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Predicciones de Niveles de Presión - Monografía



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



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.

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D: 5565.gif  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
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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.

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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

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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

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

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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:

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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


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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.

5574.gif

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 Autor:

Mauricio Rodrigo Castro Valdivia





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