ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ВЕНТИЛЯТОРЫ МАЛОГАБАРИТНЫЕ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОГО И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Испытательные коды по шуму и вибрации

Часть 1

Измерение шума

ISO 10302-1:2011 Acoustics — Measurement of airborne noise emitted and structure' borne vibration induced by small air-moving devices —

Part 1: Airborne noise measurement (IDT)

Издание официальное

Москва

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода стандарта на русский язык, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 358 «Акустика»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 ноября 2014 г. № 1550-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10302-1:2011 «Акустика. Измерения шума и вибрации, производимых малогабаритными вентиляторами. Часть 1. Измерение шума» (ISO 10302-1:2011 «Acoustics — Measurement of airborne noise emitted and structure-borne vibration induced by small air-moving devices — Part 1: Airborne noise measurement»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

7 Режим работы вентилятора

7.1    Потребляемая мощность

7.1.1    Вентиляторы переменного тока

Вентилятор должен работать при номинальной мощности на частоте напряжения питающей сети, и в пределах +1,0 % от:

a)    номинального напряжения (если не указано иное); или от

b)    среднего напряжения для установленного диапазона напряжений (например, при 220 В для установленного диапазона от 210 до 230 В).

Для сети, имеющей больше двух фаз, межфазные изменения напряжения не должны превышать 1 % номинального значения.

Примечани е — Хотя методика испытаний в разделе 7 подобна ИСО 7779, приведенный здесь допуск напряжения более строгий по сравнению с ИСО 7779 (5 % номинального напряжения).

7.1.2    Вентиляторы постоянного тока

Вентилятор должен работать при номинальном напряжении в пределах отклонений от него не более +1 %.

Дополнительные испытания могут быть проведены при других напряжениях (например, при номинальных максимальном и минимальном напряжениях).

7.2    Рабочие точки на PQ-кривой (вентиляторы переменного и постоянного тока)

7.2.1    Обязательные рабочие точки

Вентилятор должен быть испытан в трех режимах работы для каждой из частот и напряжений питающей сети, указанных в 7.1. Эти рабочие точки соответствуют следующим режимам работы:

a)    регулируемое выходное отверстие (задвижка) полностью открыто;

b)    80 % максимальной производительности на PQ-кривой;

c)    20 % максимальной производительности на PQ-кривой.

Должно быть зарегистрировано фактическое статическое давление, измеряемое в каждом режиме работы.

Примечание1 — В настоящем стандарте измерение PQ-кривой предшествует акустическим измерениям. «Максимальная производительность» соответствует режиму работы на PQ-кривой, при котором статическое давление равно нулю. Например, если максимальная производительность вентилятора при испытаниях составила 0,01 м³/с, то из PQ-кривой следует, что 80 % максимальной производительности составит 0,01 м³/с • 0,8 = 0,008 м³/с.

Примечание2 — В настоящем стандарте различают состояния «задвижка полностью открыта» и «максимальная производительность». В ИСО 10302:1996 и других стандартах это было иначе. Условие а) «задвижка полностью открыта», соответствовало условию «максимальная производительность» или условию «свободное нагнетание». Однако, сопротивление потоку камеры (даже при полностью открытой задвижке) влияет на реальный режим работы. Например, три пологие линии вблизи оси абсцисс на рисунке 9 изображают кривые импеданса системы для четвертного, половинного и полного размера камеры соответственно с полностью открытой задвижкой.

7.2.2    Дополнительные рабочие точки

Чтобы установить связь уровня звуковой мощности с кривой производительности, могут быть проведены дополнительные испытания в других режимах работы, включая рабочую точку максимального статического КПД. Некоторые вентиляторы (например, малые канальные вентиляторы) могут быть нестабильны при работе вблизи точки максимального статического КПД. Испытания следует проводить в устойчивых режимах работы.

7.2.3    Процедура выбора режима работы

Рабочие режимы следует выбирать следующим образом.

a)    Статическое давление вентилятора при определяемой процентной производительности (см. 7.2.1) должно быть найдено из аэродинамической кривой рабочих характеристик вентилятора (из PQ-кривой), определенной (до акустических измерений) в соответствии с ИСО 5801 или приложением А, применяемой при том же направлении воздушного потока.

b)    Если плотность атмосферного воздуха во время акустических измерений будет отличаться больше чем на 1 % от зарегистрированного в соответствии с ИСО 5801 или приложением А, то статическое давление вентилятора должно быть скорректировано следующим образом:

ГОСТ Р ИСО 10302-1-2014

где p_{s 2} — статическое давление вентилятора, которое должно быть в испытательной камере, Па; t₂ — температура воздушного потока во время акустических измерений, °С;

Рать 2 — атмосферное давление во время акустических измерений, кПа;

p_{s 1} — статическое давление вентилятора во время измерения производительности, Па;

1.1 — температура воздушного потока во время измерения производительности, °С;

Pamb, 1 — атмосферное давление во время измерения производительности, кПа.

с) Задвижка должна быть отрегулирована так, чтобы получить статическое давление вентилятора в пределах ±1 % от его максимального статического давления, определенного средством измерения давления, удовлетворяющим требованиям 5.6.

В каждом режиме работы вентилятор и его статическое давление должны прийти в стабильное состояние.

Если измерения выполняют в режиме максимального статического КПД, следует убедиться, что камера отрегулирована для работы в данном режиме. Некоторые вентиляторы имеют три или более значения производительности, соответствующей одинаковому статическому давлению вентилятора в области максимального статического КПД. Из таких режимов только режим с наибольшей производительностью является требуемым режимом с максимальным статическим КПД. Чтобы достигнуть данного режима работы, следует начинать со свободного нагнетания и увеличивать статическое давление, пока требуемый режим работы не будет достигнут.

Если в одном из рекомендуемых режимов работы работа вентилятора нестабильна (например, скорость или давление неустойчивы), следует уменьшать статическое давление вентилятора до наступления стабильной работы и использовать полученный таким способом новый режим работы. В проколе испытаний должен быть указан неустойчивый режим работы и описан альтернативный режим.

Примечание — Аэродинамическая характеристика вентилятора, определенная согласно ИСО 5801 или приложения А, может отличаться от рабочей характеристики в испытательной камере. Данное отличие полагают типичным для нормального применения вентилятора, и не требуется вносить какие-либо изменения в конструкцию камеры при испытаниях.

8 Методика измерения

8.1    Общие положения

Уровни звуковой мощности следует определять по ИСО 7779. Согласно разделу 6 ИСО 7779:2010 допускается применять метод сравнения в реверберационной камере на основе ИСО 3741. Согласно разделу 7 ИСО 7779:2010 можно определять уровни звуковой мощности в существенно свободном поле над звукоотражающей плоскостью на основе ИСО 3744 и ИСО 3745. При выборе метода измерений по ИСО 7779:2010 (раздел 7) применяют одну точку измерений из множества, описанных в 8.2.

Примечание — При использовании метода по ИСО 7779:2010 (раздел 7) уровни звуковой мощности могут зависеть от плотности воздуха. В настоящем стандарте применяют коррекции по ИСО 7779:2010. Для некоторых случаев, где требуется учет влияния плотности воздуха, в приложении В приведена дополнительная информация.

8.2    Точки расположения микрофона для измерений в существенно свободном поле над

звукоотражающей плоскостью

8.2.1 Общие положения

Для определения уровней звуковой мощности в соответствии с настоящим стандартом применяют полусферические измерительные поверхности из приведенных в ИСО 3744 и ИСО 3745. Радиус поверхности не должен быть менее 0,5 м (см. примечание 2 к 3.2.2).

Примечание 1 — В ИСО 7779 для существенно свободного поля над звукоотражающей плоскостью определены и другие формы измерительных поверхностей. Однако для определения уровня звуковой мощности с использованием описанной в настоящем стандарте испытательной камеры допускается применение только полусферических измерительных поверхностей.

Следует использовать одно из положений микрофона, указанных в 8.2.2 или в 8.2.3, при условии, что радиус полусферы не менее 0,5 м (см. примечание 2 к 3.2.2). В обоих случаях началом системы координат является вертикальная проекция центра монтажного отверстия вентилятора на звукоотра-

9

жающую плоскость. Если применяют испытательную камеру меньших по сравнению с рисунком 1 размеров, то радиус измерительной поверхности уменьшают от 2 м пропорционально размеру камеры.

Примечание 2 —Указанные точки расположения микрофона уменьшают действие помех, обусловленных отражениями от звукоотражающей плоскости, и позволяют избежать воздействия входного или выходного потока вентилятора.

8.2.2    Фиксированные точки на полусферической измерительной поверхности

На рисунке 10 изображены местоположения 10 позиций микрофона, контролирующих участки равной площади на поверхности полусферы и пронумерованные от 1 до 10. Их координаты (х, е, z) приведены в таблице 2 и указаны на рисунке 10.

Примечани е — Для определенности в таблице 2 и на рисунке 10 приведены координаты одного из возможных вариантов положений микрофонов на полусферической измерительной поверхности.

8.2.3    Коаксиальные круговые траектории в пяти или более параллельных плоскостях

Вместо фиксированных положений могут применяться коаксиальные круговые траектории согласно ИСО 3744 (см. рисунок 11).

8.3    Подготовка к измерениям

С целью подготовки к измерениям шумовых характеристик вентилятора необходимо выполнить следующее:

a)    записать данные о наименовании, номере модели, заводском номере, размерах, паспортные данные и привести подробное описание испытуемого вентилятора;

b)    получить кривую аэродинамической производительности вентилятора в соответствии с ИСО 5801 или приложения А, в зависимости от того, что применяется;

c)    проверь калибровку микрофона(ов) в соответствии с ИСО 7779:2010;

d)    измерить уровни фонового шума в испытательном пространстве в соответствии с ИСО 7779:2010;

e)    измерить температуру окружающей среды, относительную влажность и атмосферное давление;

f)    если применяемый метод требует использования образцового источника звука (RSS), следует измерить создаваемые им уровни звукового давления;

д)    установить нуль шкалы манометра или другого средства измерения давления, используемого для измерения статического давления вентилятора в испытательной камере.

8.4    Испытание вентилятора в рабочем режиме

Для измерения шумовых характеристик вентилятора в каждой конфигурации следует выполнить следующие действия:

a)    перед выполнением акустических испытаний необходимо прогреть вентилятор до стабильной температуры при его работе в течение достаточного промежутка времени. Если данное время неизвестно, то перед акустическими испытаниями оборудование должно работать в течение не менее 30 минут;

b)    установить вентилятор на испытательную камеру в соответствии с 6.3;

c)    отрегулировать напряжение (и частоту, если применяется двигатель переменного тока) в соответствии с 7.1;

d)    отрегулировать задвижку, чтобы добиться требуемого режима работы в соответствии с 7.2;

е)    определить уровень звуковой мощности в соответствии с ИСО 7779:2010 (разделы 6 или 7 в зависимости от того, который применяется). Определить корректированный по характеристике А уровень звуковой мощности и уровень звуковой мощности в третьоктавных полосах. Уровни звуковой мощности в октавных полосах определяют при необходимости;

f) зарегистрировать данные в соответствии с разделом 10;

д) повторить действия по перечислениям с d) по f) для каждого режима работы;

h) повторить действия по перечислениям от с) до д) для каждого заданного значения напряжения.

При испытаниях некоторых малых центробежных вентиляторов в полноразмерной камере появляются дискретные тоны (вероятно совпадающие с резонансными частотами камеры), обычно отсутствующие в спектре шума вентилятора. Это явление возникает редко, но если во время испытания появляются неожиданные тоны, возможная причина этого должна быть исследована.

ГОСТ Р ИСО 10302-1-2014

9 Неопределенность измерения

Неопределенность результатов измерений, выполненных в соответствии с настоящим стандартом, рекомендуется оценивать в соответствии с Руководством ИСО/МЭК 98-3. При внесении в протокол испытаний следует определить расширенную неопределенность вместе с соответствующей вероятностью покрытия, как определено в Руководстве ИСО/МЭК 98-3. Руководство по определению расширенной неопределенности приведено в приложении Е.

Если лаборатория, выполняющая измерения в соответствии с настоящим стандартом, не располагает актуальными данными, необходимыми для применения Руководства ИСО/МЭК 98-3, то в протоколах испытаний могут быть временно использованы данные, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 — Оценки стандартного отклонения воспроизводимости уровней звуковой мощности вентиляторов, определенные в соответствии с настоящим стандартом

Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц Среднегеометрическая частота третьоктавной полосы, Гц Стандартное отклонение воспроизводимости aR0, дБ 125 от 100 до 160 4,0 250 от 200 до 315 2,5 от 500 до 4000 от 400 до 6300 1,5 8000 8000 2,5 10000 3,0 Корректированное по А 1,5

Примечание 1 — Приведенные оценки получены методами по ИСО 5725:1986 [3] на основе данных межлабораторных сравнительных испытаний центробежных вентиляторов с производительностью от 0,016 до 0,456 м3/с, выполненных в 14 лабораториях (как в реверберационных помещениях, так и в полузаглушенных акустических камерах со звукоотражающим полом) на испытательных установках от половинного до полного размера. Предполагается, что для испытательных установок меньшего размера (вплоть до 1/4) неопределенность измерения результатов, полученных в соответствии с настоящим стандартом, будет иметь примерно такую же величину.

Примечание 2 — Предполагается, что среднеквадратичные отклонения воспроизводимости, указанные в таблице 1, содержат все источники неопределенности измерения в соответствии с настоящим стандартом за исключением изменений уровня звуковой мощности, связанных с отличиями экземпляров испытательной камеры. Приведенные в таблице 1 значения, однако, не включают систематического смещения, которое могло быть между уровнями звуковой мощности, определенными различными методами измерения.

Примечание 3 — Можно ожидать, что среднеквадратичное отклонение воспроизводимости для одного и того же объекта испытаний в одних и тех же лабораторных условиях измерений будут значительно меньше соответствующей стандартной неопределенности, на основе которой получены значения в таблице 1.

10 Регистрируемые данные

Следующая информация должна быть зарегистрирована для всех измерений, выполненных в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

В каждом режиме работы вентилятора регистрируются следующие данные и другая информация, необходимая по ИСО 7779:2010:

a)    фактическое напряжение питания в вольтах;

b)    статическое давление вентилятора в паскалях с точностью не менее +1 % от измеренного значения, или с точностью 2,5 Па — в зависимости от того, какое значение больше;

c)    положение задвижки или (при необходимости) площадь выходного отверстия;

d)    частота вращения вентилятора, округленная с точностью 5 мин^-1;

e)    потребляемая электрическая мощность в ваттах, если требуется;

11

f) частота электросети в герцах при использовании электродвигателя переменного тока;

д)    корректированный по характеристике А уровень звуковой мощности (относительно 1 пВт), определенный в соответствии с ИСО 7779:2010 (раздел 6 или 7) и округленный с точностью 0,1 дБ;

h)    уровни звуковой мощности (относительно 1 пВт) в третьоктавных полосах частот, определенные в соответствии с ИСО 7779:2010 (раздел 6 или 7) и округленные с точностью 0,1 дБ;

i)    при необходимости уровни звуковой мощности (относительно 1 пВт) в октавных полосах частот, определенные в соответствии с ИСО 7779:2010 (раздел 6 или 7) и округленные с точностью 0,1 дБ.

11 Протокол испытаний

Результаты должны быть представлены в протоколе испытаний с использованием форм, приведенным в приложении D. В протоколе должна содержаться, по меньшей мере, следующая информация:

a)    заявление о том, что вентилятор был испытан в соответствии с настоящим стандартом и что уровни звуковой мощности были определены в соответствии с ИСО 7779 (должен быть указан метод, используемый для определений уровней звуковой мощности);

b)    наименование изготовителя и объекта испытаний (при наличии), номер детали изготовителя, заводской номер (при наличии), размеры (длина, ширина, глубина, диаметр направляющего аппарата, диаметр рабочего колеса), другие паспортные данные и подробное описание испытуемого вентилятора;

c)    кривая аэродинамической производительности вентилятора или используемый образцовый режим работы;

d)    корректированный по характеристике А уровень звуковой мощности L_WA, дБ, (относительно 1 пВт), округленный с точностью 1,0 дБ для каждого режима работы, соответствующего определенному напряжению (если предполагается последующая обработка данных для расчета статистического значения шумовых характеристик для данного типа вентилятора, то корректированные по характеристике А уровни звуковой мощности должны определяться точностью 0,1 дБ или выше).

Примечание — С целью заявления статистических значений уровней звуковой мощности вентиляторов корректированный по характеристике А уровень звуковой мощности может быть указан в децибелах с точностью 1,0 дБ, или в белах с точностью 0,1 Б. Если применяют статистические значения уровней, то они должны быть явно указаны в протоколе испытаний;

е)    уровни звуковой мощности L_w, дБ, (относительно 1 пВт) в третьоктавных полосах, округленные с точностью 1,0 дБ и, при необходимости, в октавных полосах частот для каждого режима работы;

f) подробное описание режима и условий работы вентилятора при испытаниях, как указано в разделе 10 (напряжение, частота сети, статическое давление вентилятора, соответствующая производительность, потребляемая мощность и частота вращения);

д) температура в градусах Цельсия, относительная влажность в процентах, атмосферное давление в килопаскалях и другая информация, которая может быть полезной при испытаниях конкретного вентилятора;

h) расширенная неопределенность измерения корректированных по характеристике А уровней звуковой мощности, определенных согласно используемой процедуре (см. раздел 9), округленная с точностью 0,1 дБ. Кроме того, указанные данные могут быть приведены в соответствии с приложением Е.

12

ГОСТ Р ИСО 10302-1-2014

Размеры в метрах

7 — полиэстерная пленка (покрыты все стороны каркаса, включая низ, кроме монтажной панели и выходного отверстия); 2 — сборный узел регулируемого выходного отверстия; 3 — выходное отверстие; 4 — задвижка; 5 — пьезометрический контур давления за панелью; 6 — сборный узел монтажной панели; 7 — вентилятор; 8 — прижимная планка; 9 — виброизолирующая

прокладка; 10 — угловое крепление

Рисунок 1 — Испытательная камера (полный размер)

7 — рама; 2— клей (закрепляет полиэстерную пленку); 3 — закрепленная шурупами внешняя накладка (прижимает пленку к

слою клея); 4 — полиэстерная пленка

Рисунок 2 — Испытательная камера. Детали крепления пленки

13

ГОСТ Р ИСО 10302-1-2014

Содержание

1    Область применения............................................1

2    Нормативные ссылки............................................1

3    Термины и определения..........................................2

4    Ограничения при измерениях.......................................4

5    Требования к конструкции и характеристикам испытательной камеры................5

6    Установка испытательного оборудования................................7

7    Режим работы вентилятора........................................8

8    Методика измерения............................................9

9    Неопределенность измерения......................................11

10    Регистрируемые данные........................................11

11    Протокол испытаний...........................................12

Приложение А (обязательное) Метод измерения PQ-кривой малого вентилятора..........21

Приложение В (справочное) Влияние плотности воздуха........................22

Приложение С (справочное) Формы протоколов испытаний.......................23

Приложение D (справочное) Заявление шумовых характеристик вентилятора............26

Приложение Е (справочное) Руководство по применению информации для расчета

неопределенности измерения..............................27

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации..................32

Библиография................................................33

ГОСТ Р ИСО 10302-1-2014

Размеры в миллиметрах

со	J	25

200
Рисунок 8 — Сборный узел регулируемого выходного отверстия. Задвижка (нержавеющая сталь)

18

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЕНТИЛЯТОРЫ МАЛОГАБАРИТНЫЕ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОГО И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Испытательные коды по шуму и вибрации

Часть 1

Измерение шума

Small air-moving devices for information technology and telecommunication equipment. Noise and vibration test codes.

Part 1. Noise measurement

Дата введения — 2015—12—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения воздушного шума, излучаемого малыми вентиляторами (вентилятор), используемыми для охлаждения электронного, электрического и механического оборудования, где уровень звуковой мощности вентилятора имеет существенное значение.

Примерами таких устройств являются вентиляторы осевые (с направляющим аппаратом и без него), вентиляторы центробежные, вентиляторы, имеющие рабочие колеса с внешним ротором и их разновидности.

В настоящем стандарте описывается испытательная камера и методы определения воздушного шума вентиляторов в зависимости от производительности и статического давления, развиваемого вентилятором в испытательной камере. Стандарт предназначен для применения производителями вентиляторов, используемых для охлаждения электронного оборудования и подобных устройств, и для испытательных лабораторий. Стандарт устанавливает метод получения сопоставимых результатов. Результаты измерений, выполненных в соответствии с настоящим стандартом, предназначены для использования в технической документации и при проверке рабочих характеристик вентиляторов, а методы испытаний могут указываться при заключении договоров на поставку оборудования между покупателями и продавцами. Конечной целью измерений является предоставление технических данных для проектировщиков электронного, электрического или механического оборудования, содержащего один или несколько вентиляторов.

В стандарте на основе экспериментальных данных для испытательных камер различных размеров приведена методика расчета максимальной производительности вентилятора, при которой еще применим настоящий стандарт.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Недатированную ссылку относят к последней редакции ссылочного стандарта, включая его изменения.

ИСО 3741 Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Точный метод для реверберационных камер (ISO 3741, Acoustics — Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure — Precision methods for reverberation test rooms)

ИСО 3744 Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно свободном поле над звукоотражающей плоскостью (ISO 3744, Acoustics — Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure — Engineering methods for an essentially free field over a reflecting plane)

Издание официальное

ИСО 3745 Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Точный метод для заглушенной и полузаглушенной камеры (ISO 3745, Acoustics — Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure — Precision methods for anechoic test rooms and hemi-anechoic test rooms)

ИСО 5801-2007 Промышленные вентиляторы. Испытания по определению технических характеристик с использованием стандартных воздуховодов (ISO 5801:2007, Industrial fans — Performance testing using standardized airways)

ИСО 7779—2010 Акустика. Измерение шума, производимого оборудованием для информационных технологий и телекоммуникаций (ISO 7779:2010, Acoustics — Measurement of airborne noise emitted by information technology and telecommunications equipment)

Руководство ИСО/МЭК 98-3 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения (ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995))

ANSI/ASA S2 32 Экспериментальные методы определения механической подвижности. Часть 2. Измерения с использованием одноточечной передачи возбуждения (ANSI/ASA S2.32, Methods for the experimental determination of mechanical mobility — Part 2: Measurements using single-point translational excitation)

JBMS 72-2003 Акустика. Метод измерения шума, излучаемого малыми вентиляторами (JBMS 72:2003, Acoustics — Method for the measurement of airborne noise emitted by micro-fans)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1    Общетехнические термины

3.1.1    вентилятор (устройство для перемещения воздуха, УПВ) (fan, air-moving device, AMD): Устройство для перемещения воздуха с помощью вращающегося рабочего колеса с лопастями, приводимого в движение электродвигателем с электронным или механическим управлением.

Примечание 1 — Вентилятор имеет по меньшей мере по одному входному и выходному отверстию. Данные отверстия могут иметь элементы присоединения вентилятора к воздуховодам или к другим устройствам управления воздушным потоком.

Примечание 2 — Испытания можно проводить с деталями каркаса, двигателя или рабочего колеса, но при наличии различного вспомогательного оборудования (например, защитных ограждений от проникновения пальцами). В настоящем стандарте каждая подобная конфигурация будет называться вентилятором.

Примечание 3 — В некоторых отраслях, включая информационные технологии, устоявшийся термин «вентилятор» означает «устройство перемещения воздуха с осевым направлением воздушного потока», а термин «воздуходувка» означает «центробежное устройство перемещения воздуха». В настоящем стандарте термин «вентилятор» применяется в значении «устройство перемещения воздуха» не обязательно с осевым потоком воздуха. Модификации (такие как осевой, центробежный или смешанный поток) будут добавляться при необходимости подчеркнуть отличие типов вентиляторов.

3.1.2    вентилятор малых размеров (микровентилятор) (micro-fan): Вентилятор, имеющий максимальную производительность не более 0,015 м³/с.

Примечание 1 — Микровентиляторы являются подмножеством вентиляторов, испытываемых в соответствии с настоящим стандартом.

Примечание 2 — Область применения ИСО 5801:2007 (22.4.2, таблица 4) ограничена числами Рейнольдса от 12000 или выше. Такие числа Рейнольдса соответствуют нижнему пределу производительности приблизительно 0,01 м³/с. Поскольку вентиляторы малого объема используют для охлаждения во многих технических задачах, то измерение характеристики давление/производительность микровентиляторов выполняют по методике, изложенной в JBMS-72:2003 (приложение А).

3.2    Акустические термины

3.2.1 уровень звуковой мощности L_w (sound power level), дБ: Десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности Р к опорному значению звуковой мощности Р₀ (Р₀ = 20 пВт):

/= 101д —.

р ^у Р₀

Примечание 2 — Вентилятор по определению, включает в себя двигатель, рабочее колесо и направляющий аппарат, поэтому статический КПД включает в себя как электромеханический КПД двигателя, так и аэродинамическую эффективность рабочего колеса и направляющего аппарата.

3.3.5    стандартная плотность воздуха (standard air density): Плотность воздуха при нормальных атмосферных условиях.

Примечание — Стандартная плотность воздуха равна 1,20 кг/м³.

3.3.6    нормальные атмосферные условия (для измерения аэродинамической характеристики) [standard air conditions (for aerodynamic performance measurement)]: Атмосферные условия, характеризуемые заданными значениями параметров.

Примечани е — Для целей настоящего стандарта нормальные атмосферные условия характеризуются следующими параметрами: температура 20 °С, относительная влажность 50 %, атмосферное давление 1,013 -10¹ Па.

4 Ограничения при измерениях

Экспериментальные данные показывают, что рассматриваемый метод испытаний применим до максимальной производительности q_v max, как функции номинального объема воздуха V используемой при испытаниях камеры, и до статического давления вентилятора 750 Па.

(4)

где q_v max — максимальная производительность вентилятора при испытаниях, м³/с;

q_v о — максимальная производительность при испытаниях с полноразмерной испытательной камерой, м³/с, q_v 0 = 1 м³/с;

Vq — номинальный объем полноразмерной испытательной камеры, м³, V_Q = 1,3 м³;

V— номинальный объем испытательной камеры, применяемой в испытаниях, м³.

Примечание 1 — Внутренний объем полноразмерной камеры 1,3 м³ получен округлением произведения линейных размеров: 1296 м³ = 1,2 м (ширина) х1,2 м (глубина) х0,9 м (высота).

Примечание 2 — Следует отметить, что «номинальный воздушный объем» приблизительно соответствует воздушному объему, рассчитанному по внешним размерам камеры. Например, в случае камеры с размерами в 1/4 от полноразмерной камеры номинальный воздушный объем, исключая высоту опор, равен V= blh = 0,3 м х 0,3 м х 0,225 м = 0,02025 м³, где b — ширина, / — глубина и h — высота.

В целях настоящего стандарта рекомендуется использовать камеры минимальных размеров, удовлетворяющих формуле (4) для заданной максимальной производительности вентилятора.

Метод испытаний, устанавливаемый настоящим стандартом, аналогично методу по ИСО 7779 предусматривает определение уровней звуковой мощности в заданном испытательном пространстве на основе метода сравнения в реверберационном помещении по ИСО 3741, или прямого метода по ИСО 3744 или ИСО 3745 в условиях существенно свободного поля над звукоотражающей плоскостью. Метод настоящего стандарта может быть применен к вентиляторам, которые излучают а) широкополосный шум; Ь) узкополосный шум; или с) шум, содержащий дискретные частотные составляющие.

Метод настоящего стандарта позволяет определить шумовые характеристики одного испытуемого вентилятора. Если шумовые характеристики определены для нескольких устройств одного вида, то результаты могут использоваться для определения статистического значения шумовой характеристики вентиляторов данного вида или партии вентиляторов.

Важно иметь в виду, что вибрация, шум потока, вносимые потери и другие явления могут изменить фактически излучаемую звуковую мощность, поэтому, результаты измерений, выполненных в соответствии с настоящим стандартом, могут отличаться от результатов, полученных при натурных измерениях для вентиляторов, установленных в оборудовании.

Примечание 3 — В настоящем стандарте не рассматривается измерение структурного шума вентиляторов. ²

ГОСТ Р ИСО 10302-1-2014

5 Требования к конструкции и характеристикам испытательной камеры

5.1    Общие положения

Для обеспечения заданных пределов максимальной производительности и максимального статического давления вентилятора изготавливается определенная конструкция. Она обеспечивает акустическую прозрачность для шума вентилятора и регулируемое сопротивление производимому им потоку

воздуха.

Примечание 1 — Требования акустической прозрачности установлены в 5.5.

Базовая конструкция камеры определена в 5.2—5.6 и показана на рисунках 1—8. Допускается модифицировать данную конструкцию при необходимости уменьшения, прежде всего, линейных размеров каркаса и некоторых размеров других деталей, сохраняя геометрические пропорции до 1/4 полного размера. Уменьшение размеров уменьшает максимально допустимую производительность испытуемых вентиляторов прямо пропорционально уменьшению объема камеры [см. формулу (4)], то есть уменьшение пропорционально третьей степени линейных размеров.

Примечание 2 — Подобные модификации могут предприниматься с целью подгонки размеров малых или более тихих вентиляторов к испытательным камерам с более узкими по сравнению с базовой конструкцией отверстиями.

Допустимые модификации конструкции обеспечивают стандартные отклонения воспроизводимости в пределах, указанных в таблице 1. Степень влияния других отклонений от базовой конструкции на неопределенность измерения уровней звуковой мощности вентиляторов не выявлена.

5.2    Испытательная камера: базовая конструкция

5.2.1    Общие положения

Испытательная камера должна состоять из воздухонепроницаемого короба, образованного каркасом, обтянутым воздухонепроницаемой, акустически прозрачной полиэфирной пленкой, монтажной панели для установки вентилятора и узла регулируемого по размерам входного отверстия, как показано на рисунке 1.

Камера должна соответствовать требованиям 5.2.2—5.2.7.

5.2.2    Размер камеры

На рисунке 1 показаны размеры полноразмерной камеры.

5.2.3    Пленочное покрытие

Каркас должен быть обтянут изотропной полиэфирной пленкой номинальной толщиной от 25 до 50 мкм. Для защиты пленки от повреждений по краям могут применяться деревянные рейки (см. рисунки 1 и 2).

5.2.4    Каркас

Каркас изготавливают из бруска сечением 50 х 50 мм. Для обеспечения структурной жесткости камеры на основе деревянного каркаса или каркаса из других материалов рекомендуется применять угловые клинья (см. рисунок 3). Линейные размеры каркаса, включая толщину его элементов, должны соответствовать заданному линейному размеру камеры.

5.2.5    Материал каркаса

Опыт показал, что каркас из древесины, например березовой, или трубчатая алюминиевая конструкция обеспечивают достаточную прочность, жесткость и долговечность камеры и удовлетворяют необходимым акустическим характеристикам по 5.5.

5.2.6    Виброизоляция

Ножки или опоры испытательной камеры должны обеспечить ее виброизоляцию от пола при любых размерах камеры. Целью виброизоляции является не допустить передачу вибрации между камерой и полом. Камера полного размера (см. рисунки 1 и 3) при любом способе виброизоляции должна иметь полную высоту опор 0,1 м. Высота опор должна быть пропорциональна линейному размеру камеры.

5.2.7    Отверстия для измерения статического давления вентилятора

Контур измерения давления должен устанавливаться непосредственно за монтажной панелью. Он должен соответствовать периметру монтажной панели (см. рисунок 4). Диаметр трубки контура и отверстий отбора давления не изменяют при изменении размера камеры. ¹

5.3    Конструкция монтажной панели

Монтажная панель должна состоять из специальной промежуточной пластины, герметично прикрепленной к армированному листу резины, который, в свою очередь, герметично прикреплен к каркасу испытательной камеры с помощью алюминиевых крепежных полос (см. рисунки 1,4 и 5). Промежуточная пластина предназначена для надежного закрепления вентилятора на листе резины. Конструкция может иметь вид, показанный на рисунке 5, который хорошо подходит для аксиальных или некоторых других специальных вентиляторов. Промежуточная пластина не должна создавать помехи воздушному потоку и не должна вызвать дополнительное звуковое излучение, не связанное с шумом вентилятора.

Конструкция монтажной панели (включая промежуточную пластину и лист резины) может быть заменена единственной демпфированной панелью с соответствующими выходными отверстиями (но без промежуточной пластины) из материала, не оказывающего значительного влияния на измерения воздушного шума.

Заготовка такой пластины без установочного отверстия вентилятора должна обладать уровнем подвижности [относительно 1 м/(Н • с)] минус 45 дБ в диапазоне частот от 25 до 5000 Гц, измеренным в середине свободно опертой на двух углах заготовки размерами 1,0 м². Измерение уровня подвижности выполняют в соответствии с ANSI/ASA S2.32.

Допуск на уровень подвижности составляет ±8 дБ в диапазоне частот от 25 до 100 Гц, +4 дБ в диапазоне частот от 100 до 200 Гц и +2 дБ в диапазоне частот от 200 до 5000 Гц. Эти пределы допуска гарантируют достаточную демпфированность пластины, чтобы предотвратить возбуждение каркаса. Такие панели используют при измерении вибрации вентилятора (см. ИСО 10302-2). Применение монтажной панели указанной конструкции может повысить эффективность испытаний при совместных измерениях звука и вибрации. Если базовую конструкцию монтажной панели заменяют (определив импеданс листового материала на основе предварительных испытаний), то это должно быть указано в протоколе испытаний.

Отверстие монтажной панели должно соответствовать рекомендациям изготовителя вентилятора. Отверстия в зажимной рамке и резиновой пластине должны быть больше отверстий в промежуточной пластине, чтобы минимизировать помехи от воздушного потока. Длина, ширина и толщина алюминиевой крепежной полосы, как и длина, ширина армированного резинового монтажного листа должны соответствовать линейному размеру камеры. Размеры других деталей, в том числе толщину панели, при изменении размеров камеры не изменяют.

5.4    Узел регулируемого выходного отверстия

Узел регулируемого выходного отверстия должен включать в себя неподвижную пластину апертуры и задвижку, для плавного изменения площади выходного отверстия от 0,0 до 0,2 м² для полноразмерной камеры (см. рисунки 6—8). Максимальная площадь выходного отверстия должна изменяться пропорционально квадрату линейных размеров камеры при их изменении.

Примечание — Рабочую точку вентилятора во время испытаний контролируют, регулируя положение задвижки выходного отверстия.

5.5    Вносимые потери испытательной камеры

Соответствие испытательной камеры требованиям настоящего стандарта оценивают посредством определения вносимых потерь испытательной камеры (3.2.3).

Вносимые потери испытательной камеры в третьоктавной полосе частот должны быть в интервале (0^) дБ и рекомендуются в интервале не более +1,5 дБ. Вносимые потери камеры определяют в

соответствии со следующей процедурой:

a)    дважды определяют уровень звуковой мощности некоторого источника шума (например, громкоговорителя): первый раз, когда источник находится внутри испытательной камеры, и второй раз с источником вне камеры, но при неизменном положении источника относительно испытательного помещения. Если измерения вносимых потерь выполняют в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью, то микрофоны должны быть размещены на полусферической поверхности, центр которой расположен в акустическом центре источника шума;

b)    неопределенность измерения может возрасти, если между двумя измерениями источник шума был смещен относительно отражающих поверхностей (пол и монтажная панель). Чтобы избежать этого, следует установить источник шума на полу. Затем следует удалить монтажную панель и повернуть камеру на 90° так, чтобы лицевая сторона, в нормальном состоянии закрываемая монтажной панелью, была параллельна полу, и выходное отверстие камеры находилось сверху. В таком поло-

ГОСТ Р ИСО 10302-1-2014

жении камера может быть опущена на источник шума или удалена с него, обеспечивая воздействие на источник шума или исключая такое воздействие, не изменяя при этом положение источника относительно испытательного помещения;

с) источник шума должен быть установлен так, чтобы гарантировать минимальное воздействие вибрации корпуса источника шума, передаваемой на каркас испытательной камеры или ее пленочное покрытие.

При измерении вносимых потерь задвижка выходного отверстия должна быть закрыта.

5.6 Средства измерения статического давления

Статическое давление, развиваемое вентилятором в испытательной камере, измеряют с помощью контура давления (показанного на рисунке 4). Контур давления имеет четыре отверстия для отбора давления, располагаемые, как показано под углом 90° в направлении центра области нагнетания вентилятора (в плоскости контура). Контур давления установлен на каркасе, на котором закреплена монтажная панель. Выход контура давления может быть выведен из короба камеры через малое гладкое без заусенцев отверстие в каркасе. Статическое давление вентилятора должно измеряться поверенным манометром.

Цена деления шкалы манометра или другого средства измерения давления должна составлять 1 % или менее (например, 0,5 %) от максимального статического давления вентилятора.

Инструментальная неопределенность манометров в условиях постоянного давления не должна превышать +1 % значения максимальной производительности на аэродинамической характеристике испытуемого вентилятора, или 1,5 Па, в зависимости от того, какая из величин больше. Для уточнения деталей см. ИСО 5801:2007 (подраздел 6.2).

6 Установка испытательного оборудования

6.1    Установка испытательной камеры в испытательном помещении

Испытательная камера должна быть установлена на полу испытательного помещения, пригодного для определения уровня звуковой мощности в соответствии с ИСО 7779:2010 (разделы 6 или 7).

6.2    Направление воздушного потока

Рекомендуется выполнять испытания вентилятора при направлении выходного потока внутрь испытательной камеры. Допускается иное направление воздушного потока, если рекомендуемое направление не может быть обеспечено конструктивно. Например, центробежные вентиляторы или рабочие колеса с внешним ротором без улитки нагнетания могут быть испытаны при установке камеры на входном отверстии вентилятора.

6.3    Установка вентилятора

Вентилятор должен быть установлен на монтажную панель и изолирован, как описано в 5.3 (лист резины с промежуточной пластиной и крепежной рамкой или только демпфированная панель). В частности при испытаниях центробежных вентиляторов, особенно при низких статических давлениях, может возникнуть необходимость в установке дополнительных виброизолированных опор, обеспечивающих параллельность монтажной панели лицевой плоскости испытательной камеры и препятствующих распространению воздушного шума. Во всех случаях монтажная панель должна оставаться в одной плоскости с лицевой поверхностью камеры. Для больших вентиляторов может потребоваться вспомогательная опора для предотвращения прогиба или скручивания монтажной панели из-за больного веса вентилятора. Вспомогательная опора не должна влиять на распространение воздушного шума и должна быть изолирована от вибрации вентилятора.

Вентилятор должен быть испытан в каждой из его конфигураций (см. примечание 2 к 3.1.1).

В некоторых случаях вентиляторы, работающие при полностью открытом выходном отверстии камеры, могут вызвать колебания или вибрацию полиэфирной пленки, создавая нежелательный шум. В таких случаях следует принять меры для минимизации шума пленки. Например, монтажная панель в сборе с вентилятором может быть отделена от остальной части камеры, которую убирают. При этом монтажная панель должна подвешиваться в одной плоскости с полом испытательного помещения в месте, отвечающем требованиям 6.1.

1

2