Predicciones de Niveles de Presión

Ingeniería Naval. Dinámica de Estructura. Estimación de Ruidos en Motores. Foco Sonoro Asimilable a una Superficie. Aplicación en Sala de Máquinas

  • Enviado por: Mauricio Rodrigo Castro Valdivia
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 6 páginas
publicidad
publicidad

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE

FACULTAD DE CS. DE LA INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA NAVAL.

TRABAJO DE DINAMICA DE ESTRUCTURA.

TEMA : “PREDICCIÓN DE NIVELES DE PRESIÓN”

En este trabajo se analizará el ruido a bordo de una embarcacción , que consta de dos motores marinos. Las caracteristicas principales de la embarcación es:

Eslora total: 30. m

Mamga Moldeada = 9 m

Puntal Moldeada = 4.0 m

Calado Maximo = 3.5 m

Propulsión : 2 x 2253 HP

ECUACIÓN PARA ESTIMACIÓN DE RUIDOS EN MOTORES SEGÚN ZINCENKO

Esta formula nos permite estimar el nivel de ruido en motores Diesel de 2T y 4T y lo calculo a una distancia de 0.5m del foco emisor de ruido.

'Predicciones de Niveles de Presión'

D:  cilindro(m) = 0.28

C: carrera del pistón(m) = 0.30

Z: Nº de cilindros = 6

N: rpm = 1000 rpm

K: 1.0 para motores de 4T

K: 1.3 para motores de 2T

Long. Máx. Del Motor = 3976 mm

Altura Total = 2626 mm

Altura del Carter = 436 mm

Ancho = 1748 mm

Estimación de ruido para un motor CATERPILLAR Mod-3606 ECR = 1680 Kw/1000 rpm

db =117.24 db

FOCO SONORO ASIMILABLE A UNA SUPERFICIE.

Esta formula se aplica generalmente en focos de grandes dimensiones como es el caso de motores propulsores y paneles vibrantes.

Lp: nivel de presión sonora en el punto en cuestión, en db.

Lw: nivel de potencia sonora del foco, en db.

S : Area del foco superficial = 42 m2

R: constante de local = 0.161*V/Tr

V: volumen de local (m) = 220 m3

Tr: tiempo de reverberación en sala de maquinas (1.1 a 0.3 segundos)

APLICACIÓN EN SALA DE MAQUINAS

R = 32.2

Lp = 108.95 db

CUANDO EXISTE MAS DE UN FOCO

Cuando en un local, existe mas de un foco emisor, se utiliza esta suma logarítmica para obtener la presión sonora resultante.

Como son 2 motores, tenemos lo siguiente

Lp = 120.25 db.

FRECUENCIA CRITICA DE UN PANEL, FORMADO POR UNA LAMINA

La frecuencia de un panel formado de un solo material se obtiene con la siguiente fórmula simplificada.

h: espesor del panel en metros.

c = velocidad del sonido en aire = 340 m/s

 = 0.3

Cl acero: 5370 m/s

Claluminio: 5415 m/s

Clcontrachapado: 3300 m/s

Claglomerado: 2450 m/s

FRECUENCIA CRITICA DE PANELES

Los mamparos y cubiertas de la embarcación en estudio, son de acero con un espesor de 6mm . Aplicando la fórmula antes descrita, tenemos:

Fc = 6.39x104/(0.006 x 5370 )

Fc = 1989.3 Hz.

TRANSMISION SONORA A TRAVES DE UN PANEL

La fórmula a utilizar será la que estima el nivel de ruido lejos del panel a una

Distancia mayor a la máxima del panel, esta fórmula es:

Lp = Lp1 - T + 10*Log S/R

T: índice de pérdida por transmisión (db)

S: área del panel de separación (m²)

R: constante del local receptor

Para la obtención del índice de pérdida por transmisión se utilizan las siguientes expresiones, dependiendo principalmente de la frecuencia, que se analiza.

T = 20*Log m + 30*Log f - 10*Log fc + 10*Log t - 47 (si f > fc)

T = 20*Log m + 20*Log f - 48 (si f < fc)

f: frecuencia del sonido incidente

fc: frecuencia crítica del panel

m: masa del panel

t: coeficiente de transmisión del material

El coeficiente de transmisión del material se obtiene desde la bibliografía enunciada anteriormente. Estos valores corresponden a:

Tabla 1 VALORES DE T EN DECIBELIOS

Frecuencia HZ

Cubierta o Mamparo de acero, sin recubrimiento

Cubierta de acero con pavimento continuo

Cubierta de acero con pavimento flotante

Mamparo de habilitaciones

31.5

10

15

20

13

63

17

22

29

13

125

30

38

37

19

250

34

38

51

25

500

36

40

54

27

1000

39

41

59

27

2000

36

52

49

27

4000

40

58

53

27

8000

42

54

59

27

Las áreas de paneles de separación “S” utilizadas en los cálculos, son las que a continuación se tabula para cada uno de los mamparos o cubiertas entre locales.

Mamparo de popa de sala de máquinas = 13 m²

Mamparo de proa de sala de máquinas = 18.5 m²

Cubierta de sala de máquinas = 93.5 m²

Cubierta de puente = 21 m²

Cubierta de gobierno = 35.28 m²

Cubierta de acomodaciones = 66.2 m²

Los volúmenes de los locales receptores es otro de los parámetros importantes para la estimación del nivel de presión sonora de un local ya que el valor de la constante R del local receptor, depende directamente de él. Los valores de los volúmenes utilizados son:

R: constante de local = 0.161*V/Tr, Donde Tr = 1.1 o 0.3

- Pique de popa = 42.7 m3, Donde : R = 6.3

-Dormitorios = 150 m3 , Donde: R = 21.95

- Habitabilidad de tripulación = 98.2 m3, Donde : R = 14.4

- Cubierta de Gobierno = 40.3 m3. Donde : R = 5.9

- Cubierta del Puente = 30 m² , Donde : R = 4.4

Utilizando los valores anteriormente descritos con una planilla EXEL

Se obtuvieron los siguientes resultados resumidos para cada uno de los espacios donde se encuentran los tripulantes, salvo en la cubierta de puente, el cual se encuentra al aire libre.

NIVELES DE RUIDO LEJOS DEL PANEL

Donde:

T = Indica la Perdida por Transmisión

S = Area del panel de Separación

R = Constante del local Receptor

La constante del local viene dada por:

S(mam.popa)=

13

m2

R(mam.popa)

6.3

S(Habilit.)=

66.2

R(Habilit.)

14.4

PIQUE DE POPA

LP1=

120.25

db

Fz

T, para Cub.o Mamp. Sin Recub.

Decibeles

10^(lp1/10)

31.5

10

110.56

113883362164.12

63

17

103.56

22722718082.80

125

30

90.56

1138833621.64

250

34

86.56

453377830.84

500

36

84.56

286062072.19

1000

39

81.56

143370658.61

2000

36

84.56

286062072.19

4000

40

80.56

113883362.16

8000

42

78.56

71855543.77

ðlogaritmica

 

Lp=10log(E26)=

111.4333

Habilitación

Lp1=

120.25

db

Frecuencia HZ

Mamparo de habilitaciones

Decibeles

10^(lp1/10)

31.5

13

107.91

61837162027.88

63

13

107.91

61837162027.88

125

19

101.91

15532792826.09

250

25

95.91

3901661154.33

500

27

93.91

2461781761.00

1000

27

93.91

2461781761.00

2000

27

93.91

2461781761.00

4000

27

93.91

2461781761.00

8000

27

93.91

2461781761.00

ðlogaritmica

 

Lp=10log(E26)=

111.9150

CUBIERTA DE GOBIERNO

Lp1=

111.9150

S (Cubierta de gobierno) =

35.28

R (Cubierta de Gobierno) =

5.9

Frecuencia HZ

Cubierta de acero con pavimento flotante

Decibeles

10^(lp1/10)

31.5

20

92.69

1858523673.12

63

29

83.69

233974268.05

125

37

75.69

37082422.46

250

51

61.69

1476277.83

500

54

58.69

739891.60

1000

59

53.69

233974.27

2000

49

63.69

2339742.68

4000

53

59.69

931468.34

8000

59

53.69

233974.27

ðlogaritmica

 

Lp=10log(E26)=

93.2951

CUBIERTA DEL PUENTE

Lp1=

93.2951

S (Cubierta de puente)

21

R (Cubierta del Puente)

4.4

Frecuencia HZ

Cubierta de acero con pavimento flotante

Decibeles

10^(lp1/10)

31.5

20

73.97

24967985.09

63

29

64.97

3143283.09

125

37

56.97

498176.80

250

51

42.97

19832.78

500

54

39.97

9939.93

1000

59

34.97

3143.28

2000

49

44.97

31432.83

4000

53

40.97

12513.64

8000

59

34.97

3143.28

ðlogaritmica

 

Lp=10log(E26)=

74.5772

'Predicciones de Niveles de Presión'

'Predicciones de Niveles de Presión'

'Predicciones de Niveles de Presión'