DE2728778B2 - Verfahren zur Geräuschminderung bei der Drosselung von Dampf- und Gasstromen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräuschminderung bei der Drosselung von Dampf- und Gasströmen, bei dem aufgeteilte Ströme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fließen.

Das Entspannen von Gasen oder Dämpfen ist für die Regelung in verfahrenstechnischen Anlagen notwendig. Besonders bei chemischen Prozessen kommt ein solcher Verfahrensschritt oft vor. Dabei entstehen ungewollt Geräusche, die zu Belästigungen am Arbeitsplatz führen und die Umwelt stören.

Bekannt ist die Aufspaltung eines Stromes in Teilströme, die einzeln einstufig bis zum gewünschten Druck entspannt werden.

Mit diesem Verfahren können Schallpegelminderungen bis zu 15 dB (A) erreicht werden, die im allgemeinen nicht ausreichen. Der Grund für die geringe Schallpegelminderung ist durch die geometrischen Abmessungen gegeben. Einerseits können die Bohrungen für die Teilströme nicht beliebig klein gemacht werden, da dann die Betriebssicherheit durch Verschmutzungen gefährdet ist. Andererseits werden die Baugrößen bei großen Mengen unhandlich. Weiter hat sich herausgestellt, daß ein einstufiger Druckabbau keineswegs zu optimalen Schallpegelminderungen führt.

Weiter können Drosselungen durch in Reihe geschaltete Stufenwiderstände verwirklicht werden.
Die Effektivität der Schallpegelminderung richtet sich entscheidend nach dem Stufendruckgefälle, welches durch die Konstruktion der Stufenwiderstände vorgegeben wird. Eine Anpassung an bestimmte Betriebsverhältnisse ist deshalb nachträglich kaum möglich. Auch

ίο Fertigungsfehler wirken sich ungünstig aus. Weiter sind solche Konstruktionen oft sehr aufwendig, so daß sie neben hohen Investitionskosten auch viel Wartung erfordern.

Es ist ein Verfahren zu finden, welches die

is geräuscharme Entspannung von Gasen und Dämpfen mit einfachen, wartungsfreundlichen und betriebssicheren Maßnahmen erlaubt, die ohne Schwierigkeiten an die erforderlichen Verfahrens- und schalltec.mischen Bedingungen angepaßt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der im Patenanspruch t angegebene Weise gelöst

Für den Fachmann war es überraschend, daß mit diesem Verfahren eine Pegelsenkung von 3OdB (A) möglich ist Das kommt dadurch zustande, daß in der ersten Strecke nach Aufteilung in Teilströme die potentielle Energie der Strömung entsprechend dem Druckverhältnis in kinetische Energie umgewandelt wird und daß in der zweiten Strecke die kinetische Energie durch Reibung in Wärme überführt wird.

Wesentlich ist dabei, daß in der zweiten Strecke durch die relativ engen Abströmräume die Energieumwandlung intensiviert und schallarm wird. Außerdem bewirken die engen Abströmquerschnitte eine Frequenzerhöhung des Maximums des abgestrahlten SchalI- spektrums. Die zweite Strecke soll nicht dazu dienen, potentielle Energie abzubauen. Weiter ergibt dieses Verfahren eine gute Regelcharakteristik.

Nach einer besonderen Durchführung des Verfahrens wird der Strömungsquerschnitt in der zweiten Strecke

*o um das 1,5—15 fache Produkt aus dem Quotienten Eingangsdruck zu Enddruck mal dem Strömungsquerschnitt der ersten Strecke erweitert

Durch diese Erweiterung des Querschnittes werden die Freistrahlen so abgeführt daß eine Vereinigung der Freistrahlen und damit eine zusätzliche Schallentstehung vermieden wird.

In einer weiteren Durchführung des Verfahrens sind die charakteristischen Abstände der Begrenzungswände der Strömungsquerschnitte in der zweiten Strecke kleiner als die mittlere Wellenlänge des abgestrahlten Schallspektrums. Durch die Einhaltung dieser Bedingungs-Wellenlänge zu charakteristischem Abstand, der u. a. auch in der Strouhal-Zahl enthalten ist — wird erreicht, daß die damit erzielten Impedanzsprünge zu einer Schalldämmung führen.

Bei einer weiteren Durchführung des Verfahrens wird in der ersten Strecke die Entspannung in mehrere Stufen aufgeteilt, was sich besonders bei extrem hohem Druckgefälle als vorteilhaft erwiesen hat

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Geräuschverminderung bei der Drosselung von Dampf- und Gasströmen, bei dem aufgeteilte Ströme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme in einem ersten kurzen Strömungsabschnitt überkritisch entspannt werden, um dann in einem unmittelbar anschließenden zweiten Strömungsabschnitt vielfach aufgeteilt und verlangsamt werden, wobei die Strömungsquerschnitte in dem zweiten Strömungsabschnitt einzeln kleiner sind als in dem ersten Strömungsabschnitt, aber in ihrer Gesamtheit wesentlich größer sind als die Gesamtheit der Strömungsquerschnitte in dem ersten Strömungsabschnitt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Strömungsquerschnitt in dem zweiten Strömungsabschnitt um das !^—!5 fache Produkt aus dem Quotienten Eingangsdruck zu Enddruck mal dem gesamten Strömungsquerschnitt des ersten Strömungsabschnittes erweitert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Abstände der Begrenzungen der Strömungsquerschnitte in der zweiten Strecke kleiner als die mittlere Wellenlänge des abgestrahlten Schallspektrums sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 —3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Entspannung in dem ersten Strömungsabschnitt mehrstufig ist