Aplikace

V oblasti 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 f₁ (64 - 272 Hz) a hladině akustickém tlaku L_p (137 - 147 dB v referenčním místě re 1 m).

Zvuk o daných parametrech je přenášen do zařízení, které je potřeba vyčistit. Většina energie vytvořená akustickým tlakem zůstává v čištěném zařízení a působením na částice vzduchu dochází k jejich rozkmitání, což vede 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 funkci jak čtvrtvlnného rezonátoru, tak i směrového zářiče (směrovost se ovšem projevuje především ve vyšších frekvencích). Různá délka zvukovodu má především vliv na spektrální vlastnosti vyzařovaného zvuku a jen v omezené míře ovlivňuje velikost vyzařovaného akustického výkonu.

Vlastnosti akustických měničů

Akustický měnič vyzařuje širokopásmový zvuk sestávající z velkého množství diskrétních složek. Vyzařovaný zvuk je tvořen na jedné straně základní harmonickou složkou o frekvenci f₁ a vyššími harmonickými složkami o frekvenci rovné celočíselnému násobku f₁. Hladiny harmonických složek 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 akustický 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 (kde 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 následující graf.

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

Schéma zapojení akustického měniče

Systém akustického měniče je vytvořen vlastním akustickým měničem, rozvodem tlakového vzduchu a řídicím systémem – viz obrázek. Ze stávajícího rozvodu tlakového vzduchu provozovatele je přes regulátor tlaku, kulový uzávěr a solenoidový ventil flexibilní hadicí přiváděn tlakový vzduch do akustického měniče. Solenoidový ventil je ovládán buď stávajícím řídicím systémem provozovatele, anebo je možné systém vybavit lokální řídicí jednotkou.

Schéma zapojení akustického měniče

Provozní podmínky

Pro správnou činnost celého systému akustického měniče je nutno zajistit tlakový vzduch o konstantní hodnotě přetlaku – min. 0,60 MPa. Systém akustického měniče je proto vybaven regulátorem tlaku za účelem jeho přesného 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 následující 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.
• Elektrostatické odlučovače – eliminace usazování prachového podílu spalin, náhrada mechanického oklepávání.
• Ventilátory – čištění oběžných kol vede k zabránění jejich nevyváženosti.
• Sila a zásobníky – prevence proti ulpívání především jemných materiálů, eliminace vzniku klenby a tunelu.