Akustické měniče

Pro aplikaci systému akustických měničů jsme navázali spolupráci se společnosti CONTROL CONCEPTS, INC. která v této oblasti působí již řadu let. Oficiální zastoupení společnosti v dalších zemích.

Akustické měniče jsou širokopásmové zdroje zvuku o nízké frekvenci f (64 - 272 Hz) a velkém akustickém tlaku L_p (137 - 147 dB v referenčním místě re = 1 m).

Zvuk o daných parametrech je přenášen do zařízení, které požadujeme vyčistit. Většina energie vytvořená akustickým tlakem zůstává v čištěném zařízení a působením na částice vzduchu dochází k jejich rozkmitání a následně k uvolnění usazených prachových částic v čištěném zařízení.

Konstrukce a princip činnosti akustických měničů

Z hlediska konstrukce se akustický měnič skládá z tělesa měniče a zvukovodu. Uvnitř tělesa měniče je umístěna membrána z titanového plechu. Těleso měniče je flexibilní hadicí připojeno přes redukční ventil na rozvod stlačeného vzduchu (0,50 - 0,65 MPa). Přivedený tlakový vzduch rozkmitává membránu a zároveň na ostrých hranách membrány a vnitřní části tělesa dochází ke vzniku turbulentního proudění vzduchu.

Pohyb membrány a turbulence vzduchu jsou pak zdrojem zvukových vln, které se zvukovodem dostávají do okolního prostředí. Zvukovod zde plní jednak funkci čtvrt-vlnného rezonátoru a jednak směrového zářiče (směrovost se ovšem projevuje především na vyšších frekvencích). Různá délka zvukovodu má především vliv na spektrální vlastnosti vyzařovaného zvuku a jen v omezené míře má vliv na velikost vyzařovaného akustického výkonu.

Akustické vlastnosti akustických měničů

Akustický měnič vyzařuje širokopásmový zvuk sestávající z velkého množství diskrétních složek. Vyzařovaný zvuk je tvořen jednak základní harmonickou složkou o frekvenci f₁ a vyššími harmonickými složkami o frekvenci rovné celočíselnému násobku f₁. Hladiny harmonických postupně klesají s kmitočtem. I když převážná část akustického výkonu (dB) je soustředěna na několik prvních harmonických složek, v aplikacích mají význam i mnohem vyšší harmonické složky.

Na frekvenci první harmonické složky vyzařuje měnič do prostoru téměř rovnoměrně do všech směrů. Je to dáno tím, že ústí zvukovodu má poměrně malý průměr d a proto na nízkých frekvencích, na kterých akustické měniče pracují, je splněna podmínka d << l (zde l je vlnová délka zvukové vlny). Úzká směrová charakteristika se u akustických měničů vyskytuje až na vyšších frekvencích, kde je splněna podmínka d ~ l, případně d > l.

S rostoucí vzdáleností r od ústí akustického měniče hladina akustického tlaku L_p klesá - viz graf.

Závislost hladin akustického tlaku L_p na vzdálenosti r od ústí zvukovodu v ose měniče
(akustický měnič typu ACL-17220).

Provozní podmínky

Pro správnou činnost celého systému akustického měniče je nutno zajistit tlakový vzduch o konstantní hodnotě přetlaku - min. 0,60 MPa. Proto je systém akustického měniče vybaven regulátorem tlaku pro jeho přesné nastavení. Při poklesu pracovního přetlaku vzduchu p_p pod minimální hodnotu 0,55 MPa dochází k poklesu hladiny vyzařovaného akustického tlaku L_p a tím ke snížení účinnosti akustického měniče - viz graf.

Závislost hladiny akustického tlaku L_p na pracovním přetlaku měniče p_p

Příklady použití akustických měničů

• Kotle - činné plochy trubkových výměníků, přehřívačů a ekonomizérů, kde usazený popílek a prach zhoršují přestup tepla a tím snižují účinnost kotle.
• Tkaninové filtry - odstranění prachu z textilní hadice zvyšuje jejich životnost.
• Elektrostatické odlučovače - eliminace usazování prachového podílu spalin, náhrada mechanického oklepávání.
• Sila a zásobníky - prevence proti ulpívání především jemných materiálů, eliminace vzniku klenby.
• Ventilátory - čištění oběžných kol vede k zabránění jejich nevyváženosti.