本文總結了冷卻塔測試的結果,并提出了使結果更接近的建議。值得注意的是,冷卻技術協(xié)會 (CTI) 的水冷卻塔聲音測量標準 ATC-128 的修訂版預計將很快發(fā)布。它將包括用于解釋來自小型冷卻設備的測試數(shù)據(jù)的更新方法,以使聲功率級更接近 ISO 3744 半球方法。
在指定冷卻設備時,工程師面臨著影響性能和布局的無數(shù)決定。一個關鍵的考慮因素是發(fā)出的噪聲。
隨著主要城市人口密度的上升和市政法規(guī)對聲級的限制,這可能成為在兩種商業(yè)冷卻系統(tǒng)之間做出選擇時的決定性因素。
制造商可以從多種聲音測試代碼中進行選擇,但結果不應取決于所選擇的方法。測試提供始終如一的嚴格和可驗證的結果至關重要,這樣工程師和業(yè)主才能對給定值的準確性充滿信心。
由于需要比較和對比廣泛接受的行業(yè)測試方法,一家冷卻塔制造商使用各種標準測試了其四個冷卻塔裝置,以計算和比較聲功率級。
1981年,CTI推出了ATC-128《水冷卻塔聲音測量測試規(guī)范》,這是測試冷卻塔發(fā)出的聲音的標準。 ATC-128 的目的是標準化制造商嘗試測量其冷卻設備發(fā)出的噪音并計算不同距離的聲級。公司在發(fā)布之前轉向國際規(guī)范或內部協(xié)議來測量設備聲級。
CTI 為北美市場帶來一致性的目標在很大程度上取得了成功。然而,該代碼包含多個測量值,引發(fā)了關于如何最好地選擇最準確的聲音計算的問題。這對于獲取或推斷未直接測試但需要遵守噪聲法規(guī)和細則的距離的結果尤為重要。
CTI 在 2005 年對代碼進行了重大改寫,隨后在 2014 年進行了小幅修訂。作為其持續(xù)開發(fā)可信代碼和標準的一部分,該研究所聘請冷卻塔制造商在其研發(fā)中心進行測試。
方法
為了確定 ATC-128 相對于可比較代碼的位置,使用 ATC-128 和其他四個使用測量數(shù)據(jù)計算聲功率的標準的方法進行了測試級別:
ISO 3744(聲學 - 使用聲壓確定噪聲源的聲功率級和聲能級 - 反射平面上基本自由場的工程方法);
空調、供暖和制冷協(xié)會 (AHRI) 370(大型風冷室外制冷和空調設備的聲性能等級);
德國標準化協(xié)會 (DIN) 45635,第 46 部分(機械發(fā)出的噪聲的測量;空氣噪聲排放;包絡法;冷卻水塔);和
EN 13487(熱交換器 - 強制對流風冷制冷劑冷凝器和干式冷卻器 - 聲音測量)。
之所以選擇這些方法,是因為與 ATC-128 一樣,它們使用測得的聲壓來計算聲功率級。聲壓是聲波在空氣中傳播引起的氣壓波動的量度。本質上,它是我們在距聲源一定距離處聽到的聲音,以分貝 (dB) 為單位測量。
聲源的聲功率級必須根據(jù)測得的聲壓來計算,因為聲音傳播的性質使得直接測量幾乎是不可能的。這些測量通常采用構成可聽頻譜的八個波長頻率(稱為倍頻程):63、125、250、500、1,000、2,000、4,000 和 8000 Hz。
在分析過程中,這些測量值被“加權”,根據(jù)人耳對某些聲音頻率的敏感度進行轉換。這是使用每個頻率的結果的轉換值完成的;本文中所有數(shù)值均以 dB(A) 加權表示,而非實測 dB(L)。
用于測試的冷卻機組
測試了四個機組:引風、逆流冷卻水塔;強制通風、逆流冷卻塔:引風、橫流干式冷卻器;和引風橫流冷卻塔。
形狀和操作的變化允許獨立于配置的分析。在所有情況下,設備都在無熱負荷的情況下以最大風扇速度和水流量(如果適用)運行。
每個單元都根據(jù)五個標準(ATC-128、ISO 3744、AHRI 370、DIN 45635 和 EN 13487)進行測試,并使用標準中的指南計算聲功率。
了解用于計算聲功率的兩種測量距離很重要。一種是近場,它是細胞周圍的區(qū)域,非常接近以至于細胞表面無法組合成單個發(fā)射點。計算聲功率具有挑戰(zhàn)性,因為測量結果似乎來自各個方向。
遠場距離將單位視為聲音發(fā)出的點。最小遠場距離基于從以下等式計算的特征尺寸:
遠場通常被認為是特征尺寸 (2Do) 的兩倍。
冷卻塔制造商的測試設施允許在最小干擾的情況下進行測量,因為在測試墊周圍每個方向都有 50 英尺的空白空間,沒有明顯的干擾。這是根據(jù)需要獲得遠場測量的關鍵。
檢測情況
自2017年9月至2017年12月,嚴格按照五項比對標準規(guī)定的方法進行檢測。
ATC-128 — CTI 的標準涵蓋多種方法。為了進行比較,使用近場和遠場測量計算了聲功率級。這些記錄在每個冷卻塔表面的中心,并提供兩個數(shù)據(jù)集,然后可以比較兩個計算結果。盡管遠場被認為是特征尺寸 Do 的兩倍,但業(yè)界使用 15 m(50 英尺)的設定距離。
ATC-128 是在距離地面 1.5 m 的高度處測量的,除非這與風扇排放重合。這些讀數(shù)是在出口上方 1.5 m 和出口側面 1.5 m 處獲取的,以防止氣流使測量值膨脹。根據(jù) ATC-128 指南,所有 15 米的距離都是從冷卻塔的表面開始測量的,而不是從裝置的中心開始測量的。這一事實是解釋與基線計算的偏差的關鍵,并在結果中進行了討論。
ISO 3744 - 該標準適用于多種類型的機械和設備,并且由于范圍廣泛而使用最廣泛。
基本安排是從噪聲源周圍的假設表面獲取聲壓讀數(shù)。這些“表面”上的一系列測量點用于計算總聲發(fā)射。
本次測試使用了一個半球,其中心位于設備底部的中間。半徑是特征尺寸的兩倍,提供遠場讀數(shù)。在半球的不同位置測量了 10 個主要點和 10 個次要點,這些點用于計算聲功率級。
另一種形狀是一個盒子,它在每個方向上延伸到距離單元格 1 m 的距離。它被稱為“平行六面體”方法,用于獲取近場讀數(shù)。每個面被劃分為一個網(wǎng)格,測量點位于每個面的中心。每個面的角點和中點都是強制性位置,如果需要,可以進行額外的測量。
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