1.) Wytłumaczyć pojęcia w akustyce ?

Fala akustyczna - rozprzestrzeniająca się zmiana stanu ośrodka sprężystego wywołaną miejscowym zakłóceniem. Rozprzestrzenianie tej zmiany jest związane z przenoszeniem energii wibroakustycznej z jednego do drugiego punktu przestrzeni bez przenoszenia materii między tymi punktami. Energia jest przekazywana łańcuchowo od cząsteczki do cząsteczki wskutek drgań wokół położenia równowagi.

Fale akustyczne rozchodzą się w ośrodkach sprężystych, zachowawczych i rzeczywistych, ulegając przy tym zniekształceniu oraz tłumieniu. Fale akustyczne w ośrodku sprężystym dzielą się na podłużne (cząsteczki materialne drgają w kierunku rozchodzenia się fali) i poprzeczne (cząsteczki materialne drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fal).

Fale dźwiękowe dzielimy na infradźwięki, dźwięki słyszalne i ultradźwięki.

Załamanie i odbicie fali polega na napotkaniu przez falę na swojej drodze powierzchni rozdzielającej dwa różne ośrodki. W innym przypadku fala padająca wzbudzi cztery fale po dwie podłużne i poprzeczne w każdym ośrodku.

Większość zjawisk akustycznych przekazywana jest w powietrzu. Jeżeli nie rozróżnia się w nim fal akustycznych, to istnieje w tym ośrodku ciśnienie statyczne (atmosferyczne). Obszar przestrzeni, w którym rozchodzą się fale akustyczne nazywa się polem akustycznym.

Mocą akustyczną - nazywamy ilość energii wysyłanej przez źródło dźwięku w jednostce czasu. Moc ta określa zależnością:

L_N - poziom mocy akustycznej [dB], N - moc akustyczna źródła dźwięku [W],

N₀=10^-12

Natężeniem dźwięku - nazywa się moc akustyczną fali przechodzącą przez jednostkową powierzchnię prostopadłą do kierunku rozchodzenia się fali. Określa ją zależnością :

I=N/S

Ciśnienie akustyczne - jest to chwilowa różnica wartości ciśnienia i ciśnienia statycznego podana w paskalach.

2.) Na przykładzie wentylatora omówić źródła hałasu ?

W wentylatorze istnieją dwie grupy źródeł hałasu (mechaniczne i przepływowe - aerodynamiczne).

Źródła mechaniczne to wszystkie elementy wentylatora, które są pobudzone do drgań w wyniku obracania się wirnika. Drgania te przenoszone są przez części konstrukcyjne wentylatora i następnie są emitowane do otoczenia. Dzielimy je na:

a.) Rozprzestrzenianie drgań (powierzchnie drgające wentylatora, zamocowanie wentylatora, rezonans mechaniczny elementów)

b.) Źródła powstawania drgań (luz w łożyskach, nie wyważenie wirnika, niecentryczność sprzęgła, źle połączone elementy).

Źródła aerodynamiczne to te, w których hałas jest wywołany przepływem powietrza lub innego gazu. Rozróżnia się hałasy turbulencyjne , wywołane burzliwością strumienia przepływowego przez wentylator oraz hałas pochodzący od niejednorodności strumienia. Powstają dwa pola nieruchome (związane z nieruchomymi elementami wentylatora) oraz pole wirujące (związane z wirnikiem). Wzajemne mijanie się tych pól powoduje zmiany ciśnienia i powstawanie fal dźwiękowych.

Dzielimy je na:

a.) Hałas od niejednorodności strumienia:

- Wentylator promieniowy (wlot do wentylatora, aparat kierowniczy),

- wentylator osiowy (współpraca wieńca kierowniczego i wirującego, ukształtowanie przepływu na wlocie i wylocie)

b.) Hałas turbulencyjny (nieprawidłowy przepływ, nie właściwa wielkość elementów, nie właściwie dobrany punkt pracy)

3.) Podać zasadę działania i budowy osłon dźwiękoizolacyjnych oraz konstrukcję wyciszonych zaworów i wydmuchów pary ?

Tłumiki absorpcyjne - działają na zasadzie pochłaniania energii akustycznej przez materiał porowaty, którym są wyłożone ścianki kanału. Przy rozchodzeniu się fal dźwiękowych w materiale pochłaniającym występują straty energii w skutek tarcia przy ruchu powietrza w porach materiału i tarcia wewnętrznego przy jego odkształceniach. Skuteczność tłumienia zależy od długości tłumienia, poprzecznych wymiarów kanałów oraz akustycznych właściwości materiału pochłaniającego.

Tłumiki rezonansowe - wykonane w postaci szeregowych komór stanowiących część przewodu gazowego lub komór połączonych do ścian przewodów. Skuteczność tłumienia hałasu zależy od stosunku przekroju komory do przekroju przewodu oraz liczby komór i ich długości.

Tłumiki mieszane - łączą w sobie właściwości wyżej wymienionych tłumików. Stosowane do tłumienia hałasu, którego widmo charakteryzuje się jednoczesnym wystąpieniem częstotliwości małych i wielkich.

Tłumiki na wydmuchach pary - składają się z rozprężacza i tłumika absorpcyjnego. Rozprężacz wykonany z koncentrycznie umieszczonych walców z blachy stalowej perforowanej. Para przepływająca przez otwory kolejnych walców, rozpręża się stopniowo do ciśnienia równego ciśnieniu atmosferycznego. Część absorpcyjna jest wykonana w postaci cylindra o ściankach zewnętrznych z blach stalowej pełnej, a wewnętrzna z blachy stalowej perforowanej. Przestrzeń między tymi ściankami jest wypełniona materiałem dźwiękochłonnym, dobieranym w zależności od parametrów pary.

4.) Omówić źródła hałasu występujące w elektrowniach i sposoby jego zmniejszania ?

a.) Urządzenia na składowiskach węgla.

Urządzenia wyładowcze i przeładunkowe na placu węglowym mogą być uciążliwe dla mieszkańców pobliskich osiedli. W przypadku dostarczania węgla koleją występują hałasy przy zamykaniu bocznych klap wagonów samo wyładunkowych. Poziom dźwięku w odległości kilku metrów dochodzi do 110dB. Są jeszcze kruszarki, separatory, taśmociągi podajniki które instaluje się w budynkach. To z kolei powoduje częściowe wytłumienie tego hałasu.

b.) Chłodni.

Źródłem hałasu chłodni kominowej jest szum spadającej wody. Hałas powoduje nieobudowana część chłodni oraz otwory wylotowe. W chłodniach ze szczytem ciągłym hałas dodatkowo stanowi wentylator. Poziom dźwięku chłodni kominowej jest w granicach 80-90dB.

c.) Sprężarki.

Hałas jest emitowany przez otwór ssący i korpus oraz silnik napędzający sprężarkę. Poziom hałasu jest w granicach 90-110dB.

d.) Wydmuchy pary do atmosfery.

Otwarcie zaworu bezpieczeństwa lub rozruchowego w kotle powoduje ulot pary o wysokim ciśnieniu do atmosfery. Częściej zdarzają się otwarcia zaworu rozruchowego trwające kilka minut niż otwarcie zaworu bezpieczeństwa. Poziom dźwięku wynosi 100-150dB.

e.) Transformatory.

Są uciążliwe w przypadku umieszczenia ich blisko budynków mieszkalnych. Mowa tu o trafo blokowych i instalacyjnych. Poziom hałasu w odległości kilku metrów jest zależny od mocy trafo i sięga od 70dB.

f.) Wyłączniki powietrzne wysokich napięć.

Hałas ma charakter impulsowy. Czas trwania impulsu nie przekracza 500ms i emituje dźwięk na poziomie 105-135dB.

Sposoby ograniczania hałasu:

- uwzględnianie zbiegów przeciw hałasowych w konstrukcji i technologii wykonywania urządzeń,

- lokalizacja budynków i urządzeń na terenie elektrowni,

- usytuowanie pomieszczeń w budynkach,

- zwiększanie chłonności akustycznej pomieszczeń,

- zabezpieczanie stanowisk obsługi i indywidualnych środków obsługi przed hałasem,

- odpowiednia eksploatacja i konserwacja urządzę i zabezpieczeń przeciwhałasowych.

6.) Podać podstawowe parametry i wyposażenie instalacji procesu termicznego przekształcania odpadów ?

Podstawowe parametry:

a.) Minimalna wartość opałowa umożliwiająca samoistne spalanie odpadów bez dodatkowego paliwa to ok. 6[MJ/kg].

b.) Wymaganie przepisami temperatury, która musi wynosić 850^oC. Co z kolei powoduje, że nie uzyskamy takiej temperatury spalania odpadów, które mają wartość opalową 6[MJ/kg]. Więc potrzebne jest dodatkowe paliwo takie jak gaz lub węgiel. Daje nam to unieszkodliwienie odpadów i kilkukrotne zmniejszenie ich objętości.

Spalanie odpadów podlega ograniczeniom w zakresie emisji zanieczyszczeń i instalacja spalania musi być wyposażona w wysoko skuteczne, wielostopniowe pewne w działaniu systemy oczyszczania :

a.) Układ odpylania (elektrofiltry lub filtry tkaninowe),

b.) Układ redukcji tlenków azotu,

c.) Układ półsuchy lub mokry oczyszczania spalin (dwustopniowy: kwaśny i alkaiczny),

d.) Układ absorberów z węglem aktywnym.

Pozostałe produkty procesowe (popiół i żużel), są produktami niebezpiecznymi i wymagają odpowiedniego postępowania (kumulują w sobie związki powstałe w procesie spalania). Ponadto instalacje wyposaża się w system gazowych palników rozruchowych i podtrzymujących proces spalania (stan awaryjny) oraz instalacje współ spalających w systemie dostarczania odpadów pozwalających na zatrzymanie ich podawani, podczas:

- rozruchu, do czasu osiągnięcia wymaganej temperatury,

- procesu, w razie nieosiągnięcia wymaganej temperatury lub przekroczenia dopuszczalnych wartości emisji.

Instalacja termicznego przekształcania odpadów powinna spełniać standardy najlepszej dostępnej techniki:

- ograniczać powstawanie zanieczyszczeń u źródła,

- być efektywna energetycznie,

- wyróżniać się jak najmniejszą awaryjnością,

- opłacalność w nakładach inwestycyjnych i kosztami eksploatacji.

Instalacja spalania i współ spalania odpadów powinna zapewniać :

- całkowite i zupełne spalanie,

- uzyskanie żużla bez składników toksycznych rozpuszczalnych w wodzie,

- odpylanie i neutralizację spalin do stężeń zgodnych z aktualnymi normami,

- wykorzystywanie ciepła spalin oraz optymalne korzystanie z paliwa dodatkowego,

- bezpieczną pracę oraz bezpieczne składowanie i przerób żużla i pyłów itp.

8.) Omówić oddziaływanie urządzeń elektroenergetycznych na człowieka i środowisko

Urządzenia elektroenergetyczne wytwarzają hałas. Działanie hałasu na organizm ludzki jest szkodliwe i uciążliwe. Hałas wpływa ujemnie na narząd słuchu jak i stan zdrowia człowieka. Skutkiem długotrwałej pracy w hałasie jest osłabienie słuchu lub głuchota. Prowadzić może nawet do szybszego zmęczenia, wydłużenia czasu reakcji na bodźce zewnętrzne, zaburzenia w koordynacji ruchu itp. Halas uniemożliwia odpoczynek, może nawet prowadzić do powstania chorób o podłożu nerwowym. Hałas o przewadze małych częstotliwości jest mniej szkodliwy niż hałas o tym samym natężeniu, ale zawarty w obszarze wielkich częstotliwości.

---