AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE SILENCIADORES REACTIVOS. EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO. PARTE I. / Automatic Design of Reactive Mufflers: Performance Analysis. Part I

Resumen

El crecimiento urbano descontrolado viene acompañado de un inadecuado incremento en el tránsito automotriz y en laactividad industrial generándose así contaminación por ruido, la cual provoca importantes daños al ser humano, tantofisiológicos como psicológicos. De allí la necesidad de desarrollar dispositivos que disminuyan los niveles de ruido, comopor ejemplo los silenciadores, los cuales están específicamente diseñados con la intención de reducir la transmisión desonido hacia un lugar en específico. Según su principio de funcionamiento, los silenciadores se dividen en disipativos yreactivos, siendo éstos últimos de gran aplicación en la reducción de la contaminación sónica para sistemas que involucranflujo de gas con partículas. El diseño de silenciadores reactivos es un proceso largo e iterativo, por lo que en la primeraparte de este trabajo se propone la automatización del diseño a través del desarrollo de una herramienta computacionalversátil y rápida (PADSA), la cual será posteriormente utilizada para realizar un análisis del desempeño de los silenciadoresreactivos de cámara simple, quedando para la segunda parte del trabajo el análisis de los silenciadores de cámara doble.PADSA provee una interfaz amigable y propuestas de diseño para el ingeniero sin gran experticia en el área, y a su vez, esútil para modificar valores en los parámetros del silenciador y estudiar su desempeño. A partir del análisis de los parámetros,se logró concluir que el aumento de la relación de áreas (m) provoca un aumento en la magnitud de las pérdidas portransmisión, sin modificar la frecuencia de ocurrencia de los máximos y mínimos, en tanto que, la variación de la longitud dela cámara modifica la frecuencia de ocurrencia de máximos y mínimos, sin alterar sus magnitudes. Otra conclusión a resaltares la posibilidad de optimizar la escogencia de la longitud del silenciador tal que se garanticen máximas pérdidas conmínimas longitudes. Finalmente, un aumento en la temperatura de operación produce un desfasaje en el gráfico de pérdidaspor transmisión, lo cual compromete seriamente el desempeño del equipo.

ABSTRACT

Uncontrolled urban development has led to a considerable increase in noise pollution, mainly caused by automobile trafficand industrial activity. This pollution impacts negativey on human beings both physiologically as well as psychologically.Several solutions to the problem of reducing noise levels have included mufflers, which can be absorptive and reactive,according to their working principles. In this study, the design of reactive mufflers, which are commonly used to reduce thenoise contamination of systems that involve gas flow, is studied. This design process is relatively large and iterative;therefore, in the first part of this work, a computational tool to carry out that calculus is developed. This tool, namedPADSA, is user friendly and was used to analyze and concluded about the simple chamber muffler perform, leaving to thesecond part of this work the analysis for the double chamber mufflers. As some of these conclusions, the followings canbe mentioned. An area relationship increase causes a transmission losses rise, with no change on the frequency occurrenceof the maximum and minimum values. A chamber longitude increase modifies the frequency occurrence of the maximum andminimum values with no modification of the transmission losses magnitude. The muffler longitudes can be optimizing in order to achieve maximum losses with minimal longitudes. Finally, a temperature increase produce a phase modification inthe transmission losses curve, which affect the muffler perform.Keywords: Mufflers, Reactive, Automatic design, Sensitivity, Noise contamination.