Tema1:

Fuentesderuido

Tema1.Motoreselctricos

Elruidodeunmotorelctriconosueleserexcesivo,peropuedeprecisarsesucontrol

(porejemplosihubieravariosmotoresenunahabitacin)(p j p )

Losfactoresqueprovocanruidoenunmotorelctricoprovienenfundamentalmentede:

1 Movimiento del aire por el ventilador de refrigeracin Incluye una componente del1. Movimientodelaireporelventiladorderefrigeracin.Incluyeunacomponentedeltonopurodelpasodelabes,ylabandaanchaasociadoalasturbulenciasdelaire.

2 Por las ran ras del rotor abiertas Es n r ido tonal S frec encia es el prod cto de2. Porlasranurasdelrotorabiertas.Esunruidotonal:Sufrecuenciaeselproductodelavelocidaddegirodelrotorporelnmeroderanurasquetenga.Esteruidosepuedeminimizarrellenandolasranuras.p

3. Interaccinmagnticarotorestator.Cambioenladensidaddeflujomagntico,provenientedelrotor.Lafrecuenciadeestacomponentedelruidoeseldobledelap pfrecuenciadelalneadepotencia.

4. Desequilibriosdinmicos.Seevitanajustandoelmotor.q j

5. Ruidodeloscojinetes

Tema1.Motoreselctricos

Haydostiposgeneralesdemotoreselctricosdependiendodecmoserefrigeran

Motores autoventilados, (dripproof, DRPR) se

autorefrigeran induciendo un flujo de aire

desde el exterior del motor y hacindolo

circular por los conductores elctricos.

Motores cerrados con ventilador (totally

enclosed fancooled TEFC) llevan unenclosed fancooled, TEFC), llevan un

ventilador interno que se encarga de la

refrigeracin del motorrefrigeracin del motor

Tema1.Motoreselctricos

Para los motores autoventilados, los niveles de potencia con ponderacin A se pueden

expresar en funcin de la potencia (caballos hp) y la velocidad de rotacin del motor nrp p ( p) y r(rpm):

LW(A)=65dBA (parahp

Tema1.Motoreselctricos

Losnivelesglobalesdepotenciasepuedenestimarapartirdelosvaloresponderados

mediante:

De1hpa250hpLW =LW(A)+1,1De251hpa300hpLW =LW(A)+1,2

De301hpa400hpLW =LW(A)+1,3De401hpa450hpLW =LW(A)+1,5

De451hpenadelanteLW =LW(A)+1,7

ParaconvertirlosvaloresdelosnivelesdepotenciaconponderacinAa nivelesen

bandasdeoctavasseutilizalaexpresin:LW (bandadeoctavas)=LW(A) CF1

Factor de conversin CF1 (dB)FactordeconversinCF1 (dB)Tamaodel

motorFrecuenciacentraldelabandadeoctavas,Hz

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

h1a250hp 16 12 8 4 4 8 12 16

300a400hp 21 15 9 3 3 8 15 22

Ms de 250 hp 19 13 7 3 3 8 14 22Msde250hp 19 13 7 3 3 8 14 22

Tema1.Bombas

Lasbombasnosuelenserfuentesimportantesderuido,cuandooperanencondicionesnormales.

El ruido de las bombas se debe a efectos hidrulicos y a efectos mecnicosElruidodelasbombassedebeaefectoshidrulicosyaefectosmecnicos:cavitacin,fluctuacionesdelapresindelfluido,impactodesuperficiesslidas,desequilibriosdinmicosdelrotor,etc

Engeneral,elruidodeorigenhidrulicoesmsimportantequeelmecnico,exceptoalgndesajustedelrotor.

Elruidodelabombasepuedetransmitiralexterioratravsdelairedelambientequela rodea de las tuberas y de la estructura de soporte de la bombalarodea,delastuberasydelaestructuradesoportedelabomba.

Comoparalosventiladores,losruidosdebidosalasvibracionespuedencorregirseconun aislamiento adecuadounaislamientoadecuado.

Tema1.BombasElniveldepotenciadelruidoenelairedelambientepuedeestimarse(3dB)segn:p p ( ) g

LW =Ko +10log10(hp)Ko esunaconstantedependientedelascondicionesdefuncionamientoytipodebomba:

a)Parabombasfuncionandoa1600rpmoms:Ko =98dBparabombascentrfugasK = 103 dB para bombas de tornilloKo =103dBparabombasdetornilloKo =108dBparabombasdedesplazamiento

b)Parabombastrabajandopordebajode1600rpm:serestan5dBalosvaloresanterioresdeKo.

P t f l i l d t i l b l i l tParatransformarelniveldepotenciaglobalanivelenoctavas:LW (bandadeoctavas)=LW CF2

Frecuenciacentraldelabandadeoctavas,Hz63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

CF2 10 9 9 8 6 9 12 172(dB)

10 9 9 8 6 9 12 17

Tema1.Bombas

Ejemplo

Se emplea un motor elctrico autoventilado de 18 kW para hacer funcionar una bombacentrfuga de 20 hp y que trabaja a 1800 rpm El factor de direccionalidad del sistema escentrfuga de 20 hp y que trabaja a 1800 rpm. El factor de direccionalidad del sistema esQ=4 para todas las frecuencias. El sistema est en un recinto con una constante dehabitacin de 50 m2. Evalese el nivel total de presin sonora a un a 2 m de distancia delsistema.

Motor:La potencia del motor en hp es: hp=(18 kW) (1 3410 hp/kW) = 24 14 hpLapotenciadelmotorenhpes:hp=(18kW)(1,3410hp/kW)=24,14hp

Suniveldepotenciasonoraponderadoes(hp7hp):LW(A)=20log10(hp)+15log10(nr) 3

LW(A)=20log10(24,14)+15log10(1800) 3=73,5dBA

Elniveldepotenciasonoranoponderadoes(De1hpa250hp)LW =LW(A)+1,1

LW =73,5+1,1=74,6dB

Tema1.Bombas

B bBomba:

Elniveldepotenciasonoraes

LW =Ko +10log10(hp)

para bombas centrfugas a 1600 rpm o ms Ko = 98 dBparabombascentrfugasa1600rpmomsKo 98dBLW =98+10log10(20)=98+13=110,0dB

Bomba + motor:Bomba+motor:

LW =10log10(107,46 +1011)=110,0dB

(elruidodelmotoresdespreciablefrentealdelabomba)

Elniveldepotenciasonoraser(espacioscerrados):

p W 10 2

4 QL L 10log ( ) 0,1R 4 r

4 4

p 10 2

4 4L 110,0 10log ( ) 0,1 102,1dB50 4 2

Tema1.Compresores

Aunque hay algunos factores que pueden ser ajustados en el diseo del compresor,como son, por ejemplo,

Las interacciones rotor estatorLas interacciones rotorestatorEspaciado impulsordifusorNmero de pasos de compresin

La velocidad de rotacin del compresor tiene una gran influencia en el ruido generado porla unida:la unida:

La potencia del sonido emitido por un compresor es proporcional a la velocidadde rotacin elevada a una potencia comprendida entre 2 y 5, dependiendo deltipo de compresor.

i l i l di Por eso es preciso alcanzar un compromiso en el diseo:Entre una unidad de baja velocidad, que generalmente requiere un tamao mayor paraun caudal dado, y un compresor trabajando a ms velocidad, ms pequeo, pero msun caudal dado, y un compresor trabajando a ms velocidad, ms pequeo, pero msruidoso.

Tema1.Compresores

El i l d t iElniveldepotenciaes:

Parauncompresorcentrfugo:/ /LW =20log10(hp/hpo)+50log10(Ut/Uo)+81

Parauncompresoraxial: hp:potenciadeentradadelcompresorh 1 h

LW =20log10(hp/hpo)+76hpo =1hp,Ut:velocidaddelextremodelaspalasUo =243,8m/s(800ft/sec)

Para ambos tipos de compresores, el espectro del ruido es de banda ancha, con un picomximo en el nivel de potencia que se corresponde con la frecuencia:

fm=1000(Ut/Uo)parauncompresorcentrfugofm =2Nbnr parauncompresoraxial

Nb :nmerodepalasnr :velocidadderotacindelcompresor

Elniveldepotenciasonoraencadabandadeoctavassepuedecalcularconlaexpresin:LW (bandadeoctavas)=LW CF3

Frecuencia (Hz) f /32 f /16 f /8 f /4 f /2 f 2f 4f 8fFrecuencia(Hz) fm/32 fm/16 fm/8 fm/4 fm/2 fm 2fm 4fm 8fmCF3 (dB) 36 25 18 12 7 4 8 14 21

fm/8,porejemplo,serefierealabandadeoctavasqueincluyelafrecuenciafm/8

Tema1.Compresores

EjemploEjemplo

Un compresor centrfugo tiene un dimetro de palas de 1,20 m y opera a 4800 rpm. Laalimentacin del compresor es 500 kW. El compresor est situado en una habitacin dealimentacin del compresor es 500 kW. El compresor est situado en una habitacin deconstante 1500 m2. El factor de direccionalidad es Q=2.0. Evalese el nivel de presin a ladistancia de 15 m del compresor, y el espectro del nivel de sonido en el mismo punto.

LavelocidaddelextremodelaspalasesUt =nr D(v=r ;=2f)

Ut =nr D=(4800/60)1,2=301,6m/s

Elnivelglobaldepotenciasonoraparauncompresorcentrfugoes:LW =20log10(hp/hpo)+50log10(Ut/Uo)+81

LW =20log10(500/0,7457)+50log10(301,6/243,8)+81=142,1dB

Enunrecintocerrado,elniveldepresinsonora:

p W 10 2

4 QL L 10log ( ) 0,1R 4 r

R 4 rp 10 2

4 2L 142,1 10log ( ) 0,1 142,1 24,7 0,1 117,5dB1500 4 15

Tema1.CompresoresElpicodelespectrodelnivelderuidoocurrealafrecuencia:Compresorcentrfugofm=1000(Ut/Uo)

fm=1000(301,6/243,8)=1237Hz

Estafrecuenciaestenlabandadeoctavasde1000Hz(7071414Hz),porlotantoelniveldepotenciasonoraenlabandadeoctavasde1000Hzestadadopor

Frecuencia (Hz) f /32 f /16 f /8 f /4 f /2 f 2f 4f 8f

L (b d d t ) 142 1 4 138 1 dB

Frecuencia(Hz) fm/32 fm/16 fm/8 fm/4 fm/2 fm 2fm 4fm 8fmCF3 (dB) 36 25 18 12 7 4 8 14 21

fm/8,porejemplo,serefierealabandadeoctavasqueincluyelafrecuenciafm/8

4 QL L 10log ( ) 0 1

LW (bandadeoctava)=142,1 4=138,1dB

Elniveldepresinparalabandade1000Hz

p W 10 2L L 10log ( ) 0,1R 4 r

Lp (bandadeoctava)=138,1 24,7+0,1=113,5dB

Paraelrestodeoctavas:

Frecuenciacentraldelabandadeoctavas,Hz63 125 250 500 1000 2000 4000 800063 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Lp (bandaoctava),dB

92,5 99,5 105,5 110,5 113,5 109,5 103,5 96,5

Tema1.Compresores