انتهای منیفولد اگزوز قرارمیگیرد. و ظرفیت آن باید به اندازه ای باشد که بتواند گازهای خروجی موتور را تحملکند.
همچنین، باید فشار گاز خروجی را تا نزدیکی فشار اتمسفر کاهشدهد تا در حد امکان سر و صدای کمتری ایجادشود. طراحی سایلنسر باید بسیار تمیز و هموار باشد تا مانعی برای جریان گاز خروجی در داخل آن وجود نداشتهباشد. چراکه، هر گونه انسداد ممکناست باعث برگشت گاز خروجی، و در نهایت منجر به کاهش راندمان موتور و عمر موتورشود.
انواع صدا خفه کن
به طور عمده، پنج نوع صداخفهکن وجوددارد که به طور کلی برای این هدف استفادهمیشوند. در ادامه به بررسی هریک از آنها میپردازیم.
لوله جریان این نوع صداخفهکن، دارای تعدادی بافل است که گازهای خروجی را برای عبور مستقیم از سیستم محدودمیکند و به جای آن، تعداد زیادی گذرگاه ثانویه در لوله جریان ساخته شدهاست که گاز خروجی از این گذرگاه ثانویه عبور میکند؛
به عبارتی، گاز باید مسیر طولانی تری را در سیستم طیکند. اگرچه این مسیر طولانی، فشار و دمای گاز را کاهش میدهد،اما به دلیل محدودیت در جریان و وجود بافل، یک فشار برگشتی در سیستم ایجاد میشود که ممکن است، منجر به کاهش بیشتر بازده و عملکرد موتور شود.
در این نوع صداخفهکن، با ورود گاز خروجی به داخل آن، گاز به دو جریان مساوی تقسیم میشود. بدین ترتیب که، هر دو جریان گاز، در طول مسیر طولانی حرکتمیکنند و سپس به یک نقطه بازمیگردند و در آنجا با هم ادغام میشوند و در نهایت به عنوان یک جریان واحد شروع به حرکت به سمت خروجی میکنند.
طول گذرگاهی که جریان جداشده از آن عبورمیکند، به گونهای طراحیشدهاست که در نقطه ادغام، تاج یک موج (جریان)، با فرورفتگی موج دیگر (جریان) ادغام شود. بنابراین، هر دو موج، دامنه یکدیگر را خنثیمیکنند و از نظر تئوری نویز را به سطح صفر کاهش می دهند.
اما عملاً صدای صفر در سیستم غیرممکن است، زیرا صدای تولیدشده توسط یک موتور، در فرکانسهای مختلف و در هنگام کار با سرعتهای مختلف ایجاد شدهاست. با این حال، صداخفهکن نوع لغوکننده موج، نویز را به میزان قابل توجه و قابل قبولی کاهش میدهد.
این نوع صداخفهکن از یک سری تشدید کننده هلمهولتز تشکیل شدهاست که لوله جریان، از آن ها عبور میکند. لولههای جریان دارای پورتهای دسترسی هستند که از طریق آن ها، گاز به داخل تشدید کننده جریان مییابد.
تشدید کننده، فرکانس های مخربی را تولیدمیکند که وقتی روی موج نویز گاز خروجی قرارمیگیرد، تشدید ایجادمیشود. بنابراین فرکانس موج نویز تا حد بسیار کم کاهش مییابد و حذف قابل توجهی از نویز صورت میگیرد. این نوع تشدیدکننده، برای موتورهایی که فضای کافی برای قراردادن انواع دیگر سایلنسر ندارند، بسیار مفیداست.
رایج ترین نوع صداخفهکن که امروزه استفادهمیکنند، صداخفهکن جاذباست.
این سایلنسر از یک لوله سوراخ دار (لولهای با تعداد ‘n’ سوراخهای ریز کوچک) تشکیل شدهاست که در اطراف این لوله مواد جاذب صدا مانند پشم فولادی، شیشه فایبر و غیره پیچیدهشدهاند.
همانطور که گاز خروجی از این لوله سوراخ شده عبور میکند، مواد جذب کننده سر و صدا، اثر بالشتکی را برای نوسانات فشار بالای گاز خروجی فراهممیکنند.
با توجه به این پدیده، شدت فشار گاز خروجی کاهشمییابد و در نتیجه سطح صدای اگزوز تا حد قابل قبولی کممیشود.
لازم بذکر است که به طور کلی، لوله های جریان به صورت مستقیم عبورمیکنند، اما گاهی اوقات از لوله های مارپیچی برای افزایش طول عبور نیز استفادهمیکنند.
این نوع صداخفهکن از ترکیب صداخفهکن نوع جاذب و نوع رزونانسی تشکیل شدهاست. طراحی سایلنسر نوع ترکیبی، به گونهای است که ابتدا گاز خروجی از ناحیه جاذب عبور میکند ( مطابق آنچه در بخش قبلی توضیح داده شد). در انتهای لوله جریان نیز، به جای سوراخ، یک پورت دسترسی ایجادشدهاست که بر روی این پورت، تشدید کننده هلمهولتز قرار دارد.
در برخی موارد، نوع جاذب و منطقه نوع تشدید کاملاً از هم جدا شده اند و از طریق لوله جریان به هم متصلمیشوند. گاز خروجی ابتدا از سایلنسر نوع جاذب جریانیافته و سپس از ناحیه نوع رزونانس عبورمیکند. اثر ترکیبی جاذب و رزونانس منجر به کاهش نویز در کمترین سطحمیشود.
عوامل متاثر از انتخاب فشار اگزوز
عملکرد موتور: فشار اگزوز بیش از حد میتواند باعث ایجاد فشار برگشتی به داخل سیلندرها شده و در نتیجه به کاهش توان موتور منجرشود. از سوی دیگر، فشار اگزوز بسیار کم نیز میتواند باعث کاهش بازدهی موتور شود.
مصرف سوخت: فشار اگزوز بهینه میتواند به کاهش مصرف سوخت کمک کند.
طول عمر موتور: فشار اگزوز نامناسب میتواند باعث افزایش دمای قطعات داخلی موتور شده و در نتیجه به کاهش طول عمر آنها منجر شود.
آلایندگی: فشار اگزوز نامناسب میتواند باعث افزایش آلایندگی موتور شود.
عوامل موثر در انتخاب فشار اگزوز
نوع موتور: نوع موتور دیزل (مثلاً توربوشارژ یا سوپرشارژ) و حجم موتور بر فشار اگزوز مورد نیاز تاثیرگذار است.
نوع سوخت: نوع سوخت مصرفی (مثلاً گازوئیل استاندارد یا گازوئیل با کیفیت پایین) نیز میتواند بر فشار اگزوز تاثیرگذار باشد.
شرایط کاری: شرایط کاری موتور (مثلاً بارگذاری، دور موتور و دمای محیط) نیز بر فشار اگزوز مورد نیاز تاثیرگذار است.
سیستم اگزوز: طراحی سیستم اگزوز (مثلاً تعداد و اندازه لولهها، نوع صداخفه کن) بر فشار اگزوز تاثیرگذار است.همچنین محل قرارگیری ورودی و خروجی نیز موثر هستند.
روشهای اندازهگیری و تنظیم فشار اگزوز
استفاده از گیج فشار اگزوز: این گیج به صورت مستقیم فشار اگزوز را اندازهگیری میکند.
استفاده از تحلیل گازهای خروجی: با تحلیل گازهای خروجی میتوان به طور غیر مستقیم به فشار اگزوز پی برد.
استفاده از نرمافزارهای شبیهسازی: این نرمافزارها میتوانند به پیشبینی فشار اگزوز در شرایط مختلف کمک کنند.
اندازه گیری دما منبع اگزوز با ترمومتر: با ترمومتر میتوانیم اندازه دمای منبع اگزوز را ثبت کنیم.
اهمیت صداگیرها در دیزل ژنراتورها
اکثر موتورها دارای یک صداگیر هستند که صدای کلی تولیدشده توسط موتورها را کاهش می دهد. بدون این صدا خفه کن ها، صدای ثابتی که موتور در تمام مدت کارکرد آن ایجاد می کند، باعث ناراحتی و حواس پرتی غیرقابل تحمل اطرافیان می شود.
درمورد دیزل ژنراتورها هم همینطور است. در دستگاههای صنعتی یا تجاری، ژنراتورها ممکناست نیاز به کارکردن برای ساعتهای طولانی داشتهباشند و سر و صدایی که تولیدمیکنند میتواند بهرهوری کارگران را کاهشدهد. در مکانهای شهری و مسکونی، صدای غیرقابل تحمل میتواند مالکان و همسایهها را آزار دهد و استفاده از آن را برای مدت زمانی که برق خاموش است، دشوارمیکند.
تنها راه حل برای این کار استفاده از ژنراتورهایی است که دارای صدا خفه کن های با کیفیت بالا یا صدا خفه کن های ژنراتور هستند که نویز را تا حد توصیه شده پایین میآورند تا بتوان از ژنراتورها بدون ایجاد مزاحمت استفادهکرد.
ژنراتورهایی که سطوح بالای سر و صدای تولیدمیکنند نه تنها آلودگی صوتی ایجادمیکنند، بلکه قرارگرفتن طولانی مدت در معرض چنین صداهایی نیز میتواند با ایجاد استرس، تنش و بسیاری از بیماری ها بر سلامت افراد اطراف تأثیر بگذارد. استفاده از ژنراتورهای کم صدا با صدا خفه کن مناسب به این معنی است که شما به هر دوی این عوامل کمک می کنید.
خاموش کنندههای دیزل ژنراتور چگونه کارمیکنند؟
صدا خفه کن های دیزل ژنراتور اجزای ضروری دستگاه هستند که نویز را تا حد قابل تحمل و توصیه شده کاهشمیدهند. در حالی که برخی از صدا خفه کن ها این کار را با جذب امواج صوتی و سپس آزاد کردن آنها در سطح انرژی بسیار کمتر انجاممیدهند، برخی دیگر اجازهمیدهند نویز از یک محفظه به محفظه دیگر جهشکند و در نتیجه نویز کلی که از محفظه ژنراتور خارج می شود را کاهش می دهد.
رتبه بندی سیستم های برق :
- درجه صنعتی – کاهش صدای اگزوز 15 تا 20 دسیبل
- درجه مسکونی – کاهش صدای اگزوز 20 تا 25 دسیبل
- درجهبحرانی – کاهش صدای اگزوز 25 تا 32 دسیبل
- درجه بحرانی فوق العاده – کاهش صدای اگزوز 30 تا 38 دسی بل
- درجه بیمارستان – کاهش صدای اگزوز 35 تا 42 دسیبل
- درجه بیمارستان پلاس – کاهش صدای اگزوز 35 تا 50 دسیبل
- درجه فوق العاده – کاهش صدای اگزوز 40 تا 55 دسی بل
- درجه فوق العاده شدید – کاهش صدای اگزوز 45 تا 60 دسی بل