소음·진동방지및저감기술webbook.me.go.kr/dli-file/091/011/5504373.pdf · 제 출 문...

소 진동 지 감·

Noise and vibration reduction technology

고 량 체 계용 고 능 소 개

Development of highly efficient silencerfor high-volume fluid machinery

마이크 에스엔 이 트 주( )

경 부

종보고 결본( )112-081-011

출

경부장 귀

본 보고 를 고 량 체 계용 고 능 소 개 과 탁과“ ” ( “

공명 고 능 소 개 ”) 종보고 출합니다.

월 일2011 02 28

주 연구 명 마이크 에스엔 이 트 주: ( )

연구 임자 이 종:

연 구 원 이 해:

경:〃

탁연구 명 국 계연구원:

탁연구 임자 :

보고 록

사업명 차 핵심환경 개 사업 분류 (실용공공원천 획, , , )

연구과 명 고 량 체 계용 고 능 소 개

최종 과품 고 량 체 계용 고 능 소

행

주( )

업 명( )마이크로에스엔 이콘트롤 주( ) 립일 1998.06.25

주소 역시 구 용산동 547-1

표자

장( )안 경 연락처 042-931-8448

페이지 www.microsv.com 스 042-933-8448

연구과

개요

주 연구책임자 이종 소속부 부 연구소E-mail

042-931-8449

[email protected]

실 담당자 이종E-mail

042-931-8449

[email protected]

참여 업 마이크로에스엔 이콘트롤 주( )

사업

천원( )

부출연민간부담

합계

385,000 50,020 82,980 518,000

연구 간 2008.04.01~ 2011.02.28 (3 )

연구개

결과

최종목표

고 량 체 계용 고 능 소 개-

량( : 3,000 m3 이상 소 감량 이상/hr , : 25 dB )

고 능 소 계 보-

소 능 평가 법 립-

개 내용

결과

고 능 소 계 법 개-

고 능 소 개 한 계 법론 립◦

개 구 요소에 한 이론 립 해 모듈 개41◦

계 해 통합 개S/W◦

흡 공명 소 개-

주 역의 능 향상 한 흡 공명 어 이 개◦

목표 주 역에 이상의 능 향상7 dB◦

능평가 시스템 개 구축-

국 규격 에 부합하는 시스템 개 구축(ISO7235)◦

능 검증 품질 향상에 여◦

고 량 체 계용 고 능 소 개-

상용 연구를 통한 고◦ 능 소 개 실 매출 여

개 의

특징장․

존 품 개 내구 향상 한 내부 계 개- :

신 품 개 흡 공명 를 활용한 고 능 소 개- :

소 트웨어 소 능 해 개- : S/W

효과

(

경 효과)

면-

공명 소 계 작 보◦

산업용 소 해 평가 개◦

동 압이 고 소 능 평가 시스템 구축◦

개 단계에 의 고 능 소 계 보◦

경 산업 면- .

개 용 감 고 능의 소 조를 통한 핵심부◦

품의 국 경쟁 보

고품질의 체 계에 요구 는 고 능 소 보◦

용분야

보 압축 를 롯한 국내 외 체 계 품 조업체- /

랜트 건 업체 산업용 계 생산업체-

조회사-

과학

과

특허

국내 출원 건3

국외 -

논

게재

SCI -

SCI 표 건 게재 건1 / 1

타

사업

과

매출액

개 후 재 지 억원4

향후 간 매출3 억원20

시장

규모

재의 시장규모국내 억원: 175

계 억원: 3,600

향후 상 는 시장규모(3 )국내 억원: 200

계 억원: 4,200

시장개 후 재 지

국내 : 2.3 %

계 : - %

향후 3국내 : 10.0 %

계 : 1.0 %

계시장

경쟁재 품 계시장 경쟁 - ( - %)

후 품 계시장 경쟁3 - ( 1.0 %)

목

장1 ··············································································································1

연구개 요 요1 . ·····························································································1

연구개 국내외 황2 . ·······································································································5

연구개 상 별3 . ·······························································································7

장 연구개 목 내용2 ··········································································9

연구 종목1 . ······················································································································9

연도별 연구개 목 평가 법2 . ············································································10

연도별 추진체계3 . ···················································································································12

장 연구개 결과 용계획3 ····································································13

연구개 결과 토1 . ·······································································································13

연구개 결과 요약2 . ·············································································································16

계 소 특 분2.1. ························································································16

소 능 평가 시스 개 본요소 계 법 개2.2. : ·················42

소 능 평가 시스 개 개2.3. : S/W ·········································76

향공명 개2.4. ························································································86

소 능평가 시스2.5. ························································································98

공명 를 이용 고 능 소 개2.6. ····················································130

소 내구 평가2.7. ·····························································································141

연도별 연구개 목 달 도3 . ······················································································147

연도별 연구 과 논 특허 등4 . ( )․ ·····················································································148

분야 여도5 . ··························································································148

연구개 결과 용계획6 . ······························································································148

장 고 헌4 ··································································································149

부 ····················································································································151

그림 목

그림 고용량 압축1.1 ···························································································································1

그림 작동원리에 른 가지 소1.2 ·················································································2

그림 소 본 구조 본 계 개1.3 ·······························································3

그림 공명 소 본 구조 소 감 능 개요도1.4 ·················································4

그림 고압 체에 소 내부 손1.5 ·············································································4

그림 고용량 압축 용 소 량1.6 ( 3,000 m3

소 감쇠량/hr, 15 dB) ····························6

그림 공명 고 능 소 계 개2.1 ·················································································9

그림 소 능 시험장 개략도 시2.2 ( : ISO 7235) ························································10

그림 고용량 보 압축 토출 소 결과3.1 ··································································17

그림 고용량 보압축 토출 소 스펙트럼3.2 ······································································18

그림 펌 소 결과3.3 ············································································································19

그림 펌 출 에 소 벨3.4 ································································································20

그림 펌 소 결과3.5 (Overall Level) ····················································21

그림 펌 소 결과3.6 (Spectrum)····························································23

그림 송풍 소 결과3.7 ················································································24

그림 송풍 소 결과3.8 (Overall Level) ················································25

그림 송풍 소 결과3.9 (Spectrum) ························································26

그림 냉동 소 결과3.10 ······································································································27

그림 냉동 출 에 소 벨3.11 ················································································28

그림 냉동 소 결과3.12 (Overall) ··························································29

그림 냉동 소 결과3.13 (Spectrum)·····················································30

그림 보일러 소 결과3.14 ············································································31

그림 보일러 소 결과3.15 (Overall) ··························································32

그림 보일러 소 결과3.16 (Spectrum)·····················································33

그림 냉각탑 소 결과3.17 ··············································································34

그림 냉각탑 소 결과3.18 (Overall) ··························································36

그림 냉각탑 소 결과3.19 (Spectrum)·····················································37

그림 공조 소 결과3.20 (Overall) ····························································39

그림 공조 소 결과3.21 (Spectrum)·····················································41

그림 소 본 계 개3.22 ··································································································42

그림 일 향 달계 요소3.23 ····································································································43

그림 직 요소3.24 ······························································································································44

그림 단 장 축소 축소 장3.25 / (a) , (b) ·····································································44

그림 헬름 쯔 공명 공명 공명3.26 (a) , (b) Side-branch , (c) Hole-cavity ······46

그림 공명 가 없는 경우3.27 (a) Extended outlet, (b) Extended inlet, (c) Reversal

expansion, (d) Reversal contraction ·····································································47

그림 공명 가 있는 경우3.28 (a) Extended outlet, (b) Extended inlet, (c) Reversal

expansion, (d) Reversal contraction ·····································································48

그림 역 소3.29 (a) Long inlet-Short outlet, (b) Short inlet-Long outlet ····50

그림 공명 가 있는 경우 역 소3.30 . (a) Long inlet-Short outlet, (b) Short

inlet-Long outlet ·············································································································50

그림 면 입 출구 면 입구 소 면 출구 소3.31 / . (a) , (b) ·································51

그림 면 입 출구3.32 / . (a) Side-in / Straight-out, (b) Straight-in / Side-out, (c)

Side-in/Side-out ············································································································52

그림 3.33 Conical-Tube. (a) Hyper tube, (b) Conical Tube ············································53

그림 타공 요소 일 태3.34 ··································································································54

그림 3.35 Concentric-tube Element ·····························································································56

그림 타공 요소3.36 (a) Cross-flow Expansion Element. (b) Cross-flow Contraction

Element ·······························································································································57

그림 타공 요소3.37 (a) Reverse-flow Expansion Element, (b) Reverse-flow Contr

-action Element ··············································································································58

그림 곡3.38 () ····························································································································59

그림 3.39 Absorption lining ··············································································································60

그림 3.40 ······························································································································61

그림 소 능 그램 주 면3.41 ················································································81

그림 소 능 그램 소 요소 택3.42 : ··························································81

그림 각 요소별 해 변 입 면3.43 ······················································································82

그림 실행 결과3.44 VIEW ··········································································································82

그림 일 해 변 입 면3.45 ································································································83

그림 해 결과3.46 ························································································································83

그림 소 장 후 소 벨3.47 / ············································································84

그림 해 보고 엑 출3.48 ( ) ····························································································85

그림 헬름 쯔 공명 일 인 상 원 진동계 상사모델3.49 1 ·······················86

그림 벽면에 단일 공명 에 입구거동 원 진동계 상사3.50 1 ···················86

그림 직입사 계 장 개략도 임 스 튜 사진3.51 ····································88

그림 직입사 계 용 시편 단면 사진3.52 ························································88

그림 단일주 공명 능 결과3.53 ················································································89

그림 동 도 임 스 개 도3.54 - ························································································90

그림 동 도를 고 향공명 시험장3.55 ······························································91

그림 심주 가변 향공명 개 도3.56 ··········································································92

그림 향 공명 에 른 압스펙트럼 변 상 후공 이3.57 ( , = 200 mm,

목 이 = 30 mm)············································································································92

그림 도에 른 공명 심주 변 심주 상3.58 . ( ) = 83.4 Hz ·····93

그림 도에 른 공명 심주 변 심주 상3.59 . ( ) = 122.2 Hz ···93

그림 공명 열 에 른 직입사 계 시편 공명 목 이3.60 . (1) 26 mm,

(2) 31 mm, (3) 36 mm, (4) 42 mm. ····································································94

그림 열 변 에 른 직입사 계 결과 결과3.61 . (Case 1) 94

그림 열 변 에 른 직입사 계 결과 결과3.62 . (Case 2) 95

그림 랜 입사 계 다른 공명주 를 가진 공명 열 시3.63

편 공명 개 는 개 단 개 는 개 그림에( 18×36 , 72 . lc 나

열 는 공명 번부 번 지 임1 9 )··························································96

그림 다른 공명주 를 가진 공명 열 랜 입사 계 결과3.64 . ···········97

그림 소 능 시스3.65 (ISO 7235) ·········································································98

그림 향가진장 내 재3.66 (ISO 7235) ······························································101

그림 소 내부 스 커 열3.67 chamber (ISO 7235) ·······················································101

그림 연결용 트 면 에 른 소 요구 이3.68 (ISO 7235) ································102

그림 압 장 토 압 튜 리 스 벤 리 노즐3.69 , (a) , (b) , (c) ·········102

그림 삽입손실 시 마이크 폰3.70 (ISO 7235) ······················································103

그림 소 능 시스3.71 ·································································································104

그림 개요도 사진3.72 FAN ······································································································105

그림 량 생부 향가진 버 개요도 작 사진3.73 / ······················································106

그림 압 시스 구동3.74 S/W·····························································································107

그림 3.75 Turbulence screen ········································································································107

그림 소 거 능3.76 Turbulence (B&K Data) ·····················································108

그림 속계 개요도3.77 ···················································································································108

그림 압 계3.78 (CP300 Series) ································································································109

그림 사단 계도3.79 ···············································································································110

그림 사단 작 사진3.80 ·········································································································110

그림 용 트 작 사진 후단3.81 ( / ) ················································································111

그림 시스 소 계 도면 작 사진3.82 ·····································································112

그림 향 생장 개 도3.83 (ISO 7235) ··································································112

그림 향 생 장 작 도면3.84 ·····························································································113

그림 향 생 장 작 사진 자재 포함3.85 (S/W )·········································113

그림 소 능 시스 개요도3.86 ···················································································114

그림 소 능 시스3.87 ·································································································114

그림 사단 사계3.88 ·······································································································116

그림 시험용 소 를 우회 는 향 달 경3.89 ·································································116

그림 우회 경 소 시험 결과3.90 ···················································································117

그림 우회소 과 소 달소 이3.91 ···········································································117

그림 속에 른 압 손실3.92 ·····································································································118

그림 트 사용시 동소 과 스 커 소3.93 Substitution ······································118

그림 타공 요소 상 작 도면3.94 ·························································································119

그림 요소 타공 사양3.95 : ······························································································120

그림 요소 도면3.96 ···············································································120

그림 타공 요소 사양별 소 감 능 해 결과 개구 에 른 변3.97 ( ,

속 해 결과 결과= 0 m/sec). (a) , (b) ················································121


속 해 결과 결과= 10 m/sec). (a) , (b) ··············································121


속 해 결과 결과= 20 m/sec). (a) , (b) ··············································121

그림 타공 요소 사양별 소 감 능 해 결과 타공 직경에 른3.100 (

변 속 해 결과 결과, = 0 m/sec). (a) , (b) ···································122


변 속 해 결과 결과, = 10 m/sec). (a) , (b) ·································122


변 속 해 결과 결과, = 20 m/sec). (a) , (b) ·································122

그림 과 단 소 감 능 속 해 결과3.103 ( = 0m/sec). (a) ,

결과(b) ·················································································································124

그림 소 상 내부 구조3.104 . (a) TYPE A, (b) TYPE B···································125

그림 속에 른 소 삽입손실 결과3.105 . (a) TYPE A, (b) TYPE B·······126

그림 속에 른 소 압 손실 결과3.106 . (a) TYPE A, (b) TYPE B·······127

그림 소 용 공명 계 안3.107 ·····························································································130

그림 소 용 공명 계도 계안3.108 ( #1, 125 Hz band) ········································131

그림 소 용 공명 계도 계안3.109 ( #2, 125 Hz band) ········································131

그림 소 용 공명 계도 계안3.110 ( #2, 63 Hz band) ··········································131

그림 공명 잔향실 능시험 모습3.111 ···········································································132

그림 공명 능 해 결과3.112 ·························································································132

그림 공명 능 결과3.113 ·························································································132

그림 공명 소 계도 계안 입 출구 별도3.114 ( #1, 125 Hz band, / ) ·········133

그림 공명 소 계도 계안 입 출구 별도3.115 ( #2, 125 Hz band, / ) ·········133

그림 공명 소 능평가를 소 상3.116 ·······································134

그림 소 내부 공명 장 모습3.117 ···················································································134

그림 공명 소 삽입손실 속 속 속3.118 . (a) : 0 m/s, (b) : 7.8 m/s, (c) :

속 속 속15.6 m/s, (d) : 23.4 m/s, (e) : 31.3 m/s, (f) : 39.0 m/s.

단 속 입구 면 보 임( , .) ·············································································135

그림 공명 효과에 삽입손실 변 량 속 속3.119 . (a) : 0 m/s, (b) : 7.8 m/s,

속 속 속 속(c) : 15.6 m/s, (d) : 23.4 m/s, (e) : 31.3 m/s, (f) :

단 속 입구 면 보 임39.0 m/s. ( , .) ························································137

그림 소 압 결과3.120 . (a) Type 1, (b) Type 2, (c) Type 3, (d) Type 4,

(e) Type 5, (f) Type 6, (g) Type 7, (h) Type 8 ······································140

그림 진사 품 주 생산 품3.121 ·········································································142

그림 량 시험 회 도3.122 ·································································································143

그림 소 감 능 회 도3.123 ·············································································143

그림 소3.124 ···············································································································143

그림 굽힘 강도 시험3.125 ···············································································································144

그림 명 시험 개요도3.126 ···········································································································144

그림 주 시편3.127 1 ··························································································145

그림 주 시편3.128 2 ··························································································146

그림 해외 시편3.129 ·······································································································146

시장규모1.1 ·········································································································································5

연구개 량 목2.1 ·············································································································9

보압축 주요 토출 사양3.1 ································································································16

3.2 Correction terms associated with pumps (dB) [4] ·················································19

소 에 사용 주요 펌 사양3.3 ····················································································20

3.4 Correction terms associated with pumps (dB) ··························································21

3.5 Correction terms associated with fans (dB) [4] ······················································24

소 에 사용 송풍 주요 사양3.6 ················································································24

3.7 Correction terms associated with fans (dB) ······························································25

3.8 Octave band adjustments for baseline level of chillers (dB) ······························27

소 에 사용 냉동 주요 사양3.9 ··················································································28

3.10 Correction terms associated with chillers (dB) ······················································29

3.11 Octave band sound pressure level for boiler and steam equipment(dB) [4] ····30

3.12 Octave band adjustments - Boiler airborne source level (dB) [5] ··············31

소 에 사용 보일러 주요 사양3.13 ··············································································31

3.14 Correction terms associated with boilers (dB) ·······················································32

3.15 Octave band adjustments for baseline level of cooling tower (dB) ··············34

소 에 사용 냉각탑 주요 사양3.16 ················································································35

3.17 Correction terms associated with cooling towers (dB) ·······································35

소 공조 주요 사양3.18 ····················································································38

3.19 Correction terms associated with AHUs (dB) ························································38

장 삽입 태에 른 상 값3.20 ··········································································47

원 직 소 감량3.21 (dB/m)······················································································62

사각 직 소 감량3.22 (dB/m)··················································································62

재 께에 른3.23 ··································································································64

어진 원 소 감량3.24 (dB) ···················································································65

삽입손실 산 계3.25 ················································································65

주 에 른 값 변3.26 A ·····································································································70

소 요소 요약3.27 ····················································································································76

계 목 사양3.28 ·····················································································································100

를 이용 압 시 간격3.29 Manometer ···················································103

검증 요소 계 타공 요소 타공 사양3.30 : ··························································119

검증 요소 계 요소 타공 사양3.31 : ······················································120

타공 요소 타공사양 속에 른 생 압3.32 (mmAq) ·································123

속에 른 요소 소 감 능 생 압3.33 ···········································123

속에 른 과 단 생 압3.34 (mmAq) ·································124

속에 른 소 삽입손실 결과3.35 TYPE A ···················································128

속에 른 소 삽입손실 결과3.36 TYPE B ···················································128

속에 른 소 압 손실 결과3.37 ·······································································129

속에 른 소 삽입손실에 소 감량 산출3.38 TYPE A ·························129

속에 른 소 삽입손실에 소 감량 산출3.39 TYPE B ·························129

공명 효과 인 소 별 조합3.40 ·····························································136

공명 장 시 량에 른 소 삽입손실3.41 (ISO 7235) ································138

일 소 공명 소 소 감량3.42 (ISO 7235) ····················138

소 압 손실 결과3.43 (ISO 7235) ······································································140

일 소 공명 소 압 손실3.44 (ISO 7235) ····························140

소 내구 시험항목 국 규격 검토 결과3.45 ·········································141

소 내구 평가 항목 내용3.46 ···················································································141

사양3.47 ·······························································································································142

소 내구 평가 결과3.48 ···································································································145

장1

연구개 요 요1 ( )

경 산업 면1.1 ․

근 들어 소 에 경 해 가 증폭 고 있 며 이에 라 계 에 소,

도 시를 여 경 조 도들이 마 고 있는 추 이다 편. ,

계 고 추 에 맞추어 능뿐만 아니라 부가 인 품질 특히 소 여부가 계 품,

질 경쟁 에 큰 향 미 고 있 며 구매자에 라 품 택에 주요 이 고 있다, .

이에 라 소 에 요 소 감장 들이 요 고 특히 사용자 면에 가장 가 운,

공 구에 는 소 개 이 실 다/ .

근 들어 체 계 압축 송풍 등 엔진 계 고출 고용량 추( , ) /

에 있 나 그에 라 생 소 이 증가 고 있는 실 이다 이에 소 에, .

요구 조건이 강 에 라 량 고 능 소 계 개 이 실히 요구/

고 있다.

그림 고용량 압축1.1. .

이 소 는 자동 용 소 는 다르게 외국 품 계변경 없

이 그 사용 는 경우가 부분이었 며 근 국내 소 업체를 심 체 계용 소,

가 일부 공 고 있 나 근래에 이르러 체 계 고출 고용량 면 이에 른, /

소 에 요구 능이 강 어 새 운 계 법과 능평가를 연구개 이

실 실 이다 특히 과거에는 체 계 품 업체가 소 계를 주요. ,

를 주고 도입 거나 일부 계변경 후 단 작만 청업체에 존 나Royalty ,

근에는 요 능 만족 소 계 평가를 소 작업체가 도 요구

고 있다 라 고용량 고효 소 국내 자립 해외진출 해 는 산업용 소. , /

생산 업체 개 이 요구 며 향후 작업체 소 계 평가 탕,

고 능 소 개 이 보 면 품 작업체 인 계를 지

있 리라 다.

면1.2

고 량 계 경우 매우 큰 압 이 생 여 소 내구 이 보장 어야 지만 이는,

소 감 능과 상충 므 이에 계 법이 마 어야 다 특히 엔진. ,

계는 300 ~ 400o

고 가스가 고속 내부를 통과 다C , 30~40 m/sec .

구 소 체 계 가 열리면 압 외부 출 생 는 맥동소

과 계 가스 름이 토출 생 는 소(Pulsating Noise) , (Flow noise)

나 있 며 십 주 분 포함 고 고 고속 동과 함, Hz ~ kHz , /

께 토출 어 소 어 쉽지 않다 특히 소 감 목 사용 는 소 는. ,

소 압 소 크 량 견고 내구 보 편 등 다양(Back pressure), , ,

능 동시에 충족시 야 므 도 속 등 고 체계 인 소 계 능 평, ,

가 법 개 이 요 다고 있다 특히 근에는 고출 체 계가 각종 산업 장에. ,

운용 에 라 토출 소 이 커지고 있 며 소 에 요구 조건이,

강 에 라 량 고 능 소 계 개 이 실히 요구 고 있다/ .

편 소 는 작동원리에 라 그림 같이 사 사 소실, 1.2 (Reactive),

소실 는 나 있 며 소 감 목(Reactive-Resistive), (Resistive Absorptive) ,

에 라 알맞게 택해야 다. [1]

그림 작동원리에 른 가지 소1.2. .

일 사 소 는 면 변 등 통해 생 임 스 부 합

에 해 소 원에 출 향에 지를 소 원 향 사시킴(Impedance mismatch)

써 소 감쇠를 얻는다 사 소 는 일 주 주 역에 효.

과 인 소 감 이룰 있 며 임 스 부 합 태에 라 그 작동 주 가 해진

다.

편 소실 소 는 벽면에 재를 사용 여 향에 지를 열 에 지 소산시,

키는 법 이용 다 이러 구조 소 감쇠량 일 재 께 이에.

며 주 는 재 께 후재에 라 결 며 작동원리상 주 고주, ,

역에 효과 인 소 감 효과를 얻 있다 사 소실 소 는 주어진 공간.

타 조건 등 만족 해 앞에 언 가지 태 소 를 조합 여 사

용 는 법 보편 가장 리 사용 고 있다, .

일 고속 체가 통과 는 소 경우에는 압 소 고 소

생 이 해 변경 소 후 재를 사용 여 소 감 는 것이

람직 나 이 경우 주 역 맥동 어가 쉽지 않 므 그림 조 주, ( 1.3 )

감 면 변 공명 계가 는 것이(Acoustic resonator)

요 다.

그림 소 본 구조 본 계 개1.3. .

특히 다 공명 를 사용 경우 주 역에 뛰어난 소 감 능 나타내,

고 있어 소 내부에 극 용 있는 계 법 개 이 요구 고,

있다 그림 조 특히 주 소 감 공명 를 계 면 재.( 1.4 ) ,

소 이를 일 있 며 이 부 소 작 원가 량 감이 가능 므

용 소 계 신 변 를 꾀 있다.

다양 계 요구사항 만족 는 고 능 소 원천 개 엔진 출

향상시킬 있 며 고속 고효 고 능 고 있는 체 계 품질, , , ,

향상 시킬 있는 핵심 고부가가 체 계 있 리라,

다.

그림 공명 소 본 구조 소 감 능 개요도1.4. .

일 고 량 계 경우 매우 큰 압 이 생 여 소 내구 이 보장 어야

지만 이는 소 감 능과 상충 므 이에 계 법이 마 어야 다 소, .

가 소 감 능 갖 라도 이에 상 는 내구 신뢰 보 지 못 면

소 가 역 지 못 다 라 소 계 불어 이러 내구 계가 요 다. , .

그림 고압 체에 소 내부 손1.5. .

연구개 국내외 황2 ․

해외 개 동향시장2.1 ․

계 인 주요 소 작사들 소 개 간 단축 능 향상 목 ,

이 계 단계에 소 능 는 연구 개 에 주 고 있다 럽prototype .

경우에도 과거에는 엔진 체 계등 생산 는 품 작업체들이 계 계

평가를 주요 자신들이 보 고 단 작만 청업체에 존 나 재는,

소 개 주요 계 평가 소 작업체가 보 고 있 며 이 인해,

보다 등 에 계를 지 고 있다 이러 에 국내 소 작사들 소.

계 그 평가 개 보 는 것이 시 다고 있다 국외 경/ .

우 량용 미국 가 자동 회사 함께 량용 소 계Tenneco Arvin-Meritor

작 주도 고 있 며 용 엔진 소 산업용 랜트용 포함 경우, ( )

Universal silencer(USA), Higgott Kane, Industrial Noise Controls LTD.(Canada), JTK

등에 소 를 개 작Power Oy(Finland), Fluid Kinetics Corporation (Canada) /

고 있다 특히 공 압축 고 추 에 라 사에 는 용. , Atlas-Copco, Cooper, Elliot

소 가 구 압축 를 상용 여 매 고 있다 그러나 부분 산업용 소. ,

경우 재 격벽 구 단 소 태를 사용 여 크 량이 매우 크다.

라 소 주 능 향상 목 량 공명 소 를 개 경,

우 계 인 산업용 소 분야에 우 를 있 것 다.

◦ 주시장 국가 는 지역 국 국 일본 럽( ) , , ,：

◦ 시장규모

시장규모1.1. .

구 분 재 시장규모(2006 )

상 시장규모(2010 )

계 시 장 규 모 억원964.3 억원1118.5

국 시 장 규 모 억원46.5 억원53.9

보압축 만 시장 규모 보압축 시장보고* (I&S Consulting

보압축 생산업체별 조 소 가('05), ‘06 Annual Report )

지 는 액 가 함 시장 장 가 함5% . ( 3% )

국내 개 동향시장2.2 ․

국내 경우 소업체를 심 산업용 소 가 작 고 있 나 조 소를 포함,

품 작업체가 공 도면 탕 계 변경만 행 고 있 며 일부 소,

엔지니어링 회사에 소 능 평가를 진행 있다 그러나 재 지 산업용 소. ,

계 개 계단계에 능 작 후 체계 인 소 능 시험이 행,

없다.

편 조 소 경우 실 에 소 능 인 실 소 계 이 시도 었다 그, .

러나 주 실험 연구에 것 소 능개 계변경 연구개 이 극,

시도 지 못 고 있다 산업용 소 경우 국내 부분 작업체에 는 자체 계.

이 거 없는 상태이 부분 경험 작 고 있 며 소 능 향상 신 모델,

개 에 요 체계가 립 어 있지 않다 본 인 개 계는 이루어지고 있. ,

지만 품에 충분히 용 고 있지 못 다 조회사 면에 소 압축 를 생산 는 자, .

계열회사에 는 소 연구가 진행 어 나 공 압축 조회사는 근 들어,

소 계 개 에 심 울이 시작 단계라 있다.

그림 고용량 압축 용 소 량1.6. ( 3,000 m3 소 감쇠량/hr, 15 dB).

소 능에 이 과 상 시험연구는 량용 소 능 향상 목

다양 연구들이 국내 많 양 국민 부산 해양 등 량(KAIST, , , , )

회사 자동 우자동 종공업 동원 속 등 에 행 있 나 일 산업( , , , ) ,

용에 해 작 시스 사용 고 있 며 엔진 량 출 이 작아 일부 계 개,

이 불가 다 그러나 소 에 요 다양 요구 능 소 량 고출 내구. , ( , , ,

지속 등 이 용과 동일 여 자동 용 소 산업용 소 계 과 목시키) ,

는 것이 가능 리라 단 다.

연구개 상 별3

일 고속 체가 통과 는 소 경우에는 압 소 고 소 생

이 해 변경 소 후 재를 사용 여 소 감 는 것이 람직 나,

이 경우 주 역 맥동 어가 쉽지 않 므 주 감 면 변

공명 계가 는 것이 요 다 이 같이 존 소(Acoustic resonator) .

는 다른 태 소 개 통해 효과 인 소 감 법 개 고 이를 체계 함 써

여타 다른 체 계 에 용 가능 며 고출 용량 추 에 있 리라, /

다 고 량 계 경우 매우 큰 압 이 생 여 소 내구 이 보장 어야 지. ,

만 이는 소 감 능과 상충 므 이에 계 법이 마 어야 다, .

장 연구개 목 내용2

연구개 종목1

○ 종목 용량 체 계용 고 능 소: 개

용량- (5,000 m3

이상 체 계용 고 능 소 소 감량 이상 개/hr ) ( 25 dB )

고 능 소 계 보-

소 능 평가 법 립-

연구개 량 목2.1 .

평가항목(a)

단 (%)고미국( )

연구개국내

목 평가 법

소1.(b)

dB 40 25 15 이상25 ISO 7235

압2. mmH2O 20 50 70 이50 ISO 7235

속3. m/sec 5 30 20 이상30

량4. (c) m3/hr 5 3,000 2,000 이상3,000

해 법5. - 10 있 없 보S/W

법6. - 10 - - 시스 보

량(a) 3,000 m3 는 속 이상 생소 도 이상인 보압축 상/hr ( 30 m/sec ), 110 dB(A)

체특 항목 특

토출 도(oC) 40

토출압 (bar A) 2.0 ~ 2.5

토출 도(kg/m^3) 량 압 에 라 변동2.437 ( / )

원 소 소 이 소 외경(b) : = 1,800 mm, = 457 mm (18 in.)

내부 에 른 속 임(c) .

그림 공명 고 능 소 계 개2.1. .

그림 소 능 시험장 개략도 시2.2. ( : ISO 7235).

연도별 연구개 목 평가 법2

연도별 연구개 목2.1.

구분 연도 연구개 의 목표 연구개 의 내용 범 고

차 도1 2008

고 량용 소 계․개 (I)

동 압 고 한 소 계․동에 의한 소 압 평가 립/․

시작품 작․

주

소 용 흡 공명․계 개

단일 공명주 용 흡 공명 개․다 주 용 흡 공명 어 이 개․

주

흡 공명 평가/․시스템 개

흡 공명 에 의한 소 삽입손실 달손실/․법론 개흡 공명 의 흡 능 평가․

탁

차 도2 2009

고 량용 소 계․개 (II)

내구 계 신뢰 보를 한 소 내부․계 개 속 이상 시작품 작( 30 m/sec )내부부품별 능 해 평가․․흡 재가 고 공명 소 능 소 압( / )

평가․소 능 향상 한 공명 어 이 작능 평가

주

흡 공명 소 계․개

주 역 능개 한 흡 공명 개․동 압 고 한 흡 공명 소 능․

법론 개동소 압 소 감 한 통합 모델 개/ /․능향상 한 계변경 안 립․

탁

차 도3 2010

고 량용 고 능 소․개 (III)

고 량 량( 3,000 m․ 3 또는 속 이상/hr 30 m/sec )용 소 개고 능 소 감량 이상 소 개 시작( 25 dB )․품 작

주

소 능 평가/․시스템 개

동 압 고 한 흡 공명 소 능․법론 립

시스템의 자동 산․

탁공동

연도별 연구개 목 평가 법2.2.

구분 연도 부연구개 목표 평가의 착안

차1

연도2008

•고 량용 소 개 (I)

생 압 70 mmH‣ 2 이하O (2,000

m3/hr )

소 감쇠량 이상15 dB‣

다 주 용 흡 공명 개•주 역 범 이상250 Hz‣

평균흡 률 이상0.7‣

차2

연도2009

흡 공명 어 이 개• 단 어 이당 소 감쇠량 이상7 dB‣

소 요소 해 모델 개•

소 감 압 동해 한 통합 모/ /‣

델 개 이상: 14

해 검증용 소 요소 시 품 가지10‣

이상 작

•고 량용 소 개 (II)

생 압 70 mmH‣ 2 이하O (3,000

m3/hr )


차3

연도2010

흡 공명 소 법론 개• 해 S/W‣

고 량용 소 능평가 시스템 구축• 자동 규격‣

고 량용 소 개 (III)•소 감쇠량 이상 량25 dB ( 3,000‣

m3 이상/hr )

최종

평가2010

고 량용 소 개•


존 양산소 향상10 dB‣

량 3,000 m‣ 3 이상/hr

생 압 이하50 mmAq‣

소 능 법론 개• 해 S/W‣

고 량용 소 능평가 시스템 개• 자동 규격‣

연도별 연구개 추진체계3 .

주 위탁

고유량 음 계(I)- 음 내 유동해- 배압 측정/평가 개발

흡음공명 개발- 단일주파 공명 개발- 다 주파 공명 개발

흡음공명 의 음향 능 측- 삽입 실 측 방법론개발- 흡음 능 측 방법론 개발

흡음공명 의 능 평가- 흡음공명 의 음향 능 측정- 측정 및 평가 시 템 개발

고유량 음 계(II)- 내 계- 품별 능해 및 평가

흡음공명형 음 계/개발- 흡음공명 계- 유동 및 배압을 고려한

흡음공명 및 음능 측방법론 개발

시작품제작(I) 및 평가

고유량 음 계(III)- 유량 2,000m3/hr- 유 30 m/sec- 음감쇠 25dB이상

능 측/평가 시 템 개발- 유동 및 배압을 고려한

흡음공명 및 음능 측방법론 확립

- 측정시 템의 자동/전산화

음 능 평가 시 템 축- 고유량 음 능 평가- 규격화 (ISO7235)

시작품제작(II) 및 평가

시작품제작(III) 및 평가

장 연구개 결과 용계획3

연구개 결과 토1

본 과 에 는 고 량 체 계 토출소 효과 감 고 능 소 개 주

목 진행 었 며 목 달 해 크게 가지 연구분야 나 어 추진 다 각 연구, .

주 별 개 결과 분 다 과 같다.

부 연구 주 별 결과 토1.

가 소 요소 개 해.

연구

내용

산업용 소 를 구 는 구 요소를 특 별 분 고 실 실용 가 가능▪

태 모델 재구

해 모델 해 자별 다르게 시 이 가능 실험 검증 모델,▪

재해 고 이를 있도 각 요소 별 해 모듈 개Software

소 감 능과 함께 소 요 능인 압과 생 동소 에 해▪

모델 소 감 해 과 마 가지 실험 검증 모델 재분 여

통합 해 모듈 개

부 연구내용 나인 능 평가 시스 구축 후 해 결과를 검증▪

연구

결과

개 분 분 소 요소 분41 ( : 13, : 41)▪

각 요소별 해 모듈 개 소 감 압 동소 통합( / / )▪

개 요소에 검증 료11▪

당

목

해 모듈 개▪

모듈검증 소 요소 시 품 개 이상 작 검증: 10 /▪

결과

토

존 해 과는 달리 소 감 압 동소 통합 여 해 있는 모듈/ /

개 고 이에 검증 료 다 단 지속 인 연구개 해 여러 가, . ,

지 요소 조합 새 운 요소 개 검증이 요 것 단 다, .

나 소 능 법 개 개. : S/W

연구내용

개 요소별 해 모듈 통합 그램 함▪

사용자 편 해 결과를 다양 게 분 있는 작GUI▪

연구결과 통합 해 개Software (NADS)▪

당목 개Software▪

결과토

를 작 여 지식이 다소 부족 라도 사용이 편이 고 해 결과GUI ,

를 다양 게 분 있도 개 어 용도가 높 것 다.

다 능 향상 공명 개.

연구내용

일 감이 어 운 주 역 소 감 해 새 운 소 요▪

소 써 공명 어 이를 개

단일 주 에만 용 어 향 공명 를 보다 주 역에 능▪

나타낼 있도 다 주 용 공명 어 이를 개

개 다 주 용 공명 어 이를 소 내부에 삽입이 가능 구▪

조 개 고 이에 능 검증

본 이 립 다양 실험 용 통해 소 감 효과를 인 고 개,▪

해 법 모듈 여 통합 해 에 신 요소 포함Software

연구결과

다 주 개 이상 용 공명 어 이 개 주 역 평(3 ) ( 250 Hz,▪

균 0.9)

삽입손실 이상7 dB ( 13 dB)▪

당목

잔향실법 개 다 주 역 평균 이상(4 , 250 Hz, 0.7 )▪

삽입손실 이상7 dB▪

결과토

본 과 주 목 인 고 능 소 개 에 요 신 요소 써 공명 어

이를 개 다 존에 고 어 향 공명 들이 단일 주 에 능.

도 계 면 본 과 에 는 보다 주 범 에 동일 공,

명 효과를 갖는 다 주 용 공명 어 이를 개 고 이를 실 용

여 그 효과를 검증 다 특히 압 증가량이 미만 존 사. , 5%

소 단 지 어 압 증가 인 용 를 효과

극복 있 것 다 향후에는 보다 높 속에 해 도 능.

있는 안 마 는 것이 요 것 단 다.

라 소 능 평가 시스 계 구축.

연구

내용

소 능 소 감량 생 압 동소 종합 평가( / / ) /▪

있는 시스 계 구축

국 규격 에 는 시스 계 구축(ISO 7235)▪

공인 자 통 항목 인▪

연구

결과

국 규격에 는 능 시스 구축

운용에 요 자동 시스 구축

당

목규격 자동 시스 구축/

결과

토

국 규격 에 는 능평가 시스 계 작 소 능(ISO7235) /

검증 있 며 품 신뢰 품질향상에 여 것 특히. ,

국내에 소 만이 본 시스 구축 고 있는 상태여 검증 요 는 /

작업체 계업체등 부 용 요가 생 것/ .

고 능 소 개2.

본 과 종 목 인 고 능 소 개 결과 존 양산 소 이상10 dB

능이 향상 소 를 개 며 당 목 했 량, 3,000 m3

소 감량/hr 25 dB,

생 압 이 를 달 다 다 종 연구 결과를 요약 것이다50 mmAq . .

항 목

연구 내용

고

연구개 前 연구개 後

소 용

공명 계

평가

계

없

해 자료 보-

해 보

계 결과-

보

삽입손실 동소,

압 해 평가/

소 능 해

법 개S/W없S/W 통합 해 보- S/W 개 소 요소41

삽입 손실

평가 시스/ 없 국 에 부합 는-

장

보

ISO 7235

법압 평가

시스 없

내구 평가평가 자료

미 함

규격에 거 종합-

내구 평가진 품

소 능

삽입손실 : 15 dB

압 :

없

삽입손실- : 25 dB

압- : 39.3 mmAq (40oC )

ISO 7235

법

량( 3,000 m3/hr

)

연구개 결과 요약2

계 소 특 분2.1

가 생소 특.

본 과 주 목 인 소 계를 해 는 소 원인 고 량 체 계 생 소

분 는 것이 이다 본 연구에 는 고용량 보 압축 를 용 상 며 주. ,

이 업체 등 삼 크 주 조 압축 용량에 른 생 소 특( )

분 다 다 상인 고용량 보 압축 사양 리 것이다. 3.1 .

보압축 주요 토출 사양3.1 .

모델 용량(HP)

풍 량(Nm

3/hr)

토출구직경(in)

토출구면 (m

2)

토출속

(m/sec)

Mach#

토출질량(kg/sec)

토출압(barA)

A 600 2,259 4 0.0081 77.40 0.23 0.446 11.5

B 900 5,112 6 0.0182 77.84 0.23 1.008 11.5

C 1,500 9,086 6 0.0182 138.36 0.40 4.129 11.5

생 소 토출구에 토출 심축 45o 향 떨어진 지 에1.5m

며 그림 토출 시간에 른 토출 소 나타낸 것이다, 3.1 .

0 5 10 15 2075

80

85

90

95

100

105

So

un

d P

ressure

Le

vel (d

B(A

))

Time (sec)

98.1 dB(A)

93.5 dB(A)

(a)

그림 계속3.1 ( )

0 5 10 15 20 2585

90

95

100

105

94.2 dBA

102.2 dBA

Sou

nd P

ress

ure

Le

vel (d

BA

)

Time (sec)

(b)

0 5 1075

80

85

90

95

100

105

110

115

111.4 dBA

So

un

d P

ressu

re L

eve

l (d

BA

)

Time (sec)

(c)

그림 고용량 보 압축 토출 소 결과 모델 모델3.1 . (a) A (600HP), (b) B

모델(900HP), (c) C (1,500HP).

편 다 그림 는 시간에 른 소 결과 고 소 도가 나타나는 간, 3.2

압 스펙트럼 나타내고 있다.

63 125 250 500 1k 2k 4k 8k55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

Model A (600HP) Model B (900HP) Model C (1,500HP)

So

un

d P

ressure

Le

vel (d

B(A

))

1/3-octave band center frequency (Hz)

그림 고용량 보압축 토출 소 스펙트럼 모델 모델3.2 . (a) A (600HP), (b) B

모델(900HP), (c) C (1,500HP).

결과에 보면 용량 증가에 라 고 소 도를 나타내는 심주 가 이동,

알 있 며 이는 향후 소 계에 있어 주요 계 인자 용 다, .

나 공 인 소. (Air-borne Noise)

본 과 에 는 주 상 계인 보압축 이외에 개 소 용 검토를 해 다양

체 계 에 소 원 분 행 다 계 소 에 해 는 상 같이.

직 계 결과를 탕 소 감 계를 행 는 것이 타당 지만 직 이 불가능,

경우가 부분이며 계 단계에 는 과 이 요 다.

펌(1)

고 헌 에 는 다 과 같이 출 회 에 라 펌 소 식 안 고`[4]

있다.

회- : 450~900 rpm

log ≤ , dB re. (2.1a)

log , dB re. (2.1b)

회- : 1000~1500 rpm

log ≤ , dB re. (2.1c)

log , dB re. (2.1d)

회- : 1600~1800 rpm

log ≤ , dB re. (2.1e)

log , dB re. (2.1f)

회- : 3000~3600 rpm

log ≤ , dB re. (2.1g)

log , dB re. (2.1h)

여 회, rpm :

출: (kW)

타 드 보 계: ( 3.2)

3.2 Correction terms associated with pumps (dB) [4]

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb 12 12 11 9 9 6 9 13 19

고 헌에 른 결과는 그림 과 같다3.3 .

Pump1 Pump3 Pump5 Pump7 Pump9 Pump1150

60

70

80

90

100

110

Measurement Prediction (NEBB)

Sound p

ress

ure

leve

l [dB

(A),

re. 20 m

Pa)

Pump Numberig

그림 펌 소 결과3.3 .

펌 소 벨 주요 사양 다 과 같다.

소 에 사용 주요 펌 사양3.3 .

펌 동 (kW) RPM

Pump1 55 1770Pump2 93 1780

Pump3 75 -

Pump4 76 1770Pump5 37 1760

Pump6 37 1765Pump7 55 -

Pump8 15 1750

Pump9 18.5 1760Pump10 55 -

Pump11 55 -

결과 도 향상 해 계 소 값 부 다 과 같이 출Overall dB(A)

그값에 일 함 나타낼 있다.

1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.050

60

70

80

90

100

Soun

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 20 m

Pa

)

Log10

(kW)

Linear fit : 8 Log10

(kW)+64, SD=1.95

Linear fit : 8 Log10

(kW)+67

그림 펌 출 에 소 벨3.4 .

모든 펌 주 별 값 임 출 에 해 보 후 주 별 변(20 kW) ,

동량 평균 면 같이 주 별 보 값 얻 있다3.4 A-weighting .

회- : 1780 rpm

log ≤≤ , dB(A) re. (2.2)

여 , 출: (kW)

타 드 보 계: ( 3.4)

3.4 Correction terms associated with pumps (dB)

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb 51 39 21 13 8 3 8 13 20

그림 는 결과 부 얻어진 경험식 이용 펌 소 결과를 나타내고 있다3.5 .

Pump1 Pump3 Pump5 Pump7 Pump9 Pump1150

60

70

80

90

100

110

Measurement Prediction (Modified method) Prediction (NEBB)

Sou

nd p

ress

ure

leve

l [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

Pump Numberig

그림 펌 소 결과3.5 (Overall Level).

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100

Measurement Prediction

So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)

Octave center frequency [Hz]

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(a) pump1 (b) pump2

그림 계속3.6 ( )

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(c) pump3 (d) pump4

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(e) pump5 (f) pump6

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(g) pump7 (h) pump8

그림 계속3.6 ( )

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(i) pump9 (j) pump10

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(k) pump11

그림 펌 소 결과3.6 (Spectrum).

송풍(2)

고 헌 에 는 다 과 같이 량 압 에 라 송풍[4] (Flow Rate) (Total Pressure)

소 식 향 워 벨 안 고 있다.

- Centrifugal Type

loglog , dB re. 10-12 Watt (2.3)

여 , 량: (m3/min)

압: (mmAq)

타 드 보 계: ( 3.5)

3.5 Correction terms associated with fans (dB) [4]

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb (D>0.9 m) 40 40 40 39 34 30 23 19 17

Cb (D<0.9 m) 45 45 45 43 39 34 28 24 19

장 면 잔향시간 고 여 압 벨 나타낸 결과는 다 과 같다.

Fan1 Fan2 Fan3 Fan4 Fan5 Fan650

60

70

80

90

100


Sou

nd

pre

ssu

re le

vel [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

Fan Numberig

그림 송풍 소 결과3.7 .

소 벨 에 사용 송풍 주요 사양 다 과 같다.

소 에 사용 송풍 주요 사양3.6 .

동 (KW) RPM 량(CMM) 압(mmAq)

Fan1 5.6 1150 767 13

Fan2 19 1150 1167 32

Fan3 7.5 1630 256 95

Fan4 11 956 600 22

Fan5 7.5 482 392 39

Fan6 5.6 1049 567 25

결과 도 향상 해 계 소 값과 주 별 변동량 고Overall dB(A)

면 과 같이 주 별 보 값 얻 있다3.6 A-weighting .

- Centrifugal Type

loglog , dB(A) re. (2.4)

여 , 량: (m3/min)

압: (mmAq)

타 드 보 계: ( 3.6)

3.7 Correction terms associated with fans (dB)

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb -19 -6 4 10 11 10 4 0 -4

다 그림 결과 부 얻어진 경험식 이용 송풍 소 결과를 나타내고 있다.

Fan1 Fan2 Fan3 Fan4 Fan5 Fan650

60

70

80

90

100

Measurement Prediction (NEBB) Prediction (Modified Method)

Sou

nd

pre

ssu

re le

vel [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

Fan Numberig

그림 송풍 소 결과3.8 (Overall Level).

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100

Measurement Prediction (Modified)

So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(a) fan1 (b) fan2

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(c) fan3 (d) fan4

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(e) fan5 (f) fan6

그림 송풍 소 결과3.9 (Spectrum).

냉동 는 냉(3) ( )

사용 고 있는 컴 에 라 냉동 소 다 경험식 사용 있다.

원심 컴- (Centrifugal Compressor)

log , dB(A) re. (2.5a)

복동 컴- (Reciprocating compressor)

log , dB(A) re. (2.5b)

여 , 타 드 보 계: ( 3.8)

3.8 Octave band adjustments for baseline level of chillers (dB)

Freq. [Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

어가 있는원심 컴 , Cb

8 8 5 6 7 8 5 8 14

직 구동 는원심 컴 , Cb

8 8 6 7 3 4 7 12 18

원심 컴 , Cb

(>1000 ton)11 11 11 8 8 4 6 13 19

복동식 컴 , Cb 19 19 11 7 1 4 9 14 19

고 헌 에 른 결과는 다 과 같다[4] .

Chiller2 Chiller3 Chiller5 Chiller650

60

70

80

90

100


Sou

nd

pre

ssu

re le

vel [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

Chiller Numbering

그림 냉동 소 결과3.10 .

냉동 소 벨 주요 사양 다 과 같다.

소 에 사용 냉동 주요 사양3.9 .

펌 동 (kW) USRT

Chiller1 410 620

Chiller2 25 700

Chiller3 5.5 200

Chiller4 12.7 150

Chiller5 8.95 320

Chiller6 14.9 600

결과 도 향상 해 계 소 값 부 다 과 같이 출Overall dB(A)

그값에 일 함 나타낼 있다.

0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.650

60

70

80

90

100

Soun

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 20 m

Pa

)

Log10

(kW)

7Log10

(kW)+66, SD=4.0

7Log10

(kW)+69, SD=4.0

그림 냉동 출 에 소 벨3.11 .

모든 냉동 주 별 값 임 출 에 해 보 후 주 별 변(20 kW) ,

동량 평균 면 같이 주 별 보 값 얻 있다3.9 A-weighting .

log ≤≤ , dB(A) re. (2.6)

여 , 출: (kW)

타 드 보 계: ( 3.10)

3.10 Correction terms associated with chillers (dB)

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb 42 28 18 12 12 8 7 9 11

그림 는 결과 부 얻어진 경험식 이용 냉동 소 결과를 나타내고 있3.12

다.

Chiller2 Chiller3 Chiller5 Chiller650

60

70

80

90

100


Sound p

ressu

re le

vel [

dB

(A),

re. 20 m

Pa)

Chiller Numbering

그림 냉동 소 결과3.12 (Overall).

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100

Measurement Prediction (NEBB) Prediction (Modified)

So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(a) chiller2 (b) chiller3

그림 계속3.13 ( )

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(c) chiller5 (d) chiller6

그림 냉동 소 결과3.13 (Spectrum).

보일러(4)

출 에 른 소 벨 고 헌에 라 다 과 같이 가지 법이 있다.

- NEBB[4]:

출 에 른 소 벨 다 같다.

3.11 Octave band sound pressure level for boiler and steam equipment. (dB) [4]

Freq. [Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

보일러(500 ~ 20,000 kW)

90 90 90 87 84 82 80 76 70

스(5,000 ~ 15,000 kW)

91 91 91 88 85 85 87 84 76

스(15,000 ~ 50,000 kW)

93 93 93 90 87 88 91 88 81

스(50,000 ~ 150,000 kW)

95 95 95 92 89 91 95 92 86

스 70 70 70 70 75 80 85 90 90

- SNAME [5]:

log, dB re. (2.7)

여 , 보일러 출: ( )

면: (m2)

타 드 보 계: ( 3.12)

3.12 Octave band adjustments - Boiler airborne source level (dB)[5]

Freq. 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb -6 -6 -7 -9 -12 -15 -18 -21 -24

고 헌에 른 결과는 다 과 같다.

Boiler 1 Boiler 2 Boiler 3 Boiler 4 Boiler 5 Boiler 660

70

80

90

100

110

Measurement Prediction (NEBB) Prediction (SNAME)

Sou

nd

pre

ssu

re le

vel [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

Boiler Numbering

그림 보일러 소 결과3.14 .

보일러 소 벨 주요 사양 다 과 같다.

소 에 사용 보일러 주요 사양3.12 .

보일러동 (kW) /

BHP

송풍 용량

(CMM)

Boiler1 2002 / 200 59

Boiler2 2002 / 200 54

Boiler3 2002 / 200 54

Boiler4 3003 / 300 78

Boiler5 2002 / 200 59

Boiler6 1001 / 100 -

모든 보일러 값이 보일러 동 송풍 용량에 큰 계가 없어 주 별 값 임

출 에 해 보 후 주 별 변동량 평균 면 과 같이, 3.13 A-weighting

주 별 보 값 얻 있다.

≤≤ , dB(A) re. (2.8)

여 , 출: (kW)

타 드 보 계: ( 3.14)

3.14 Correction terms associated with boilers (dB)

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb 41 57 64 71 77 78 74 71 68

그림 는 결과 부 얻어진 경험식 이용 보일러 소 결과를 나타내고 있3.15

다.

Boiler 1 Boiler 2 Boiler 3 Boiler 4 Boiler 5 Boiler 660

70

80

90

100

110


Sou

nd

pre

ssu

re le

vel [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

Boiler Numbering

그림 보일러 소 결과3.15 (Overall).

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(a) boiler1 (b) boiler2

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(c) boiler3 (d) boiler4

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(e) boiler5 (f) boiler6

그림 보일러 소 결과3.16 (Spectrum).

냉각탑(6)

사용 고 있는 송풍 출 에 라 냉각탑 소 다 경험식 사용 있다.[4]

log log ≤ , dB re. (2.9a)

log log , dB re. (2.9b)

3.15 Octave band adjustments for baseline level of cooling tower (dB)

Freq. [Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Propeller Fan 5 5 5 8 11 15 18 21 29

원심 Fan 6 6 8 10 11 13 12 18 25

고 헌에 른 결과는 다 과 같다.

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT760

70

80

90

100

110


Sou

nd

pre

ssu

re le

vel [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

Cooling Tower Numbering

그림 냉각탑 소 결과3.17

냉각탑 소 벨 주요 사양 다 과 같다.

소 에 사용 냉각탑 주요 사양3.16 .

냉각탑 동 (kW, Fan) RT

CT1 22 1325

CT2 28 760

CT3 37 575

CT4 38 1175

CT5 15 300

CT6 15 587

CT7 74 879

모든 냉각탑 값이 용량 송풍 출 에 큰 계가 없어 주 별 값 임

출 에 해 보 후 주 별 변동량 평균 면 과 같이 주, 3.17 A-weighting

별 보 값 얻 있다.

≤≤ , dB(A) re. (2.10)

여 , 냉각탑 용량:

타 드 보 계: ( 3.17)

3.17 Correction terms associated with cooling towers (dB(A))

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb 47 57 64 69 73 73 73 70 66

그림 결과 부 얻어진 경험식 이용 냉각탑 소 결과를 나타내고 있2.20

다.

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT760

70

80

90

100

110


Soun

d p

ressure

level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa

)

Cooling Tower Numbering

그림 냉각탑 소 결과3.18

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(a) CT1 (b) CT2

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


Sou

nd

pre

ssure

leve

l [d

B(A

), r

e.

20 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


Sou

nd

pre

ssure

leve

l [d

B(A

), r

e.

20 m

Pa)


(c) CT3 (d) CT4

그림 계속3.19 ( )

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(e) CT5 (f) CT6

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(g) CT7

그림 냉각탑 소 결과3.19 .

공조(7)

공조 는 내부에 공조를 입 출 송풍 가 있 며 상자 러싸/ , (Enclosure)

여 있다 일 공조 소 안 경험식 없 며 여 는 결과 부. ,

송풍 량 압에 해 소 나타내고자 다 결과 도 향상 해 계.

소 값 부 다 과 같이 량 압 그값에 일 함Overall dB(A)

나타낼 있다.

(2.11)

여 , log , log

공조 량: i-th (CMM)

공조 압: i-th / (mmAq)

공조 소 벨: i-th Overall (dB(A))

계A, B, C :

공조 소 벨 주요 사양 다 과 같다.

소 공조 주요 사양3.18 .

공조량

(CMM)압

(mmAq)송풍 출

값( , kW)

AHU1 750 103 22

AHU2 450 92 75

AHU3 874 169 22

AHU4 617 50 15

AHU5 1250 69 15

AHU6 402 69 15

AHU7 367 97 11

AHU8 467 72 15

AHU9 750 51 22

AHU10 183 83 3.7

AHU11 1450 115 60

AHU12 380 63 7.5

AHU13 610 139 75

소자승법 이용해 계 를 구 후 모든 공조 소 주(Least-square Method) ,

별 값 임 출 해 보 여 주 별 변동량 평균 면 같이 주3.19

별 보 값 얻 있다.

loglog, dB(A) re. (2.12)

여 , 송풍 량: (CMM)

송풍 압: (mmAq)

타 드 보 계: ( 3.19)

3.19 Correction terms associated with AHUs (dB)

Freq.[Hz] 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Cb 25 18 11 3 3 2 8 15 19

그림 는 결과 부 얻어진 경험식 이용 공조 소 결과를 나타내고 있3.20

다.

AHU1 AHU3 AHU5 AHU7 AHU9 AHU11 AHU1340

50

60

70

80

90

100

Measurement Prediction (Modified method)

Sou

nd p

ress

ure

leve

l [d

B(A

), r

e. 20

mP

a)

AHU Numberig

그림 공조 소 결과3.20 (Overall).

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


Sou

nd

pre

ssure

leve

l [d

B(A

), r

e.

20 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


Sou

nd

pre

ssure

leve

l [d

B(A

), r

e.

20 m

Pa)


(a) AHU1 (b) AHU2

그림 계속3.21 ( )

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(c) AHU3 (d) AHU4

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(e) AHU5 (f) AHU6

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(g) AHU7 (h) AHU8

그림 계속3.21 ( )

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(i) AHU9 (j) AHU10

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(k) AHU11 (l) AHU12

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 800020

30

40

50

60

70

80

90

100


So

un

d p

ressu

re level [d

B(A

), r

e. 2

0 m

Pa)


(j) AHU13

그림 공조 소 결과3.21 (Spectrum).

소 능 평가 시스 개 본요소 계 법 개2.2 :

소 는 체 자 운 름에 해 지 않 면 내부를 통해 는 소 감쇠를

목 상 재질 처리를 이나 트 부분 있 며 소, ,

작동원리에 라 크게 사 사 소실 소실(Reactive), (Reactive-Resistive),

는 소 나 있다(Resistive Absorptive) .

일 사 소 는 면 변 등 통해 생 임 스 부 합

에 해 소 원에 출 향에 지를 소 원 향 사시킴(Impedance mismatch)

써 소 감쇠를 얻는다 사 소 는 일 주 주 역에 효.

과 인 소 감 이룰 있 며 임 스 부 합 태에 라 그 작동 주 가 해진

다 편 소실 소 는 벽면에 재를 사용 며 재료 내부 작 공에. , ,

생 경계 내 체 열 도에 해 향에 지를 열 에 지(Boundary layer)

소산시키는 법 이용 다 이러 구조 소 감쇠량 일 재 께 이.

에 며 주 는 재 께 후재에 라 결 다 특히 소실 소 는 작, . ,

동원리상 주 고주 역에 효과 인 소 감 효과를 얻 있다 그림. (

3.22)

그림 소 본 계 개3.22 .

본 연구에 는 사 소실 소 주요 요소들에 여 평면 역 그 이상

고주 역 나 어 소 해 며 공명 주요 요소에 해 리,

다 특히 동에 해 생 는 소 평가 경험식 시 고 달 손실 평.

가에 그 향 고 다.

가 본 향 해.

평면 역(1)

그림 과 같 향 달계 를 고 면 다 과 같이 압3.23 (Acoustic transmission line)

과 입자속도 계식 고 있다(Acoustic pressure) (Particle velocity) .

(2.13)

여 , 는 달행 사단자 를 미 며(Four pole parameter) , 는 압, 는

입자속도에 단면 곱 체 속도를 미 다.

System1P

1u2P

2u1S 2S

그림 일 향 달계 요소3.23 .

이 향 달계 달손실 다 과 같다, (Acoustic transmission line) .[6]

(2.14)

편 개 요소가 연결 어 있 경우 체요소 달행 다 과 같고 종 인, n ,

달행 사단자 부 식 를 이용 면 달손실 있다(1) .

××⋯× (2.15a)

여 ,

(2.15b)

사단자 에 사용 는 각 변 는 다 과 같이 다.[6]

× 공 도: ()

: speed of sound (m/s),

도: ()

: (),

각주: (rad/sec)

: Mach Number,

: 단면 통과 는 체속도 ()

: 단면 면 ()

가 직( ) (Straight Duct)

cos

sin

sin

cos

(2.16)

나 단 장 축소( ) / (Simple Area Discontinuity)

(2.17)

여 장 인 경우, 축소 인 경우, 이다.

다 헬름 쯔 공명( ) (Helmholtz Resonator)

(2.18)

여 공명 임 스는 다 과 같이 주어진다, .

(2.19)

여 ,

공명 목 면: ()

공명 체: ()

효 목 이: (, )

공명 목 이: ()

께: ()

공명 목 직경: ()

라 공명( ) Side branch

(2.20)

여 공명 임 스는 다 과 같이 주어진다, side-branch .

cot

(2.21)

마 공명( ) Hole-cavity

(2.22)

여 공명 임 스는 다 과 같이 주어진다, Hole-cavity .

tan tan

(2.23)

여 ,

구 갯:

구 면: ()

공동 면: (cavity) ()

효 목 이: (, )

구 직경: ()

께: ()

공동 입구단 부 구 심 지 거리: ()

공동 출구단 부 구 심 지 거리: ()

그림 헬름 쯔 공명 공명 공명3.26 (a) , (b) Side-branch , (c) Hole-cavity .

장 삽입( ) (Extended-Tube Element)

(2.24)

여 ,

이며 장 인 경우,

축소 인 경우,

이다.

장 삽입 태에 른 상 값3.20 .

요소 태

Extended outlet -1 -1

Extended inlet -1 +1

Reversal-expansion +1 -1

Reversal-contraction +1 -1

그림 같 공명 장 삽입 경3.29 (Extended-Tube Element with Resonator)

우 임 스를 다 과 같이 나타낼 있다.

tan

tan(2.25)

여 ,

(2.26)

그림 공명 가 없는 경우3.27 (a) Extended outlet, (b) Extended inlet, (c) Reversal

expansion, (d) Reversal contraction.

그림 공명 가 있는 경우3.28 (a) Extended outlet, (b) Extended inlet, (c) Reversal

expansion, (d) Reversal contraction.

사 역 장 삽입( ) (Reverse Extended-Tube Element)

×× (2.27)

- Type 1

(2.28a)

cos

sin

sin

cos

(2.28b)

(2.28c)

- Type 2

(2.29a)

cos

sin

sin

cos

(2.29b)

(2.29c)

여 ,

,

,

(2.30)

장 인 경우, 축소 인 경우, 이다.

그림 과 같 공명 역 장 삽입3.31 - (Extended-Tube Element with

경우 임 스를 다 과 같이 나타낼 있다Resonator) .

tan

tan, (2.31a)

tan

tan, (2.31b)

tan

tan(2.31c)

여 ,

(2.32)

그림 역 소3.29 . (a) Long inlet-Short outlet, (b) Short inlet-Long outlet.

그림 공명 가 있는 경우 역 소3.30 . (a) Long inlet-Short outlet, (b) Short

inlet-Long outlet.

아 면 입 출입( ) / (Side-in / Side-out Element)[7]

- Type 1

tan

tan

(2.33)

- Type 2

tan

tan tan

(2.34)


그림 면 입 출구 면 입구 소 면 출구 소3.31 / . (a) , (b) .

편 개 조합 소 를 구 경우 다 과 같다, .

×× (2.35)

- Type 3

tan

tan

(2.36a)

cos

sin

sin

cos

(2.36b)

(2.36c)


- Type 4

(2.37a)

(2.37b)

tan

tan

(2.37c)

여 , 이다.

- Type 5

tan

tan

(2.38a)

cos

sin

sin

cos

(2.38b)

tan

tan

(2.38c)

그림 3.32 (a) Side-in/Straight-out, (b) Straight-in/Side-out, (c) Side-in/Side-out.

자( ) Hyper-tube

cos

sin

sin

sin

cos

sin

(2.39)

여 ,

,

(2.40)

( ) Conical-tube

cos

sin

sin

sin

cossin

cos

(2.41)

여 ,

,

,

(2.42)

카 타공 요소( ) (Perforation Tube Element)

그림 같 타공 요소 압과 입자속도는 다 과 같 계를 갖는다3.34 .

(2.43)

그림 타공 요소 일 태3.34 .

여 달행, 는 다 과 같이 나타낼 있고,

(2.44)

행 각 요소는 다 과 같이 나타낼 있다.

,

(2.35a)

,

, (2.35b)

편 는 다 계식 행 번째 를 미 다j eignenvalue eignenvector .

(2.36)

여 ,

,

,

, (2.37a)

,

,

, (2.37b)

,

, (2.37c)

,

(2.37d)

타공 임 스는 동이 없 는 타공 과 나란히 동이 진행 는, grazing-flow

임 스 동이 타공 통과 는 임 스 나 있 며 각각 다 과cross-flow

같이 나타낼 있다.[8]

동이 없 임 스-

× (2.48)

임 스- Cross-flow

(2.49)

임 스- Grazing-flow

×× (2.50)

라 타공 요소를 구 는 각 경계조건에 라 다 과 같이 달행 요소를,

구 있다.

- Concentric-tube Element

(2.51)

,

, (2.52a)

, , (2.52b)

, , (2.52c)

, , (2.52d)

, (2.52e)

tan, tan. (2.52f)

그림 3.35 Concentric-tube Element.

- Cross-flow Expansion Element

(2.53)

,

(2.54a)

, (2.54b)

, (2.54c)

, (2.54d)

(2.54e)

tan , tan (2.54f)

- Cross-flow Contraction Element

(2.55)

,

(2.56a)

, (2.56b)

, (2.56c)

, (2.56d)

(2.56e)

tan, tan (2.56f)

(a) (b)

그림 3.36 (a) Cross-flow Expansion Element. (b) Cross-flow Contraction Element.

- Reverse-flow Expansion Element

(2.57)

(2.58)

, (2.59a)

, (2.59b)

, (2.59c)

, (2.59d)

tan (2.59e)

- Reverse-flow Contraction Element

(2.60)

(2.61)

, (2.62a)

, (2.62b)

, (2.62c)

, (2.62d)

tan (2.62e)

(a) (b)

그림 3.37 (a) Reverse-flow Expansion Element, (b) Reverse-flow Contraction

Element.

타 곡( ) (Bended Duct)

평면 역 주 에 는 곡 에 달손실 없 므 면 변 만 고 면

다 과 같이 달행 나타낼 있다.

(2.63)


그림 곡3.38 ().

( ) (Absorption Lining Wall Element)

cos

sin

sin

cos

(2.64)

편 축 향 는 법 이용 여 다 계식, (wave number) Newton-Rapson

해를 구 면 다.[8,9]

(2.65)

여 , : Bessel Function of the first kind

: Bessel Function of the second kind

(2.66a)

,

(2.66b)

- for the absence of mean flow

×

(2.66c)

- for a moving medium

×

×

(2.66d)

(2.66e)

(2.66f)

여 : flow resistivity of the absorption material

: porosity of the perforation plate

( ) (Parallel Absorption-Baffle Element)

cos

sin

sin

cos

(2.67)

편 축 향 는 법 이용 여 다 계식, (wave number) Newton-Rapson

해를 구 면 다.[8]

cotcot (2.68)

,

(2.69a)

- for the absence of mean flow

×

(2.69b)

- for a moving medium

×

×

(2.69c)

(2.69d)

(2.69e)

: porosity of the perforation plate

: flow resistivity of the absorption material

께: (m)

시작과 에 면 변 를 고 면 다 과 같이 나타낼 있다.

×× (2.70)

(2.71a)

cos

sin

sin

cos

(2.71b)

(2.71c)

여 , , 이다.

평면 역 이상 고주(2)

가 직( ) (Straight Duct Element)

재가 없는 원 직 경우 실험 데이 부 과 같이 주 별 소, 1

감량 단 이에 해 산출 있다 사각 직 경우 주 가 증가함에 라 소.

감량이 작아지며 식 는 같이 나타낼 있다(2.72) 3.21, 22 .[4]

이- 250 Hz

, dB : ≥ (2.72a)

, dB : (2.72b)

보다 높 주 역- 250 Hz

, dB (2.72c)

여 , 는 주 (Hz), 는 단면 perimeter(m), 는 단면 (m2), 직 이

를 미 다(m) .

원 직 소 감량3.21 (dB/m).

사각 직 소 감량3.22 (dB/m).


소 이 진행 는 트 면 변 에 해 소 원 향 향 워 사가 일어나며 이,

소 감량 다 과 같이 면 써 있다.

log

, dB (2.73)


헬름 쯔 공명 는 특 주 분 소 감 해 사용 며 이 경우 평면 역에,

사용 법 소 감량 산출 있다.


공명 는 특 주 분 소 감 해 사용 며 이 경우 평면 역Side branch ,

에 사용 법 소 감량 산출 있다.


공명 는 특 주 분 소 감 해 사용 며 이 경우 평면 역Hole-cavity ,

에 사용 법 소 감량 산출 있다.


고주 역 경우 삽입 후에 있는 공간 향 시 있 므 식 과(2.73)

같이 면 변 만 고 면 다.

사 역 장 축소 삽입( ) / (Reverse Extended-Tube Element)

고주 역 경우 장 공간 생각 있 므 다 과 같이Plenum chamber

소 감량 산출 있다.[10]

, dB (2.74)

여 ,

지향 요소 입구 단면이 평면상에 있 면 모 리에 있 면: ( 2, 4)

cos

for Type 2, 입출구 거리for Type 2 : (m)

내 재 재 께: chamber ( , 에 라 부 결3.23 )

내 재 면: chamber (m2)

재 께에 른3.23 .

아 면 입 출입( ) / (Side-in / Side-out Element)

경우 장 상이 결 지 않았 므 입출구에 면 만 고Type 1, 2

소 감량 산출 있다 경우 고주 역에 장 공간. Type 3~5 Plenum

생각 있 므 다 과 같이 소 감량 산출 있다chamber .

log

, dB (2.75)

여 ,

for Type 3, 4, 출구 면for Type 5 : (m2)

지향 요소 입구 단면이 평면상에 있 면 모 리에 있 면: ( 2, 4)

cos for Type 3, 5, cos for Type 4

for Type 3, 5, 입출구 거리for Type 4 : (m)

내 재: chamber

내 재 면: chamber (m2)

자( ) Hyper-tube

고주 역 직 해 과 동일 법 사용 다.

( ) Conical-tube

고주 역 직 해 과 동일 법 사용 다.


타공 요소 소 감량 평면 역 해 과 동일 법 사용 다.

타 곡( ) (Bended Duct)

에 면 실험 다 과 같이 소 감량 나타낼 있다ASHRAE Guide[5] .

어진 원 소 감량3.24 (dB).

( ) Absorption Lining Wall Element

고주 역 재에 소 감 다 과 같이 실험 얻어진 결과를 사용

다.[4]

(2.76)

여 ,

재 께: (m)

직경: (m)

삽입손실 산 계3.25 .


사이 간격( 께), ( 부 식 이용 여 재에 소) (2.76)

감량과 동일 법 사용 있다.

동소 평가(3)

가 직( ) (Straight Duct Element)

직 동소 시 있다.


단면 변 에 동소 시 있다.


헬름 쯔 공명 에 동소 시 있다.


공명 에 동소 시 있다Side branch .


공명 에 동소 시 있다Hole-cavity .


장 면 변 에 동소 시 있 며 동 역 에 동소,

트 내에 180o 회 생 는 동소 부 다 과 같이 산 다.[4]

- case 1, 2

, dB (2.77)

- case 3, 4

∆∆log, dB (2.78)

여 ,

loglogloglog

∆ log ,

log

log

∆

사 역 장 축소 삽입( ) / (Reverse Extended-Tube Element)

동 역 에 동소 트 내에 180o회 생 는 동소 부

다 과 같이 산 다.[4]

- Type 1

loglog, dB (2.79)

여 ,

∆∆, dB

∆∆, dB

loglogloglog

loglogloglog

∆ log ,

∆ log ,

log

log

log

log

∆

∆

- Type 2

loglog, dB (2.80)

여 ,

∆∆, dB

∆∆, dB

loglogloglog

loglogloglog

∆ log ,

∆ log ,

log

log

log

log

∆

∆

아 면 입 출입( ) / (Side-in / Side-out Element)

동이 트 내에 90o 회 생 는 동소 부 다 과 같이 산 다.

- Type 1, 2, 3

∆∆log, dB (2.81)

여 ,

loglogloglog

∆ log ,

log

log

∆

- Type 4

∆∆log, dB (2.82)

여 ,

log

log

loglogloglog

∆ log ,

∆

- Type 5

loglog, dB (2.83)

여 ,

∆∆, dB

∆∆, dB

loglogloglog

loglogloglog

∆ log ,

∆ log ,

log

log

log

log

∆

∆

자( ) Hyper-tube

면 변 에 동소 시 있다.

( ) Conical-tube

면 변 에 동소 시 있다.


타공 요소에 동소 속과 압 손실 계 부 다 과 같이 나타낼 있

다.[4]

loglogloglog, dB (2.84)

여 ,

∆, ∆ 타공 요소 압 손실: (Pa)

속: (m/s),

주 에 른 값 변3.26 A .

타 어진( ) (Bended Duct)

동이 트 내에 90o회 생 는 동소 부 다 과 같이 산 다.

∆∆log, dB (2.85)

여 ,

loglogloglog

∆ log ,

log

log

∆

( ) Absorption Lining Wall Element

트 벽면에 재에 동소 시 있다.


에 동소 시 있다.

나 압 해.

트 내 동 진행에 른 압 다양 상 가스 조건에 라 변 여 주,

속 도 내 임 스 변 에 큰 향 는다 본 해 에 는 실험 는 해, , .

등 부 산 경험식 사용 여 각 소 요소 압 산 다 소(Fluent) .

요소에 압 압 손실계 속 부 다 과 같이 나타낼 있다.[6,7,11,12]

∆ (2.86)

여 ,

각 요소 압 손실계:

가가스 도: ()

가스 속도: ()

직(1) (Straight Duct Element)

(2.87)

여 ,

: Reynold's number,

× : Dynamic viscosity

단 장 축소(2) / (Simple Area Discontinuity)

장 경우-

(2.88)

축소 경우-

(2.89)

헬름 쯔 공명(3) (Helmholtz Resonator)

헬름 쯔 공명 에 압 손실 시 있다.

공명(4) Side branch

공명 에 압 손실 시 있다Side branch .

공명(5) Hole-cavity

공명 에 압 손실 시 있다Hole-cavity .

장 삽입(6) (Extended-Tube Element)

- Type 1

(2.90)

- Type 2

(2.91)

- Type 3

(2.92)

- Type 4

(2.93)

역 장 축소 삽입(7) / (Reverse Extended-Tube Element)

- Type 1

(2.94)

- Type 2

(2.95)

: Reynold's number,

면 입 출입(8) / (Side-in / Side-out Element)

면 입출입 면 변 동 향변 에 른 압 손실 다 과 같이 고 다.

- Type 1

(2.96)

- Type 2

(2.97)

- Type 3

(2.98)

- Type 4

(2.99)

- Type 5

(2.100)

여 ,

, ×

×

for circular duct,

for rectangular duct

(9) Hyper-tube

진 인 면 변 에 른 압 손실 시 고 동 진행거리에 압 손실만 고

면 다 과 같다.

(2.101)

여 ,

(10) Conical-tube

진 인 면 변 에 른 압 손실 시 고 동 진행거리에 압 손실만 고

면 다 과 같다.

(2.102)

여 ,

타공 요소(11) (Perforation Tube Element)

타공 요소에 압 손실 다 과 같이 부 산 있open area ratio(OAR)

다.[12]

(2.103)

여 ,

타공 이: (m)

타공 직경: (m)

타공:

타공 갯:

타공 직경: (m)

- Type 1 (2.104)

- Type 2 ×× (2.105)

- Type 3 ×× (2.106)

- Type 4 ×× (2.107)

- Type 5 ×× (2.108)

어진(12) (Bended Duct)

동이 트 내에 90o 회 생 는 압 손실 부 다 과 같이 산 다.

(2.109)

여 ,

×

×

for circular duct,

for rectangular duct

(13) Absorption Lining Wall Element

벽면 재 에 압 손실 다 과 같이 고 있다roughness .

× (2.110)

여 , : Perimeter of the duct

(14) (Parallel Absorption-Baffle Element)

동손실 재에 압 손실과 동일 며 단면 변 에

양 단에 압 손실 고 면 다 과 같이 나타낼 있다.

×

(2.111)

여 , : Perimeter of the area enclosed baffles

소 능 평가 시스 개 개2.3 : S/W

본 연구에 는 소 계과 고 쉽게 소 해 그GUI

램 개 다 개 그램 에 리 각 소 요소에 해 소 삽입. 3.26

소실 압 동소 있 며 각 요소 여도를 분 있다 소 원, , .

벨 역에 라 입 면 소 용 후 소 벨 있다 그림Octave .

해 그램 주 면 그림 왼쪽 요소 에 소 요소를3.43 GUI , 3.44 list

택 면 각 요소 열 인 있 며 이 각 요소 주요 라미 를 그림,

같이 독립 있다 라미 입 시 실 소 구 요소를 우 단3.45 .

라미 개요에 인 있 며 체 소 구 이 료 면 그림 실행, 3.46

통해 결과를 인 있다 이 해 결과는 그림 과 같이 다양 태 볼(run) . 3.48

있다.

소 요소 요약3.27 .

그림 소 능 그램 주 면3.41 .

그림 소 능 그램 소 요소 택3.42 : .

그림 각 요소별 해 변 입 면3.43 .

그림 실행 결과3.44 VIEW.

그림 일 해 변 입 면3.45 .

그림 실행 후 인 있 해 결과를 나타낸 것 소 삽입손실 각 요소별3.48 ,

여도 압 손실 동소 인 있다 해 시 소 원 소 벨 입 면 그림, .

같이 소 장 후 소 스펙트럼 타 드 인 있 며 동시에 소3.49 ,

감량도 계산 다 종 주요 결과는 그림 과 같이 보고 일 엑 식 출. 3.50 ( )

있 며 소 장 후 소 벨 소 감량 압 손실 결과가 요약 리 어, , /

있다.

그림 해 결과3.46 .

그림 소 장 후 소 벨3.47 / .

그림 해 보고 엑 출3.48 ( ) .

향공명 개2.4

다 그림 에 보는 같이 헬름 쯔 공명 일 인 상 나 목3.51 (neck)

과 공동 를 가지는 단 구조 태이다 그 크 는 심주 장에 여 매우(cavity) .

작 며 그 외벽 일 강체 간주 있다.

그림 헬름 쯔 공명 일 인 상 원 진동계 상사모델3.49 1 .

공명 작동원리를 이해 여 일 이용 고 있는 법 헬름 쯔 공명

를 원 진동계 상사시 그 거동 살펴보는 법이다 여 목 내에 동일 속도1 . ,

움직이는 공 덩어리는 질량요소 공동 스 링요소 그리고 목 부분에 체 동에, ,

여 생 는 마 열 도에 에 지 손실 등 요소 상사 있다, .

가 단일주 공명 계.

그림 과 같이 강체벽면에 단일공명 에 평면 가 입사 는 경우 공명3.50 ,

외부 장 벽면 부 사 등 과 상 작용 효과가 포함 어야 다 이러 상( ) .

작용 공명 입구에 사임 스 태 있다 공(radiation impedance) .

명 입구에 체 압 다 과 같이 사임 스를 이용 여 있다.

ucpp rade zr+= 2 (2.112)

ep

u

ep2

u

M

K R

rM

rR

그림 벽면에 단일 공명 에 입구거동 원 진동계 상사3.50 1 .

공명 입구에 속도 입사 계를 다 과 같이 얻 있다.

erad puc 2)( -=+zzr (2.113)

식 원 진동계에 외부 작용 이 작용 질량속도 계를 나타내는 식과1

동일 다 라 단일공명 원 진동계 상사모델 그림과 같이 공명 자체 상사. , 1

모델 질량과 사임 스에 해 나타내는 추가 인 질량이 질량이 없는 강체(massless

연결 것 있다 그림에 사임 스 상사모델에 스 링 요rod) .

소가 있는 것 단일 공명 경우 실 사임 스 허 부가 항상 양 가 다는

사실에 근거 다 를 들어 공명 입구가 원 이고 장에 여 매우 작다고 면 사임. ,

스는 다 과 같이 있다.[2]

kajka

ka

kaj

ka

kaJrad

pz

3

8

2

)()2()2(1

211 +»+-=

H

, 1<<ka (2.114)

라 공명 에 는 에 지는 다 과 같이 나타낼 있다, .

e

rad

a IS ×+

×=P2

)Re(4

zz

z

(2.115)

임 스 튜 를 이용 공명 개 마이크 폰 이용 달함 법2

(ISO 10534-2, KS 2814-2 : 에 라 행 있는데 그림 실험에 사용2008) , 3.53

장 를 나타내고 있다 실험에 사용 는 그림 에 나타낸 것과 같이 단면. Duct 3.53 100 mm

사각 상이며 이는 이다 마이크 폰간 거리는 이고 시편에by 100 mm 760 mm . 80 mm

첫 번째 마이크 폰 지 거리는 트140 mm, 에 가능 주(duct)

는(working frequency) 45 Hz ~ 1700 이다Hz .

그림 실 작 공명 시편과 공명 를 보여주고 있다 사용 시편3.54 .

재료는 아크릴 께( 5 를 이용 다 그림 실험결과들 부 계 특 주mm) . 3.55

에 보이고 있는데 공명 가 개인 경우 시편 가 개 공명 를 가진 경, 1 ( A) 4

우 시편 보다 높 보이고 있다 특히 시편 공명주 에 에( B) . , A 1

근 는 것 인 있다 이것 공명 간 상 작용이 각각 향 거동에 향.

미 에 공명 개 증가에 라 능이 항상 증가 지 않는다는 것 나타내며,

능이 가 는 가장 공명 열간격이 존재 게 알 있다.

트 단면

그림 직입사 계 장 개략도 임 스 튜 사진3.51 .

f10

29

29.

3

f10

40

9.5

B

Acrylic plate

그림 직입사 계 용 시편 단면 사진3.52 .

400 500 630 800 1000 12500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Frequency(Hz)

Nor

ma

l in

cid

ence

ab

sop

tion

co

effi

cien

t a

Case A: 1EA resonator

Case B: 4EA resonator

Non-perforated plate

그림 단일주 공명 능 결과3.53 .

공명 에 삽입손실 에 언 달행 부 구 있는데 다시2.2 ,

면 다 과 같다.

(2.116)

(2.117)

여 공명 임 스는 다 과 같이 주어진다, .

(2.118)

여 ,

공명 목 면: ()

공명 체: ()

효 목 이: (, )

공명 목 이: ()

께: ()

공명 목 직경: ()

즉 삽입손실 공명 입구 임 스 부 있 며 이 공명, ,

상 속 속 에 라 변 다 일 속 매질 도 다, (Speed of sound) .

과 같 계를 갖는다.

(2.119)

여 , 는 압 (Pa), 는 도를 미 다 라 공명 공명주 삽입손. ,

실 속 매질 도에 라 변 므 공명 계시 드시 고 는 것이 요구 다.

나 동 도를 고 향공명 시험장.

앞 에 언 같이 향공명 는 심주 조 이 계에 핵심이라 있다.

편 향공명 를 소 에 용 해 는 내부 체에 고 가 요 다 즉 속, . ,

도에 른 향공명 심주 변 를 게 고 이를 계에 는 것,

이 요 다 본 에 는 동 도에 향 실험 검증 있는 시험장 를.

계 고 이를 이용 여 이 검증해 보고자 다, .

시험장 계(1)

동 도를 고 향공명 시험장 는 본 에 시 고ISO 7235 [13]

있는 사단 이용 소 능 시스 본 다 향후 향공명. ,

삽입손실 달손실 등 해 다 마이크 폰 이용 시스 도입[14]

다 다 그림 시스 개 도를 나타내고 있다. 3.56 .

×소형 시로코팬(25CMM/40mmAq)Max. 40 m/sec

×Adaptor

×Silencer(IL=20dB)

×Hot Wire

×Sound Source4” / 100~18k Hz / 200W

×Upstream(3-mic.)

×Downstream(3-mic.)

×Specimen Holder(음향공명기)

×Anechoic Term.

Flow measure

Temperature Meas.(at side wall)

그림 동 도 임 스 개 도3.54 - .

그림에 동 시 통해 공 며 인버 를 통해 량 조 있도

고 도 변 는 향가진 스 커 앞단에 도조 를 통해 구 있, HOT-Wire

도 다 편 시편 양단에는 개 마이크 폰 여 향공명 심주 는. , 3

달손실 있도 계 다 단에는 사 향 소. ,

사단 다 다 그림 작 시험장 이다. .

그림 동 도를 고 향공명 시험장3.55 .

시험장 주요 사양 다 과 같다.

내경- : 100x100 mm (Cut-off frequency = 1,700 Hz)

속- : 0 ~ 20 m/sec

도 상- : ~ 50oC

압- : 0 ~ 20 mmAq

향공명 계(2)

시험 향공명 는 다양 시험 해 후 공동 이를 조 있도

계 며 다 그림 작 개 도 도면 나타내고 있다 여 공명 심, 3.56 . ,

주 는 연결 이를 가지 변 시킴에 라 범 에3 (20, 25, 30mm) 90 ~ 300 Hz

있도 계 고 동 도 변 에 른 심주 이동 실험 검증 는데 사용,

다.

투명아크릴파이프 ( 경110, 께 5)

볼트

이조절

그림 심주 가변 향공명 개 도3.56 .

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 20020

30

40

50

60

70

80

90

W/O Resonator W/ Resonator

Sound P

ress

ure

Le

vel (d

B(A

))

Frequency (Hz)

Resonance

그림 향 공명 에 른 압스펙트럼 변 상 후공 이3.57 ( , = 200 mm,

목 이 = 30 mm)

10 15 20 25 30 35 40 45 5080

85

90

Measured Frequency

Reso

nance F

reque

ncy

(Hz)

Temperature (oC)

Resonance Frequency @ 15oC

(83.4 Hz)

그림 도에 른 공명 심주 변 심주 상3.58 . ( ) = 83.4 Hz.

10 15 20 25 30 35 40 45 50110

115

120

125

130

Measured Frequency

Reso

nance F

reque

ncy

(Hz)

Temperature (oC)

Resonance Frequency @ 15oC

(122.2 Hz)

그림 도에 른 공명 심주 변 심주 상3.59 . ( ) = 122.2 Hz.

다 주 공명 계(3)

그림 다른 공명주 를 갖는 개 공명 열 가지 나타내고 있다3.60 4 2 .

사용 공명 목 이는 각각 이다 그림 에26 mm, 31 mm, 36 mm, 42 mm . 3.61 62

나타낸 계 결과를 살펴보면 동일 공명 만 사용 열보다 주 역에

능 보이고 있다 열 태에 른 다소간 이가 있 나 드 평균.

경우 그 이는 미미 다 심주 역 심주 를 평균 보았.

가지 경우 거 사 능 보여주고 있 며 이상 나타내는 주2 , 0.8

역도 거 사 것 알 있다.

(a) Case 1 (b) Case 2

그림 공명 열 에 른 직입사 계 시편 공명 목 이3.60 . (1) 26 mm,

(2) 31 mm, (3) 36 mm, (4) 42 mm

100 150 200 250 3000 .0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

1 .0

C a se 1 P re d ic tio n

No

rma

l In

cid

an

ce A

bso

rptio

n C

oe

ffic

ien

t

F re q u e n cy [H z]

그림 열 변 에 른 직입사 계 결과 결과3.61 . (Case 1)

100 150 200 250 3000 .0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

1 .0

No

rma

l In

cid

an

ce A

bso

rptio

n C

oe

ffic

ien

t

F re q u e n cy [H z]

C ase 2 P red ic tio n

그림 열 변 에 른 직입사 계 결과 결과3.62 . (Case 2).

잔향실내에 행 는 계 법 계 는 가장 일 인 법

나 과 같 규격에 법이 규 어 있다 이 법 계ISO[15] ASTM[16] .

는 랜 입사 직입사 과 달리 체 입사각도에 평균 미를 가지

고 있 에 주 실험인 경우는 매우 큰 잔향실과 큰 시편면 이 요구 다 그림.

는 잔향실 실험에 사용 장 시편 경 보여주고 있다 잔향실내 잔향시3.64 .

간 원 지 과 마이크 폰 지 겨가며 지 에 타 드 별(3 ) (6 ) 18 1/3-

후 평균 처리 며 시편 면 시편뒷면과 잔향실 닥간 공극에 향

이 여 이 를 이용 여 처리 다 께는 가장 리 사용 는.

재 께를 고 여 며 번 작 여러 태 공명 열에50 mm

실험이 가능 도 단 공명 들 작 후 평 에 는(MDF 12t)

태 다.

랜 입사 계 시편 그림 과 같이 다른 개 공명 를3.63 9

각각 개씩 작 여 개 개 공명 를 다 공명 열 가지72 648 (18×36 ) . 2

태 이루어 며 각각 열 태에 여 계 다 그림 는 각 열 태, . 3.64

에 여 계 보여주고 있다 그림에 직입사 에.

같이 동일 공명 열에 여 주 역에 높 값 가짐 인 있

다 특히 경우 타 드에 이상 값 보이고. Case 1 , 315 Hz-400 Hz 1/3 0.7

있다 이는 다른 공명주 를 가지는 공명 를 사용 경우 주 에 역.

시스 공명 열 용 있 미 고 있다 과. , Case 1 Case 2

사용 공명 개 가 동일함에도 불구 고 다른 능 보이고

있다 이는 원 는 능 가지는 작 해 는 공명 뿐만 아니라 공명.

열에 고 가 요함 미 고 있다.

B&K 4296 Omni-power Loudspeaker

B&K 2716 Power Amplifier

B&K 2260J Sound Level Meter

PC

Specimen

그림 랜 입사 계 다른 공명주 를 가진 공명 열3.63 ,

시편 공명 개 는 개 단 개 는 개 그림에( 18×36 , 72 . lc 나열

는 공명 번부 번 지 임1 9 ).

200 250 315 400 500 630 8000

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1/3 Octave Center Frequency(Hz)

Ran

dom

in

cid

ence

ab

sop

tion

coe

ffic

ien

t a

st

Case 1

Case 2

Empty Rm

그림 다른 공명주 를 가진 공명 열 랜 입사 계 결과 범 에3.64 . (

과 는 각각 그림 공명 열 태를 나타내고 잔향실Case 1 Case 2 38 , Empty Rm

임)

소 능평가 시스2.5

가 계 본 개.

본 과 에 구축 고자 는 소 능평가 시스 소 소 감 능 (IL;

과 불어 체 토출 능과 압 손실 즉 소 압Insertion Loss) , , (Back

동시에 는데 있다 동 고 소 능Pressure or Pressure Loss) .

규 는 ISO 7235 "Acoustics-Laboratory measurement procedures for ducted

는silencers and air-terminal units-Insertion loss, flow noise and total pressure loss"

소 능 법 다 과 같이 가지 법 고 있다.[13]

잔향실 이용(1) (Reverberation room)

후단 사단 이용(2) (Anechoic terminator)

자 장 에(3) (Free field)

그림 소 능 시스3.65 (ISO 7235).

가지 법 잔향실 이용 큰 규모 자가 요 단 이 있

고 자 장 이용 경우 여타 장 에 소 향 즉 경소 이 낮, , ,

공간이 요 단 이 있다 라 본 과 에 는 번째 법인 사단 이용. ,

시스 구축 고자 다 이 계 목 는 다 과 같이 리 있다. , .

주 범-

압- (Static pressure)

속 는 량 범- ( )

시험 가능 소 외 크 입 출구 사양 이- : /

트 내부 경소 삽입손실 범- (Background noise)

주 범 는 경소 과 향가진장 능에 해 결 며 경소 보다, 10 dB

이상 크게 가진 있도 주 범 를 고 여 스 커를 결 면 다 고 는 시스.

에 는 트 직경과 연결 일 인 스 커 능 고 여 다 과 같이 주 범 를

다.

≤ ≤ (2.120)

압 풍량과 소 에 압 손실 고 여 결 며 본 과 에 목Fan ,

는 소 압 손실 요구 가 일 인 고 면 소 입구단50~100 mmAq

에 압 이상 지 어야 다 부 입구단 지 압 손실과100 mmAq . Fan

여 를 고 여 다 과 같이 시스 토출부에 소 압 다Fan .

≥ (2.121)

속 풍량과 트 단면 에 해 결 며 풍량 택 시 압 과 연결Fan , Fan

트 압 손실이 함께 고 어야 다 본 과 에 지원 목 는 소 압.

손실 요구 가 일 인 고 고 사용 가능 상용 능50~100 mmAq , Fan

고 여 다 과 같이 속 다 이 트 직경 를. , 450mm (18in)

다.

max≥ (2.122)

시험장 에 사용 가능 소 직경 향가진장 연결 트 직경Fan

에 해 결 므 시험에 사용 소 입출구 직경 부 시스 구 는 트,

직경 결 있다 본 과 에 는 다양 크 소 능 해 본이 는.

연결 트 직경 가지 고 각각에 해 가450mm (18in) 150mm (6in) 2 ,

능 소 입구 크 는 다 과 같다.

≤≤ for

≤≤ for

(2.123)

소 이는 시스 체 이를 결 는 요 요소이며 다 과 같 소,

이 범 를 고 다.

≤≤ (2.124)

트 내부 경소 경 장 입출구부 계 시험용 트,

능에 계 다 본 과 에 는 시스 이 공간이 공장인 과 장 입출구부. ,

가 외부 연결 고 여 다 과 같이 다.

≤ for (2.125)

삽입손실 범 는 소 능에 라 결 고 시험장 에 사용 는 스 커 출,

충분히 크게 면 소 후단에 압 벨 경소 보다 이상 크게 지10 dB

있다 라 각 드별 경소 벨이 이 이므 소 후단에 소 벨. , 50 dB

이 각 드에 이상이면 다 라 소 가 지 않 상태에 소 벨60 dB . ,

각 드별 이상 지 면 다 과 같이 삽입손실 이 가능 다95 dB .

or for (2.126)

계 목 사양 리 면 다 같다.

계 목 사양3.28 .

계 상 계 목

소 크

직경≤ ≤ for

≤ ≤ for

이 ≤≤

주 범 ≤ ≤

소 압 ≥

속 max≥ for

경소 50 dB or less for each 1/3-Octave band

삽입손실 35 dB or more for each 1/3-Octave band

나 계 시 고 사항.

(1) Fan

계 범 내에 속변동이 가능해야 다- Fan .

연결 트 진동이 달 지 않도 연 도 해야 다- Fan .

소 원 는 스 커(2) Box

스 커는 랜 신 가진 어야 고 개 이상 스 커를 사용 여 향- ,

를 사용 여 작 다Box .

스 커 내부 공명 억 해 재를 사용 며 그림 조 연결- Box ( 3.67 ),

트 진동이 달 지 않도 연 도 해야 다.

동이 있 내부 압 가 생 지 않도 동이 있는 트 연결부를- Box

고 해야 다.

스 커에 해 생 소 벨 에 경소 보다 소 가능- 6 dB, 10

이상 커야 다dB .

스 커는 시험용 소 입구를 면 향 도 어야 며 그림 조- ( 3.68 ),

소 진입 는 동과 소 이 단면에 해 고르게 분포 도 소 단Chamber

면 시험 트 단면 보다 이상 크도 계 다5 .

그림 향가진장 내 재3.66 (ISO 7235).

그림 소 내부 스 커 열3.67 chamber (ISO 7235).

연결용 트(3)

트는 면 과 이 생 지 않도 해야 다- (Break-out noise) .

연결용 트는 시험용 소 연결 단면 변 가 소 도 해야 다 이- .

경사각 5o 도를 지 며 작 단면 에 큰 단면 가 를 지 않도, 4

다 그림 조.( 3.68 )

그림 연결용 트 면 에 른 소 요구 이3.68 (ISO 7235).

트(4) Substitution

트는 면 과 이 생 지 않도 해야 다- Substitution .

트는 입출구 열이 시험용 소 동일해야 다- Substitution .

사단(5)

사단 사계 는 심주 역에 보다 작아야 다- 0.3 .

사단에 동소 이 에 행 주지 않도 계 어야 다- .

에 요구 는 사단 다양 는 에 언 어 있- ISO 7235 KS ISO 5136[3]

므 이를 고 여 계 작 다/ .

속(6)

속 장 에 해 생 는 동소 이 소 도 해야 다- .

에 언 고 있는 에 르면 토 압 튜 리 스 벤추- ISO 7235 ISO 5221 , , ,

리 노즐 이용 여 량 있 나 동소 소 고 편, ,

고 여 토 압 튜 를 이용해 단면 평균 동압 압 부 속 계

다 그림 조.( 3.70 )

그림 압 장 토 압 튜 리 스 벤 리 노즐3.69 , (a) , (b) , (c) .

압 손실(7)

압 를 이용 여 다- Manometer .

소 입구부 출구부에 단면에 해- 90o간격 균일 게 개4 Tap

만들어 트 벽에 평균값 사용 다.

범 에 라 간격 에 나타낸 조건 만족 도 다- 3.28 .

압 손실 입구부는 시험용 소 입구 부- : 0.5 이상 간격 지

고 출구부는 시험용 소 출구 부, 6 이상 간격 지 다.

를 이용 압 시 간격3.29 Manometer .

압 범 , (Pa) 간격, ∆ (Pa)

≤ 1.0

≤ 2.5

≤ 5.0

25

삽입손실(8)

삽입손실 시 마이크 폰에 장 란 억 고 트에 시 압 손실- ,

소 달이 생 지 않도 틈이 없어야 다.

삽입손실 결과는 트 각 향 그림 같이 개 에- 3.72 5

평균값 사용 다.

이 트 이는 주 를 고- l 보다 커야 다/4 .

그림 삽입손실 시 마이크 폰3.70 (ISO 7235).

다 시스 계 작.

본 과 에 는 체 연구 간인 에 걸쳐 능 시스 구축 목 며3 , 1

에 는 체 시스 량 생부 압 속 부만 구축 며 도에, 2

는 시스 소 용 트 그리고 사단 작 다 도에는 구축 시스, . 3

능 검증 각종 소 요소 검증작업 행 다 다 그림 체 시스 개요.

도이다.

그림 소 능 시스3.71 .

인버 량 생장(1) FAN ( )

계 요구조건에 라 다 과 같이 다 그림 조Fan . ( 3.72 )

작사 모델- : Hi-air Korea, AWA-900/410

식- : Axial fan, AWA-900/410

- Volume flow rate : 21,200 m3/H

- Total pressure : 205.2 mmAq (Static pressure : 200.0 mmAq)

- Speed : 1,760 RPM

- Power : 17.9 kW

그림 개요도 사진3.72 FAN .

량 생부 향가진 버(2)

그림 연결 버 에 규 버내 스 커 열 고 여3.71 FAN ISO 7235

다 과 같이 량 생부 향가진 버를 계 다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 105 4

AIR FLOW

A001

* 상 아이볼트 치

-

1 플랜 6" 10K 1

2 파이프 ?165.2, 4.5T 1 벤딩

3 콘 4.5T (6in/18in) 1 벤딩

4 파이프 ?457.2, 4.5T 2 벤딩

5 플랜 18" 2 가공

6 콘 4.5T (18in/36in) 2 벤딩

7 챔버 4.5T (1x1x1.6M) 1

8 ㄱ-앵 50x50x6T 1

9 파이프 내경 900MM, 8T 1 벤딩

10 플랜 10T 1 가공

1/20

2008.12

음 동 방 시 업(환경청 제11호)

042)931-8448Contact

No Description Spec. Q'ty Remarks

1/1

유동발생장치 치

(차 핵심환경과제)

Unless Otherwise specified,

dimensions are 'mm' and

do not scale drawings.

Approved

DrawnDwawing No.

Scale

Date

Rev.Sheet No.

Title

마이크로 S&V 콘트롤Micro S&V Control Co.,LTD.

(주)

J.H.Lee

TEST 소음기 음향가진챔버 FAN

DIFFUSER

TEST 소음기 음향가진챔버 FAN

DIFFUSER

그림 량 생부 향가진 버 개요도 작 사진3.73 / .

시스(3)

작사- : SM Instrument

속- : 30 m/s (Fan Max RPM 1,500 )

압- : 200 mmAq

규격- : ISO7235

내부부품- : NI cDAQ-9127 Chassis

NI 9233 Analog Input Module (Microphone)

NI 9215 Analog Input Module (Flow, Pressure)

NI 9265 Analog Current Output Module (Inverter Control)

NI 9481 Relay Module (Inverter On/Off)

그림 압 시스 구동3.74 S/W.

(4)

계 요구조건에 른 해 다 과 같이 를 다.

가 마이크 폰( ) Turbulence screen

마이크 폰①

작사 모델 마이크 폰- : B&K, Type 4189( ), Type 2671(Preamplifier)

- Sensitivity : 50 mV/Pa

주 범- : (6.3 ~ 20,000) Hz

그림Turbulence screen ( 3.76, 77)②

작사 모델- : B&K, Type UA0436

주 범- : (20 ~ 5,000) Hz

그림 3.75 Turbulence screen.

그림 소 거 능3.76 Turbulence (B&K Data)

속계 그림( 3.77)③

작사- Model : KIMO Constructeur, Debimo 450 / 150, CP 304 (SQR)

속 범- : (3 ~ 30) m/s

압- : (9 ~ 1000) Pa

타- : Airfoil section limiting differential heads (<3%) and turbulences.

그림 속계 개요도3.77 .

압 계 그림( 3.80)④

작사- Model : KIMO Constructeur

압CP 303 : Upstreamー

CP 304 : Upstream-Downstream

범- :

CP 30 :-1,000 Pa ~ + 1,000 Pa３

CP 304 :-10,000 Pa ~ + 10,000 Pa

단- : Pa, mmAq, mbar, inWG, mmHG

- Accuracy : ±0.5 % of reading ± 10 Pa　

- Resolution : 1 Pa / 0.1 mmAq

그림 압 계3.78 (CP300 Series).

사단(5)

사단 에 라 그림 같이 계 고 그림 작KS A ISO 5136 [3] 3.79 , 3.80

사진이다.

12368 5 49 7

"Y"

"X"

그림 사단 계도3.79 .

그림 사단 작 사진3.80 .

용 트(6)

용 트는 시편 후 나 며 시편 단에 는 속과 압 고 후단에 는/ , ,

압 압 게 다 용 트 직경 면 가능 시험용. 450 mm

소 입출구 면 다 과 같다.

≤ ≤ (2.128)

이 평면 역 다 과 같다, (Plane wave) .

for (2.129)

소 트 소 이는 주 장 부 다 과 같이 나타낼 있다.

for (2.130)

마이크 폰이 이동해야 는 구간 소 이는 다 과 같이 나타낼 있다, .

for (2.131)

다 그림 작 사진 보여주고 있다.

그림 용 트 작 사진 후단3.81 ( / ).

시스 소(7)

소 능 시스 본 동 고 에 고용량 이 게FAN

다 지만 에 해 생 는 소 임 조 이 불가능 에 이러 소. , FAN FAN

감 는 별도 소 가 요 게 다 이를 시스 소 라 칭 고 본 연구에. ,

는 다 과 같이 계 작 다/ .

1 2 3 4

56

7

그림 시스 소 계 도면 작 사진3.82 .

향 생 장(8)

소 능 평가를 향 생장 는 고용량 동소 보다 소 이상FAN 10 dB

높 압 나타내야 다 도에 고 같이 간에 므 추가. , 1

인 동 소 이 생이 소 도 계 어야 다 본 과 에 는 에 시. ISO 7235

향 생 장 안 그림 조 조 여 계 작 고 그림 는 작( 3.83 ) / , 3.84

사진 장 를 보여주고 있다.

그림 향 생장 개 도3.83 (ISO 7235).

정면 단면

"X"

"Y"

1

1

3 4

5

5

6

7

6

7

2

4

그림 향 생 장 작 도면3.84 .

그림 향 생 장 작 사진 자재 포함3.85 (S/W ).

라 시험장 능 평가.

지 지 언 시험장 각 부분 결합 소 능시험 장 개요도를 그림 3.86

과 같이 나타내었 며 그림 실 구축 시험장 이다, 3.87 .

그림 소 능 시스 개요도3.86 .

그림 소 능 시스3.87 .

구축 시험장 능 에 명시 어 있는 같이 삽입손실 압 손실 풍속ISO 7235 , , ,

사단 사계 에 소 달량 통해 인 있 며 여 는 각, Flanking ,

법 결과에 해 언 고자 다 편 본 에 결과는 공인 국. , (

연구원 에 뢰 여 규격에 합 지 여부를 인 다 부 조) ( C ).

삽입손실(1)

시험용 소 후 이용 여 개 에 소 계Turbulence screen 5

여( 다 과 같이 평균 다) .

log

(2.132)

같 법 시험용 소 신 트를 연결 후 소 계 여 평균 다Substitution .

log

(2.133)

라 삽입손실 다 과 같이 나타낼 있다, .

(2.134)

압 손실(2)

면에 압 다 과 같이 게이지 압 ( 과 동압) ( 에 해 나타낼 있다) .

(2.135)

여 , : total pressure (Pa), : flow speed (m/s).

라 소 입출구에 압 부 다 과 같이 소 압 손실 산 있다, .

∆

∆ ∆∆

(2.136)

여 , 소 입구 면 단면: , 소 출구 면 단면 이다: .

일 소 입출구단 압 면 직경이 동일 므 압 손실 게이지 압

손실과 동일함 알 있다.

사단 사계(3)

사계 는 달함 법 이용 여 계 며 결과를 그림 에 나타내었 며, 3.88 ,

이상에 이 작 값 나타내는 것 알 있다100 Hz 0.23 .

100 200 300 4000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1st measurement 2nd measurement 3rd measurement

Reflectio

n c

oeffic

ient

Frequency [Hz]

그림 사단 사계3.88 .

소(4) Flanking

시험용 소 를 우회 여 달 는 소 결과에 향 미 며 이 값이 소 를

통해 달 는 값보다 이상 작아야 다 우회 경 에 소 달량 인10 dB .

해 께 철 사이에 공 이 있는 격벽 작 여 트를 통과 는30t (Partition)

소 단 후 소 계 결과를 그림 에 나타내었다 값 이를 그림3.90 .

에 나타내었 며 심 주 역에 이상인 것 인 있다3.91 , 35 dB .

그림 시험용 소 를 우회 는 향 달 경3.89 .

50 100 200 400 800 1600 3150 630030

40

50

60

70

80

90

100

110

120

with patition without partition

SP

L [

dB

re

. 2

e-5

Pa

sca

l]

1/3-Oct Center Frequency [Hz]

그림 우회 경 소 시험 결과3.90 .

50 100 200 400 800 1600 3150 630010

20

30

40

50

60

70

80

Maximum IL 35 dB line

Le

ve

l d

iffe

ren

ce [

dB

re

. 2

e-5

Pa

sca

l]

1/3-Oct Center Frequency [Hz]

그림 우회소 과 소 달소 이3.91 .

속 압 손실(5)

직경 인 직 에 해 속 압 손실 그림 같이 다 속이450 mm 3.92 .

계속도 이상 나 는 것 통해 인 있었 며 압 손실이 속도 곱30 m/s ,

항에 게 나 는 것 인 있다.

0 5 10 15 20 25 300

100

200

Pre

ssure

Dro

p (

Pa

)

Flow Speed (m/s)

Measurement Curve fitting (K=0.34)

그림 속에 른 압 손실3.92 .

시스 소 능(6)

소 를 외 다른 부분 동소 이 에 미 는 향 인 해

트 사용시 스 커 에 른 소 다 결과 부 스 커Substitution On/Off .

소 이 동 소 에 해 이상에 이상 큰 것 알 있 며 이125 Hz 10 dB , 100 Hz

주 역에 는 소 동소 이 작 경우 결과에 가 있 있다.

63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 6300 1000050

60

70

80

90

100

110

120

0 m/s 5 m/s 10 m/s 15 m/s 20 m/s 25 m/s 30 m/s

Sou

nd

Pre

ssu

re L

eve

l [d

B, R

ef.

20 m

Pa]

Frequency [Hz]

63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 6300 1000050

60

70

80

90

100

110

120 0 m/s 5 m/s 10 m/s 15 m/s 20 m/s 25 m/s 30 m/s

Sou

nd

Pre

ssu

re L

eve

l [d

B, R

ef.

20 m

Pa]

Frequency [Hz]

(a) Sound on with flow (b) Sound off with flow

그림 트 사용시 동소 과 스 커 소3.93 Substitution .

마 소 능 시스 개 요소 검증. :

본 과 에 는 소 능 해 이 경험식 도에 검토 고 도1 , 2

에 이를 그램 다 편 시스 에 해 는 도에 본 사양. , 1

계 등 행 고 도에는 실 작 여 시스 구축 다 본, , 2 .

에 는 해 그램과 결과를 검증 소 요소 계 결과를 살펴보고자

다.

검증 요소 계(1)

재 소 구 요소 는 가지 요소 분 다 이 재 주 에 생산41 .

고 있는 소 주요 구 품에 해 해 변 에 른 소 감 능 변 를 고,

이를 구축 시스 에 결과 다 시험 상 크게 가지 타공 요. 2

소 요소이며 각각 사양 다 과 같다, .

검증 요소 계 타공 요소 타공 사양3.30 : .

직경(mm)개구 (%)

고22.7 29.6 34.3

3 3f-6P - -

이: 350MM4 4f-8P 4f-7P 4f-6.5P

5 5f-10P - -

1 2 3

그림 타공 요소 상 작 도면3.94 .

편 요소에 해 는 재 께는 일 게 고 면 보 역 는 타공, ,

사양 변 시 다.

검증 요소 계 요소 타공 사양3.31 : .

1 2 4 53 12

그림 요소 타공 사양3.95 : .

편 이 는 별도 다 과 같이 과 작 여 능 이를 검증 다, .

8 4 5 6 9 12 5 6 8

그림 요소 도면3.96 .

개구 (%)타공 직경(mm)

고3 4 8

40.3 3f-6P 4f-6P 8f-12P 재 께 = 75MM

소 감 능 해(2)

그림 타공 요소 사양 별 소 감 능 해 결과 결과를3.97~102

것이다 편 속에 른 생 압 해 결과를 리 것이다. , 3.31 .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(a)

4f-8P (22.7%)

4f-7P (29.6%)

4f-6.5P (34.3%)

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)

Octave band center frequency (Hz)

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(b)

4f-8P (22.7%)

4f-7P (29.6%)

4f-6.5P (34.3%)

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)Octave band center frequency (Hz)


속 해 결과 결과= 0 m/sec). (a) , (b) .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(a)

4f-8P (22.7%)

4f-7P (29.6%)

4f-6.5P (34.3%)

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(b)

4f-8P (22.7%)

4f-7P (29.6%)

4f-6.5P (34.3%)

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)



속 해 결과 결과= 10 m/sec). (a) , (b) .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(a)

4f-8P (22.7%)

4f-7P (29.6%)

4f-6.5P (34.3%)

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(b)

4f-8P (22.7%)

4f-7P (29.6%)

4f-6.5P (34.3%)

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)



속 해 결과 결과= 20 m/sec). (a) , (b) .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(a)

3f-6P

4f-8P 5f-10P

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(b)

3f-6P 4f-8P

5f-10P

Insert

ion L

oss (

dB

)


그림 타공 요소 사양별 소 감 능 해 결과 타공 경에 른3.100 (

변 속 해 결과 결과, = 0 m/sec). (a) , (b) .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(a)

3f-6P

4f-8P 5f-10P

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(b)

3f-6P 4f-8P

5f-10P

Insert

ion L

oss (

dB

)



변 속 해 결과 결과, = 10 m/sec). (a) , (b) .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(a)

3f-6P

4f-8P 5f-10P

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(b)

3f-6P 4f-8P

5f-10P

Insert

ion L

oss (

dB

)



변 속 해 결과 결과, = 20 m/sec). (a) , (b) .

타공 요소 타공사양 속에 른 생 압3.32 (mmAq).

속(m/sec)

타공사양 개구( )

3f-6P(22.7%)

4f-8P(22.7%)

5f-10P(22.7%)

4f-7P(29.6%)

4f-6.5P(34.3%)

0 0 - 0 - 0 - 0 - 0 -

10 12.0 11.1 10.8 10.7 10.0 9.5 7.3 7.0 5.9 6.0

20 47.9 46.8 43.1 42.9 39.7 39.0 29.1 28.0 23.5 22.0

30 107.7 - 96.9 - 89.3 - 65.4 - 52.7 -

편 요소에 해 일 개구 타공 직경 변 에 른 소 감 능,

생 압 큰 변 가 없는 것 해 었다 지만 실 소 용 시 타공 재. ,

를 보 는 주요 능 이외에 작업 이나 작 단가등에 큰 향 미 에 이에

해 결과는 용 게 용 있 것 다 다 는 속에 른. 3.32

소 감 능 생 압 변 를 리 것이다.

속에 른 요소 소 감 능 생 압3.33

속(m/sec)

소 감 능 타 드 심 주(dB, (Hz)) 생 압(mmAq)31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k

0 4.0 6.4 9.0 11.8 13.7 15.5 13.9 10.9 7.6 0

5 4.0 6.3 8.9 11.8 13.7 15.5 13.9 10.9 7.6 0.22

10 4.0 6.3 9.0 11.9 13.7 15.5 13.9 10.9 7.6 0.87

15 4.0 6.3 9.1 12.0 13.8 15.5 13.9 10.9 7.6 1.96

20 4.0 6.4 9.1 12.0 13.8 15.5 13.9 10.9 7.6 3.48

25 4.0 6.4 9.1 12.1 13.8 15.5 13.9 10.9 7.6 5.43

30 4.0 6.4 9.2 12.1 13.8 15.5 13.9 10.9 7.6 7.82

이 있 경우 단 요소 소 감 능 이는 다 그림과 같다 여.

경우 앞 해 같이 단 과 마 가지 속에 른 변 가,

크지 않 에 속이 일 를 다 편 생 압0 m/sec . , 3.33

것이다.

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(a)

단 흡음 흡음배플

Insert

ion L

oss (

dB

)


31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

20

25

30

(b)

단 흡음 흡음배플

Inse

rtio

n L

oss (

dB

)


그림 과 단 소 감 능 속 해 결과3.103 ( = 0m/sec). (a) ,

결과(b) .

속에 른 과 단 생 압3.34 (mmAq).

해 결과에 보면 경우 단 에 해 큰 이 소 감,

능 향상 있지만 그에 라 생 압도 증가함 볼 있다 일 인 체 계, .

경우 압이 크면 체 토출이 원 게 이루어지지 않 므 계자체 능 를

야 있다.

요소속 (m/sec)

0 5 10 15 20 25 30

단 0 0.22 0.87 1.96 3.48 5.43 7.82

0 6.59 26.37 59.33 105.48 164.81 237.3

마 소 능.

본 에 는 본 과 주 상 소 양산품 에 능 결과를 요약( )

다 상 소 크 구조는 그림 같다 입구 직경 이며. 3.104 . 6 in (150 mm) ,

내부에는 타공 내부에는 이 어 있 며 재는TYPE A , TYPE B , PET

가 사용 었다(45K) .

(a) (b)

그림 소 상 내부 구조3.104 . (a) TYPE A, (b) TYPE B.

능 시 속 지 간격 변 를 주면 소 단에 일0 30 m/s 5 m/s∼

거리이면 심축과 각도를 달리 개 지 에 압 벨 계 다 삽입손실 계5 .

여 트 소 가 어 있는 경우에 해 소 며Substitution ,

그 이 소 삽입손실 산 다.

다 그림 는 소 능 삽입손실 보여주고 있 며 그림 속3.105 , , 3.106

별 압 나타내고 있다 이를 리 면 과 같 데 본 과 도. 3.34~38 , 1

목 인 량 2,000 m3 속 소 감량과 압이 각각/hr ( 10 m/sec) 15 dB

이상, 70 mmH2 이 어 목 를 만족 는 것 나타났다0 .

63 125 250 500 1000 2000 40000

10

20

30

40

50 0 m/s 5 m/s 10 m/s 15 m/s 20 m/s

Inse

rtio

n L

oss

[d

B, re

. 2

e-5

Pa

]

Frequency [Hz]

(a)

63 125 250 500 1000 2000 40000

10

20

30

40

50 0 m/s 5 m/s 10 m/s 15 m/s 20 m/s

Inse

rtio

n L

oss

[d

B, re

. 2

e-5

Pa

]

Frequency [Hz]

(b)

그림 속에 른 소 삽입손실 결과3.105 . (a) TYPE A, (b) TYPE B.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Pre

ssu

re D

rop

(P

a)

Flow Speed (m/s)


(a)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Pre

ssu

re D

rop

(P

a)

Flow Speed (m/s)


(b)

그림 속에 른 소 압 손실 결과3.106 . (a) TYPE A, (b) TYPE B.

속에 른 소 삽입손실 결과3.35 TYPE A .

속에 른 소 삽입손실 결과3.36 TYPE B .

속에 른 소 압 손실 결과3.37 .

속에 른 소 삽입손실에 소 감량 산출3.38 TYPE A .

속에 른 소 삽입손실에 소 감량 산출3.39 TYPE B .

공명 를 이용 고 능 소 개2.6

가 삽입 공명 계.

소 용 공명 개 해 그림 과 같이 가지 계안 고 다 계안3.107 2 . #1

소 입출구 면에 공명 를 경 향 원주 향 열 고 공명 입구를 동진

행 향 는 법이다 계안 는 공명 를 원주 향 고 동 향. #2

다 공명 를 는 법 공명 입구는 동 진행 향에 직 다 그림.

각 계안에 라 작 공명 계도면 나타내고 있다 편 본 과3.108~2.110 . , 1

도에 는 재 고 공명 를 계 작 여 본 향 능 악 고 도에/ , 2

는 계를 보 여 신규 작 여 이를 실 소 내부에 장 후 그 능 악 다.

그림 소 용 공명 계 안3.107 .

작 소 용 공명 잔향실 모습 그림 에 나타내었다 이는3.111 . 1

도에 행 내용과 동일 것 신규 작 공명 를 상 행 결과이다 공명.

는 소 장 해 철 이용해 작 었 며 잔향실 닥에 개를6

다 계 작 공명 능 그림 에 나타내었는데 드 계 공명. / 3.112 , 63 Hz

는 평균 이상 드 계 공명 는 평균 이상0.7 , 125 Hz 0.9

계 었다 그림 결과 해 결과를 여 나타내었는데 드. 3.113 , 63 Hz

계 공명 는 결과가 상보다 낮게 계 었 나 드 계 공명 상, 125 Hz

보다 높게 에 근 이 계 었다 드 계 공명 는 드1 . 125 Hz 63 Hz

계 공명 에 해 공명 입구면 이 크게 계 어 에 손실에4 Hole perimeter

해 능이 크게 향상 것 단 다.

그림 소 용 공명 계도 계안3.108 ( #1, 125 Hz band).



그림 공명 잔향실 능시험 모습3.111 .

10 1000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Absorp

tion

coeffic

ien

t, a

Frequency [Hz]

r = 5 mm

10 1000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Absorp

tion

coeffic

ien

t, a

Frequency [Hz]

r = 10 mm

(a) (b)

그림 공명 능 해 결과 용 공명 용 공명3.112 (a) 63 Hz band , (b) 125 H band

.

31.5 63 125 250 5000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Ab

sorp

tion

co

effic

ient, a

Frequency [Hz]

r = 5 mm

31.5 63 125 250 5000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Ab

sorp

tion

co

effic

ient, a

Frequency [Hz]

r = 10 mm

(a) (b)

그림 공명 능 결과 용 공명 용 공명3.113 (a) 63 Hz band , (b) 125 H band

해 결과 결과(solid line : , circle : ).

가 소 계.

공명 소 작 안에 라 그림 같이 소 면 공명3.114 115

소 내부 공명 를 삽입 있는 소 를 본 계 다 계에.

공명 어 이는 앞 에 행 해 시험결과를 탕 드에 소 감125 Hz

능이 뛰어난 조합 사용 다 본 계를 탕 공명 에 른 능 평가를.

해 그림 과 같이 종 소 를 작 조립 후 소 능평가를 행 다3.116 8 / .

그림 공명 소 계도 계안 입 출구 별도3.114 ( #1, 125 Hz band, / )

그림 공명 소 계도 계안 입 출구 별도3.115 ( #2, 125 Hz band, / )

Type 1

2200

1450375 375

100

165 441165

400

241 200 closed

Type 2

Type 3

Type 4

Type 5

Type 6

Type 7

Type 8

Type 1

2200

1450375 375

100

165 441165

400

241 200 closed

Type 2

Type 3

Type 4

Type 5

Type 6

Type 7

Type 8

그림 공명 소 능평가를 소 상3.116 .

나 능시험 평가.

다 그림 소 내부에 장 공명 를 보여주고 있 며 그림 소3.117 , 3.116

태에 른 삽입손실 결과는 그림 과 같다3.118 .

그림 소 내부 공명 장 모습3.117 .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

10

20

30

40

50

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]

1/3-Octave Center Frequency [Hz]

Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5 Type 6 Type 7

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

10

20

30

40

50

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



(a) (b)

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

10

20

30

40

50

Insert

ion L

oss

[dB

]



31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

10

20

30

40

50

In

sert

ion L

oss

[dB

]



(c) (d)

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

10

20

30

40

50

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

10

20

30

40

50

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



(e) (f)

그림 공명 소 삽입손실3.118 .

공명 효과를 인 해 소 공명 장 에 라 같이3.39 7

종 조합 통해 공명 장 에 른 능 인 있다 고를 보면 면 공명.

효과는 부 인 있고 앙 공명 효과는 부 인Case 1, 2, 3 , Case 4, 5, 6

있 며 면 앙 공명 를 모 경우 효과는 보면 다, Case 7 .

공명 효과 인 소 별 조합3.40 .

각 공명 효과를 드에 해 그림 에 나타내었 며 면Case 1-octave 3.119 ,

앙공명 모 를 결과가 가장 좋 것 나타났다 면공명 에 해 앙에.

공명 효과가 좋 것 볼 있 며 체 량증가에 해 공명 효과가 크,

게 어드는 것 인 있다 공명 에 해 량이 인 경우 소 이. 0 13 dB

감 있 며 량이 약, 3,800 m3 인 경우 약 도 소 감 효과가 있다/hr 7 dB .

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

In

sert

ion L

oss

[dB

]


Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Case 7

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



(a) (b)

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



(c) (d)

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 80000

5

10

15

Inse

rtio

n L

oss

[dB

]



(e) (f)

그림 공명 효과에 삽입손실 변 량 속 속3.119 . (a) : 0 m/s, (b) : 7.8 m/s,

속 속 속 속(c) : 15.6 m/s, (d) : 23.4 m/s, (e) : 31.3 m/s, (f) :

단 속 입구 면 보 임39.0 m/s. ( , .)

소 용 시 실 소 감 효과를 인 해 소 에 해 공명 를 용 면

량별 삽입손실 과 같다 삽입손실 결과 부 소 감량 과 같이 계산3.40 . 3.41

있다 여 소 원 벨 도에 실 압축 토출소 도를 사용 다 결. , 1 .

과 부 이 소 감 능 나타내는 소 에 공명 소 를 경우, 20 dB

량 3,000 m3

이 에 는 이상 소 감 효과를 얻 있 인 다/hr 25 dB .

일 소 공명 소 소 감량3.42 .

그림 에 압 손실 나타내었는데 속 곱에 여 압3.120 3.42 ,

손실이 커지는 것 인 있다 공명 에 압 손실 변 부 과 같. 3.43

이 공명 소 압 손실 일 소 결과 다 공명 인해 압.

손실이 속 3,000 m3

출구 량 인 경우 증가 여 약/hr (FAN ) 2.3 mmAq (

공명 가 압 손실에 큰 향 주지 않는 것 인 다3.6%) .

5 10 15 20 250

10

20

30

40

50

60

70

80

Pre

ssure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)

Measurement Curve fitting (K=3.62E-01)

5 10 15 20 250

20

40

60

80

Pre

ssure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)


(a) (b)

5 10 15 20 250

20

40

60

80

Pre

ssure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)


5 10 15 20 250

20

40

60

80

Pre

ssure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)


(c) (d)

5 10 15 20 250

20

40

60

80

Pre

ssure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)


5 10 15 20 250

20

40

60

80

Pre

ssure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)


(e) (f)

그림 계속3.120 ( ).

5 10 15 20 250

20

40

60

80

P

ressure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)


5 10 15 20 250

20

40

60

80

Pre

ssure

dro

p (

mm

Aq)

Flow Speed (m/s)


(g) (h)

그림 소 압 결과3.120 . (a) Type 1, (b) Type 2, (c) Type 3, (d) Type 4,

(e) Type 5, (f) Type 6, (g) Type 7, (h) Type 8.

m3/hr

일 소 공명 소 압 손실3.44 .

량 (m3/hr) 0 1,300 2,500 3,000 3,800 5,100

일 소 (mmAq) 0.0 7.0 28.0 38.3 63.0 112.1

공명 후 (mmAq) 0.0 7.1 28.7 39.3 64.4 114.0

증가량 (%) 0 1.2 2.6 2.5 2.2 1.7

소 내구 평가2.7

가 내구 평가 법 분.

본 과 에 는 소 내구 분 해 일 인 산업용 소 에 내구 는

신뢰 평가 규격 검토 고 본 과 목 평가 항목 분 다 다.

는 소 는 공압용 품 평가항목 리 결과이다 일부 시험항3.44 .

목에 해 는 그 용처에 라 행 고는 있다 를 들어 염 분 시험 경우.

용 자재에 해 는 항목 어있다 지만 본 과 경우 체 계에 어. ,

있 므 여러 시험 항목 행 가능 항목만 여 평가 다.

소 내구 시험항목 국 규격 검토 결과3.45 .

검토 결과 부 본 과 시험항목 시험개요 그리고 평가 리 면,

다 같다3.45 .

소 내구 평가 항목 내용3.46 .

명시험 주 요처인 삼 크 에 공* .

나 진사 품.

본 과 에 는 타 품과 능 를 해 해외 진사 품 구매 여 시험3.45

항목 함께 행 다 진사 품 품 재 주 에. I/R (Ingersoll Rand)社

생산 인 소 동일 량 압 에 해당 는 품이다 그림 진사 품 사진. 3.121

과 주 에 생산 고 있는 소 사진이며 사양 리 것이다, 3.46 / .

그림 진사 품 주 생산 품3.121 .

사양3.47

항목 주 생산품 진사 품 고

타공

이 180mm 131mm

지름 150mm 94mm

내경 4.7mm 4.2mm

외경 5.3mm 5.4mm

상 내부 목 볼 상

타공 직경 8mm 3mm

드 인 토출부 근처 입부 퓨 근처( )

재

재질 PET CERAK WOOL 소 감쇠효과 사

도포 이 1,180mm 1,740mm 진사67.8%

고 식 철사 고 별도 고 장 없

타 타공 재 사이삽입glass cloth

타공 재 사이별도 추가부품 없

다 시험 법.

량 시험(1)

량 소 주 능인 소 감 이외에 계 본 능 동이 원 지 못

경우 계 자체 능이 게 다 라 량 시험 소 감 능 이 에 드시. ,

만족해야 능 나이다 다 그림 는 량 시험회 도 이며 시험 법. 3.122 ,

량 조 를 히 열어 압축공 를 공 여 소 를 통 는 압축공 가 안 가 었

공 압 량 인 있도 어있다.

그림 량 시험 회 도3.122 .

소 감 능 시험(2)

다 그림 과 는 각각 소 감 능 개 도 소 를3.123 2.124

나타내고 있다.

그림 소 감 능 회 도3.123 .

그림 소3.124

시험 장 에 공 압 실 체 계 동일 게 며 소1,200 kPa ,

생 토출구 단 리 스 지름 사용 다 시험 법( 12.5 mm) . 량 조

를 히 막 상태에 히 열어 량 보낸 후 량 조 를 히 열어

량이 안 소 고 소 장 후 소 벨 여 그 효과를, /

게 다.

굽힘강도 시험(3)

소 가 만족해야 능 에 계 강도를 나타내는 굽힙강도 시험 행 다 다.

그림 는 굽힘 강도를 시험 는 사진3.105 몸체 이 지 에1/10 650 N

분간 인가 후1 소 각부 변 균열 여부를 다.

그림 굽힘 강도 시험3.125 .

명시험(4)

소 내구 평가 는 법 가장 효 법 명시험이다 즉 실 운용 조. ,

건과 동일 상황 복 재생함 써 일 싸이클 이후 능 나 손등 계

손상 여부를 악함 써 소 내구 평가 있다 다 그림 명 시험. 3.126

에 사용 장 회 도를 나타내고 있다.

그림 명 시험 개요도3.126 .

라 시험 결과.

실 시험 명시험 진행 면 종합 능 시험 각각 명시험 진행 0, 50, 100%

일 행 여 그 결과를 통해 능 변 나 계 손상 여부를 악 있도 행

다 그 결과를 요약 면 다 같다 고 그림 는 각 시편 별 소 결. . , 3.127~129

과 그래 를 나타내고 있다 고 실 시험 주 생산 품에 해 는 개에 해. , 4

동일 시험 행 고 그 일부 내부 개 이 개 품에 결과만 리 다, 2 .

시험 결과 명시험이 진행 에 라 약 소 감 능 가 나타났 며 진3 dB ,

사 품도 동일 상 나타내고 있는데 이는 소 내부에 재 향,

악 다 즉 압축 공 를 복 토출 시킴에 라 분이 이게 고 이에 라 재. ,

이 에 라 나타나는 상 분 있다 라 소 능 이. ,

주요 능 변 나임 인 있 며 이에 라 구 택이 요함,

알 있다.

소 내구 평가 결과3.48 .

그림 주 시편3.127 1 .

항

목시험 항목 평가

주 품진사 품

번1 번2

명

시

험

량

시험

2,300m/hr

이내±10%

명시험 료0% 0.4% 2.3% 0%

명시험 료50% 0.8% 1.9% 4.8%

명시험 료100% 2.1% 2.2% 1.3%

감쇠

특 시험

소 효과

이상20dB

명시험 료0% 21 20 20

명시험 료50% 22 18 20

명시험 료100% 18 17 17

굽힘 강도

시험

변 균열

없 것

명시험 료0% 없 없 없

명시험 료100% 없 없 없

그림 주 시편3.128 2 .

그림 해외 시편3.129 .

연도별 연구개 목 달 도3

연도별 연구 과 논 특허등4 ( · )

구분 연 구 과연구 과 달 시

월 일( . . ) 고

특허 다공 스크린이 구 헬름 쯔 공명 2009.01.21 출원

특허 동 도를 고 향공명 시험장 2010.02.01 출원

논도에 른 헬름 쯔 공명 공명주 변 에

실험 연구2010.06.30

특허 복 주 역에 큰 달손실 갖는 소 2011.01.31 출원

논 공명 가 소 계 능시험 2011.02.08 고

분야 여도5

강 고 있는 계 소 압 요구 에 있는 해 법 국•

법 보

공명 를 포함 소 해 보 개 간 단축 용 감이 가•

능 며 향후 주 역 능이 향상 고품질 공명 소 작, -

가능

신뢰 고 품 경쟁 향상 통해 랜트 산업용 고 능 소,•

개 신 요 출 도

소 요업체에 신속 이 가능 며 보를 통해 품 신뢰,•

경쟁 향상

연구개 결과 용계획6

소 능 해 S/W•

개 소 요소에 해 이 가능 며 소 감 능과 불어 생 압41 ,

동소 에 해 이 가능함 특히 다양 체 계 소 원 벨 있는. ,

능이 포함 어 계단계에 능 검토 있 .

소 능평가 시스•

국 규격 에 는 능평가 시스 계 작 소 능 검증(ISO7235) /

있 며 품 신뢰 품질향상에 여 것 특히 국내에 소. ,

만이 본 시스 구축 고 있는 상태여 검증 요 는 작업체 계업체등 부/ /

용 요가 생 것 .

장 고 헌4

이 권 소 향해 계 자동 공 회지[1] (1994), , , 16(4), 37-50.

상 주 헬름 쯔 공명 열 계 법 사[2] (2006), ,

논 계공 과 국과 원, , .

향 에 해 트 내부 사 는 향 워 산 트[3] KS A ISO 5136:2004, - -

내 법.

[4] Anon. (1994), Sound and Vibration Design and Analysis, NEBB.

[5] Anon. (2003), ASHRAE Applications Handbook(SI), Chapter 47.

[6] M. L. Munjal (1987), Acoustics of Ducts and Mufflers, John Wiley & Sons.

[7] M. L. Munjal (1997), Plane wave analysis of side inlet/outlet chamber mufflers

with mean flow, Applied Acoustics, 52(2), 165-175.

[8] M. L. Munjal, S. Krishnan, and M. M. Reddy (1993), Flow-acoustic performance

of perforated element mufflers with application to design, Noise Control Eng., J.,

40(1), 159-167.

[9] F. P. Mechel (2002), Formulas of Acoustics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

[10] Leo. L. Beranek (1971), Noise and Vibration Control, McGraw-Hill.

[11] D. A. Bies and C. H. Hansen (1984), Engineering Noise Control, E& FN Spon.

[12] S. N. Panigrahi and M. L. Munjal (2007), Backpressure consideration in

designing of cross flow perforated-element reactive silencers, Noise Control

Eng., J., 55(6), 504-515.

[13] ISO 7235 (2003), Acoustics-Laboratory measurement procedures for ducted

silencers and air- terminal units-Insertion loss, flow noise and total pressure

loss.

[14] H.-S. Lee, S.-H. Jang, J.-G. Ih (1997), Estimation of Sound Propagation

Constant and Characteristic Impedance of Porous Materials, Proc. of the Annual

Meeting of the ASK, 235-240, November, Seoul.

[15] ISO R 354 (2003), Acoustics-Measurement of sound absorption in a

reverberation room.

[16] ASTM C423-02a (2002), Standard test method for sound absorption and sound

absorption coefficient by the reverberation room method.

부 자 보고A:

공 압축 에 공 분출 소 그램

자 보고- -

출 일시: 2009-12-14

소속 국 과 원 계공 과 사과:

이름 장해원:

1.

일 공 역 소 아주 높 속도 체 름이 분출 거나 그러 체,

름이 고체 상체 상 작용 생 는 소 말 다 공 압축 고압.

공 를 부 분출 시킬 소 가장 일 인 공 역 소 나이며,

실 장에 자주 시 고 있다 라 본 그램에 는 공 압축.

분출구 부 고압 공 가 분출 소 고자 다 다시 말해 압축.

공 압 등 본 인 입 변 들이 주어질 분출구에 각도 거리에 른

소 벨 주 에 해 고자 다.

2. 본 이

본 그램 아래 그림과 같이 공 압축 원 를 통해 고압 가스가

분출 소 는 것이 목 이며 모든 이 조 다, Baranek [1] .

Figure 1. Subsonic turbulence-free jet.

여 압축공 압 p0 지름, Dn 압, ps 분출 는 량 속도를,

U 도를, T 압축공 도를, Tj 다 과 토출.

거리 각도는 각각 R, θ 나타내었다 즉 본 그램 그림 과 같이 주어진. 1

상황에 해 에 압 벨 주 스펙트럼 구 는 것이 목 이다.

압축 내부 속도 인 공 가스는 노즐 단면에 속도를 가지며 압축0 ,

내부 압 과 노즐 단면에 압 변 는 없다고 가 다 이 단면 속이.

속과 같아지는 조건 아래 같다.

0 / 1.89sp p = . (1)

만약 내부 압 이 식 를 라도 속 이상 증가 지 않 며 이(1) ,

상황 라고 다choked flow .

이상 가스 분출 경우 가스 름과 인 고체 면 상 작용 없 며 이는,

그림 과 사 상황이다 이 경우 부분 소 단 난 합1 . (turbulent

에 해 생 다 이 소 원 노즐 부mixing process in the shear layer) .

분출 는 체 름 이 향에 분포 며 특히 과 크 가 작, (eddy size)

노즐에 인 부분에 아주 높 고주 소 사 다 면에 주 역.

소 과 크 가 큰 노즐과 떨어진 부분에 생 다 이 같 가스 분출 소.

극 원 태를 가진다4 (quadruple) .

그림 과 같이 가스 분출 소 체 향 워는 체 름 계 워1

계가 있 며 이는 아래 그림과 같 계를 가진다.

Figure 2. Ratio of acoustic power of jet noise to mechanical stream power.

즉 체 름 워 속, , [(ρj/ρ) (∙ Tj/T)2 주어지는 계 에 해 향 워]

값이 결 다 여. ρj, Tj는 각각 노즐 통과 는 체 도 도이며, ρ,

T는 공 도 도를 나타낸다.

2_

1

2mech streamW mu=

. (2)

체 름 워는 식과 같이 며 질량 속도 는 속이다, m , u .

가스 분출 향 워가 과 통해 계산 면 각도, θ 거리 R 가지는

에 른 체 소 벨 계산 있다 거리에 른 압.

벨 아래 식 통해 계산 있다.

22(4 )acoustic

pW R

cp

r=

. (3)

이는 모든 향에 동일 크 를 사 는 모 에 압 계산 것이며 그에,

압 벨 다 식과 같다.

( )2

10 210log /

(4 )acoustic

ps ref

c WL p

R

r

p

é ùæ ö×= ê úç ÷

è øë û . (4)

이 값에 각도 θ에 른 향 다 그래 를 통해 얻 있다.

Figure 3. Directivity pattern of subsonic air jet.

여 상 인 압 벨 다 과 같이 주어진다.

[ ]Relative SPL p psL Lq= - . (5)

라 에 체 압 벨 Lpθ를 얻 있다.

이 같이 노즐 부 거리 R과 각도 θ를 가진 에 체 압 벨이

주어지면 다 식 부 주어지는 심 주 fp를 심 주 역

스펙트럼 얻 있다.

0.2p nf D

Su

= =. (6)

여 S는 이다Strouhal .

심 주 에 분출 소 주 스펙트럼 다 그림과 같이 주어진다.

0.063 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

f/fp

SP

L-o

ve

rall

SP

L (

dB

)

Figure 4. Octave band SPL spectrum.

그래 를 통해 종 노즐 부 거리 R과 각도 θ를 가진 에 압

벨 주 스펙트럼 얻 있다.

3. 그램 명

본 그램 에 주어진 그래 를 그림 같이 어림 여 각Baranek [1] 2~4

그래 변 간 함 계를 얻었다 그림 는 아래 같 포인트. 2 *

보 부 함 어림 것이다1 .

Figure 5. Approximated ratio of acoustic power of jet noise to mechanical

stream power.

[(ρj/ρ) (∙ Tj/T)2 주어지는 계 값이 주어진 것에 해] 0.1, 1, 10

임 계 가 주어지면 함 울 편 다시 어림 다 이 같이, 1 y .

얻어진 체 워 향 워 를 이용 여 향 워를 계산 다.

마 가지 그림 과 어림 결과는 다 과 같다3 4 .

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

angle from jet axis, degree

Re

lativ

e S

PL

(d

B)

Figure 6. Approximated directivity pattern of subsonic air jet.

0.063 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

f/fp

SP

L-o

ve

rall

SP

L (

dB

)

Figure 7. Approximated Octave band SPL spectrum.

에 얻 그림 보들 각각Baranek [1] 5, 6, 7 ‘Ref_1.mat’,

에 장 어 있다 첫 번째 열 값‘Ref_2.mat’, ‘Ref_3.mat’ . ‘Ref_1.mat’

과 번째 열 값 는 아래 식과 같이 변 것이다(x) (y) .

2

1log 2

0.1

ux

c

æ öæ ö= × ×ç ÷ç ÷

è øè ø , (7-a)

10log acoustic

mechanical

Wy

W

æ ö= ç ÷

è ø . (7-b)

첫 번째 열 값과 번째 열 값 각각 각도 그에 해당 는‘Ref_2.mat’

상 인 압 벨이다 첫 번째 열 값 는 아래 식과 같이. ‘Ref_3.mat’ (x)

변 값이며 번째 열 값 분출소 주 스펙트럼 그림과,

동일 게 나타낸 것이다.

2

1log 2

0.125p

fx

f

æ öæ ö= × ×ç ÷ç ÷ç ÷ç ÷

è øè ø , (8)

같 과 통해 공 압축 원 를 통해 고압 가스가 분출

소 는 그램 드를 를 이용 여 작 다MATLAB (R2007b) .

입 변 는 공 도 압축 공 압 압축 공 도(Temp), (Pbar),

량속도 분출구 지름 과 노즐과 거리(Temp_j), (U), (Dn), (Distance),

각도 이다(theta) .

그림 부 향 워를 계산 는 그램2

이며 그림 부 향 인자‘Total_Acoustic_Power.m’ , 3 (directivity

를 계산 는 그램 그림 부 주 스펙트럼index) ‘directivity.m’, 4

계산 는 그램 이다 그림 를 종합 는 그램‘OctaveSpectrum.m’ . 2~4

이다‘main.m’ ‘mainGUI.m’ .

4. 고 헌

[1] L. Beranek, Noise and Vibration Control, Institute of Noise Control

Engineering Washington DC, chap. 16 (1988).

부 자 보고B:

소 가 장 열 동 해Enclosure system /

자 보고- -

2011.01.25

국 과 연구원

공 사 권 상

개요1.

냉각탑 여 냉각탑 체를 벽 폐 여 냉각탑실 함- .

벽 이루어진 냉각탑실에는 냉각탑 냉각 여 자연 통풍구를 고 자연- ,

통풍구에는 소 를 여 소 단함.

자연 통풍구에 소 를 함 써 통풍구 개구 약 감소 게- 50% .

상 같 시 가지는 냉각탑실 냉각탑에 출 는 열에 여 도가 상승- ,

내부공 가 냉각탑실 상부 통풍구 출 고 부 양 면 통풍구 는 외 가,

입 어 냉각탑 냉각 게 .

이 같이 냉각탑실 는 냉각탑에 생 열 구동 여 이루어지며 냉각탑- , ,

생열량 크 그리고 냉각탑 등에 여 내부 냉각탑 도가, Fan ,

결 .

본 과 에 는 원 열 동 시뮬 이 통 여 소 를 구- 3 Enclosure

내부 냉각탑 도 분포를System .

시뮬 이 법2.

냉각탑 주 에 실 소 모듈과 같 께 단열재 벽 만들고 개구- 50%

구를 함 그림.( 1,2)

외 조건-

여름철 함(1) 30 .℃

람에 냉각 시(2) .

복사열에 도상승 시(3) .

냉각탑 내부 열 냉각용량-

량(1) : 690 LPM

입구 도 습구 도(2) : 50 , : 27℃ ℃

열 량(3) : 470kW　

냉각 능-

개 개(1) : 3

직경(2) : 0.5m

량 개당(3) : 719 Cmm

다 가지 조건에 여 시뮬 이 행함- 2 .

소 모듈이 없 경우 모델(1) ( 1)

소 모듈이 냉각탑 러싸고 있 경우 모델(2) ( 2)

결과 항목-

냉각 능 열 를 나 는 냉각 도 입구 도는 일(1) : ( 50 )℃

실 내부 속 분포 역 상등 생 가능 분(2) :

실 내부 냉각탑 주 도 변(3)

열 환

냉각팬

배

흡입

열 환

냉각팬

배

흡입

그림 해 모델1

3600

5800

1460

4150

3600

5800

1460

4150

그림 해 모델 면도 단2 ( : m)

시뮬 이 결과3.

소 가 없 경우 모델(1) ( 1)

그림 냉각탑 체 도 분포3

그림 냉각탑 열 평균 도 분포4

그림 냉각탑 내부 동 분포5. .

소 가 냉각탑 러싸고 있 경우 모델(2) Enclosure ( 2)

그림 냉각탑 체 도 분포6

그림 냉각탑 열 평균 도 분포7

그림 냉각탑 내부 동 분포8

열 평균 도는 모델 모 이 를 지 다 그림- 45 .( 4,7)℃

냉각탑 내부 체 도는 모델 모 이 를 지 다 그림- 45 .( 3,6)℃

냉각탑 내부 동 모델 모 출구 역에 역 는 없 알 있다 그림- .( 5,8)

소 모듈이 있 경우 없 경우는 약 도 이가 있다- 0.04 .( 1)℃

열 입구 도가 임 고 얻어진 평균 도 이를 통해 쉽게 출구 도를- 50℃

얻 있다 출구 도는 소 모듈이 없 경우 를 소 모듈이 있 경우 이. 39.9 0.04℃ ℃

나는 를 게 다39.94 .( 1)℃

본 모델에 는 통 열 출이 지 임 인해 모델간 도 이는 이- Fan 0.04℃

시 있다.

검토 토4.

에 시뮬 이 통 가지 모델에 계산 결과를 다- 1 2 .

본 시뮬 이 통해 소 모듈 시 냉각탑 내부 체 도 열 내부 평균 도-

는 이 를 함 인 있다45 .℃

열 를 나 는 냉각 도는 소 모듈이 경우 약 상승 것- 0.04℃

지만 이는 해 범 이내이므 냉각탑 냉각 능에는 변 가 없 것 단,

다.

소 모듈 에 른 도 이가 크지 않 고 소 모듈 시 부가-

얻는 이 이 많 것 보아진다.

열 달 면에 소 모듈과 냉각탑 간격이 재 인데 이보다 높 약- 150mm , 500mm

이상 사용 경우 량 증가 인해 열 달 높이는데 욱 효과 일 것 단 다.

냉각탑실 열 동해 결과1

부 자 보고C:

개1.

배경 및1.1.

본 술 역 마 크 에스엔브 트 주 에 능 평가 하여 수( )

행 평가 시스 개발과 차 립에 한 검 한다.

능 평가는 규격 하도 었 문에 규격에 거하여ISO 7235

평가 치 차 그리고 결과 등 검 하고 함 결과 신뢰 립하,

고 한다.

배 계 감 하여 리 사 는 능 나타내는 는

향학 능 투과 실 과 삽 실 등 에 한 배압(TL) (IL)

가 나타나는 압 실 다 러한 능 측 하고 평가하 한 시.

험 치 마 크 에스엔브 트 주 에 는 측 시스 하 측( )

시스 과 측 방법 타당 검 하고 에 한 실험 검 수행한다 그리고.

업체에 공하는 상 에 하여 삽 실과 압 실 측 수행하고 결과

검 보고한다, .

측 시스 계1.2.

규격에 거하여 능 평가 한 측 시스 다 그림과 같ISO 7235

계하 다 측 시스 수 는 과 시스 치 어.

한 직 달 지 않도 사 하여 차단하고 다 그리고.

스피커 시스 원 계하여 달하 간에 치하여

필 한 달 차단하고 하 다 그리고 측 상 후단에는 반.

사 막 하여 상 계하고 재 사 하여 무반사 처리 하 다 그.

리고 에 한 향도 한 하여 하 다 같 방법.

능 평가 치 계하 치 후 압 측 하여 삽 실 측,

하도 하 다 압 측 한 마 크 폰 그림에 같 뒷 단에.

치하도 하 에 한 향 수 도 치하 다.

같 압측 과 함께 과 압 측 할 수 는 들 치 어 다.

FAN

Source Chamber

System Silencer

Flow Meas. Duct

Test Specimen

Noise Meas. Duct

Anechoic Termination

FAN

Source Chamber

System Silencer

Flow Meas. Duct

Test Specimen

Noise Meas. Duct

Anechoic Termination

그림 능평가 측 시스 계도1.

측 시스 및 결과 검2.

계한 능평가 측 시스 치하고 한 특,

평가시험 수행하 다 앞 한 바 같 한 측 시스 타당. ISO

에 하여 검 하고 하 다 또한 시스 에 능평가 시험7235 .

수행하여 그 결과 검 하 다.

능평가 측 시스 검2.1.

그림 과 같 계한 능평가 측 시스 하여 치하 다 실1 .

에 치 측 시스 습 다 과 같다.

그림 치 능평가 측 시스 사진2.

능평가 시스 하여 한 는 트 측 차에ISO 7235

한 규격 삽 실과 동 그리고 압 실에 하여 체 내,

리하여 하고 다.

ISO 7235(2003) Acoustics - Laboratory measurment procedures for ducted

silencers and air-terminal units - Insertion loss, flow noise and total pressure

loss

규격에 거하여 능평가 측 시스 사양과 능 검 하 그 결과

한 능평가 시스 규격에 안하는 사항들 만 하고 하

다.

능평가 시험2.2.

한 능평가 측 시스 사 하여 실 업체 측 하여

능 평가하 다 측 에 사 한 원과 상 다 과 같다. .

그림 시험에 사 원과 상3.

측 시스 에 착한 후 규격에 안하는 차에 라 시험 수행

하 다 측 한 결과는 다 과 같다. .

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Pre

ssu

re D

rop

(P

a)

Flow Speed (m/s)


(a) Pressure Drop

63 125 250 500 1000 2000 40000

10

20

30

40

50 0 m/s 5 m/s 10 m/s 15 m/s 20 m/s

Inse

rtio

n L

oss

[d

B, re

. 2

e-5

Pa

]

Frequency [Hz]

(b) Insertion Loss

그림 능평가 시험 결과4.

결3.

마 크 에스엔브 트 주 에 능 평가 하여 계 한( ) ,

능평가 시스 과 차 타당 하 하여 규격 에ISO 7235

거하여 평가 치 차 그리고 시험결과 등 검 하고 함 결과 신뢰,

립하 다.

부 간이 능 장 개D:

본 연구에 는 국 규격 에 근거 여 소 종합 인 능 있는(ISO7235)

시스 계 작 고 그 능 검증 다 당 시스 품에 능 평가 는/ .

용도 용 있 나 실 작 장에 단품별 단 구 요소별 능 평가,

에는 시간과 용이 많이 생 게 는 이 있다 이에 라 주 주 요업체에.

는 장에 소 소 감 능만 간이 평가 있는 시스 개 이 요

고 이를 개 다 재 작 단계에 단품 별 는 품 소 감 능 평가, . ,

있는 시스 이 용 가 없다.

시스 개요D.1.

간이 능 장 는 용 는 공조 용 소 감 목 는

트 소 감 능 것 임(Ducted Silencer) (Insertion Loss)

소 원 생시키는 장 소 생 도를 모니 링 있는 부 구 며 아래 그,

림 개 도이다 별도 에 생 소 신 는 실 소 특 모사. COMPUTER

있도 능이 내장 도 작 며 이를 통해 임 에 생 는 소EQUALIZING ,

특 모사 있도 다.

Soundsource

Control System

MicrophoneArray

Test Specimen

그림 간이 능 장 개요도D.1 .

시스D.2.

가 계 시스.

계 시스 그림 같이 사 이D.2 National Instruments ( NI) NI CompacDAQ

구 었다 각 장 에 능 에 나열USB Data Acquisition System . D.1.

다.

부품 능D.1. .

(1) NI 9234 (Analog Input Module)

모듈 주National Instrument NI 9233 IEPE社

개 다이나믹 신 집 모듈 다이나믹 범 를 구 며 가속도4 , 102 dB

계 마이크에 신 컨 닝 용IEPE(Integrated Electronic Piezoelectric)

품이다 개 입 속도 입 신 를 동시에 지타이즈 다. 4 2 ~50 kS/s .

그림 D.2. NI 9234

사양D.2. NI 9233 .

내장(2) Sound Card (PC )

생 신 를 출 는 장 는 에 본 내장 어있는 를 용CONTROL PC Sound Card

다.

(3) Power Amplifier

그림 D.3. POWER AMPLIFIER.

사양D.3. POWER AMPLIFIER .

나 소 모사. S/W

인 면(1)

소 모사 생장 를 는 인 면 그림 에 같이 다 개/ CONTROL S/W D.4

이루어 있다 데이 스 이 에 는 에 요. ①

보 있다 속 압 압 벨 인 있다, . , . ②

어 에 는 모니 링 압 벨 시작 지 원 생 지 인버 를 어/ , / , On/Off

있다 속도 어 상태 모니 링 에 는 속도를 조 있고 속도. ,③

속 압 인 있다 상태 에 는 시 상황 알 있다, . .④ ⑤

뉴 에 는 데이 를 장 불러 있다 원 벨 입 삽입손실 계산/ .

있는 실행시킬 있다.

그림 소 능 시험 그램 인 면D.4.

구(2)

다 그림 는 각각 소 출구부 마이크 폰과 입구부 향 가진원 조립 장D.5 /

는 구 도면 보여주고 있다.

그림 소 모사 생장 구 도면D.5. .

다 결과.

본 연구에 는 소 능 실험실법 본 연구에 개 장(ISO7235)

법사이 연계 인 여 동일 소 에 해 그 능 고

다 다 그림 사진이고 결과를 것 결과 매우. D.6 , D.7

사 결과를 인 다.

그림 실험실법 과 장 사진D.6. (ISO7235) .

그림 장 법과 실험실법 결과D.7. .

주

이 보고 는 경부에 시행 사업 핵심 경1.

개 사업 연구보고 입니다.

이 보고 내용 에는 드시 경부에 시행2.

핵심 경 개 사업 연구개 결과임 야

합니다.

3. 국가과 지에 요 내용 외

는 공개 여 는 아니 니다.

소음·진동방지및저감기술webbook.me.go.kr/dli-file/091/011/5504373.pdf · 제 출 문...

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