Введение
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ АКУСТИЧЕСКОГО
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКЕ
МЕТАЛЛОВ И СПЕЦИФИКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМА
ПЛАЗМОТРОНОВ ...14
1.1. Перспективы использования и область применения плазменного оборудования в технологии обработки металлов 14
1.2. Причины возникновения и основные источники акустических загрязнений в «Системе человек-машина» 21
1.3. Медико-биологическая оценка акустических загрязнений при использовании плазменных технологий и их влияние на организм человека 28
1.4. Анализ методов исследований и путей борьбы с акустическими загрязнениями при плазменной обработке металлов 31
1.5. Постановка задачи исследования 36
2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ЭКСПЕРИМЕНТ АЛЬНЬК МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКА АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ШУМА ПРИ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ 38
2.1. Методологический подход к исследованию аэродинамического шума плазменного оборудования. Требования к комплексу экспериментальных методов исследования 38
2.2. Методы исследования акустических характеристик плазменного оборудования в «Системе человек-машина» 43
2.2.1. Метод исследования акустических характеристик плазменного оборудования в режиме реального процесса 43
2.2.2. Метод исследования резонансных акустических явлений в условиях диффузного звукового поля 58
2.2.3. Метод исследования характеристик направленности излучения АШ плазмотрона в условиях свободного звукового поля 67
2.2.4. Метод исследования и сравнительной оценки эффективности защитных устройств в режиме реального процесса 79
2.3. Метод разделения источников аэродинамического шума
в «Системе плазмотрон-материал» и определение их энергетичес
кого соотношения 82
2.4. Медико-биологическая оценка воздействия спектральных характеристик аэродинамического шума при плазменной обработке металлов 92
Выводы по главе 96
3 .ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА ГЕНЕРАЦИИ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ШУМА ПЛАЗМОТРОНА 98
3.1. Основные источники аэродинамического шума струи плазмотрона, природа возникновения и распространения звуковых колебаний 98
3.2. Физическая модель генерации звука и расчет акустических характеристик плазмотрона в нормируемом диапазоне слышимых частот 106
3.3. Физическая модель генерации звука и расчет акустических характеристик плазмотронов в нормируемом диапазоне ультразвуковых частот 119
3.4. Экспериментальная проверка основных теоретических положений и методов расчета акустических характеристик аэродинамического шума плазмотрона 127
3.5. Влияние температуры на процесс шумообразования в плазмотроне 135
Выводы по главе 138
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ БОРЬБЫ С АЭРОДИНАМИ ЧЕСКИМ ШУМОМ ПЛАЗМОТРОНА В ИСТОЧНИКЕ ЕГО ОБРАЗОВ АНИЯ И ПРОВЕРКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ 140
4.1. Научные основы процесса возникновения и распространения звука в канале переменного сечения плазмотрона 140
4.2. Основные направления проектирования газовоздушных трактов плазмотронов 150
4.3. Проектирование газовоздушного тракта плазмотрона с постоянной площадью проходного сечения 157
4.4. Проектирование газовоздушного тракта с линейным изменением (уменьшением) площади проходного сечения 162
4.5. Комбинированная схема проектирования газовоздушного тракта плазмотрона 166
4.6. Исследование влияния формы и размеров катода на аэродинами ческий шум плазмотрона . 169
Выводы по главе 173
5. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ БОРЬБЫ С АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ ШУМОМ ПЛАЗМОТРОНА НА ПУТИ ЕГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ ИСТОЧНИКА 174
5.1. Разработка средств снижения аэродинамического шума плазмо
трона методом звукопоглощения 174
5.1.1. Акустическая классификация плазмотронов и методика проектирования звукопоглощающих защитных устройств (ЗПЗУ) 174
5.1.2. Исследование эффективности звукопоглощающих элементов (ЗПЭл) для плазмотронов прямого действия 181
5.1.3. Исследование эффективности звукопоглощающих экранов (ЗПЭк) для плазмотронов косвенного действия .....185
5.2. Разработка средств снижения аэродинамического шума плазмотрона методом звукоизоляции 191
5.3. Исследование влияния положения защитного устройства на спектральные характеристики аэродинамического шума плазмотрона 206
Выводы по главе 212
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В БОРЬБЕ С АКУСТИЧЕСКИМИ ЗАГРЯЗНЕНИЯМИ ПРИ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ 213
6.1. Разработка и исследование конструкции плазмотрона с пониженной
звуковой мощностью І 213
6.1.1. Исследование влияния конструкции ГВТ на эксплуатационные характеристики плазмотрона 213
6.1.2. Расчет интенсивности конвективного теплообмена при охлаждении катода. Методика расчета коэффициента теплоотдачи 218
6.1.3. Сравнительные испытания и исследования стойкости катодов 221
6.1.4. Пример расчета конструктивных элементов плазмотрона 224
6.2. Разработка и исследования конструкции защитного устройства 229
6.2.1. Исследование звукопоглощающих свойств материалов 229
6.2.2. Разработка устройства для создания гидродинамического кольцевого струйного экрана (ГКСЭ) 234
6.3. Разработка технического задания на проектирование системы обеспечения нормируемых параметров при плазменной резке металлов 236
6.4. Расчет ожидаемой социально-экономической эффективности от внедрения плазмотрона с пониженной звуковой мощностью и звукопоглощающего защитного устройства 252
Выводы по главе 261
Общие выводы и результаты работы 262
ЛИТЕРАТУРА 265
ПРИЛОЖЕНИЯ 275
