குறைந்த சத்தம் கொண்ட காற்றோட்டத்திற்காக கேபினெட் சென்ட்ரிஃபியூகல் விசிறிகளை ஏன் தேர்வு செய்ய வேண்டும்?

ஒலியியல் பொறியியல்: கேபினெட் சென்ட்ரிபியூகல் விசிறிகள் குறைந்த சத்தம் கொண்ட காற்று விநியோகத்தை எவ்வாறு அடைகின்றன?

ஒலியியல் உறை மற்றும் செயலிலா அதிர்வு தடுப்புப் பொருட்கள் – ஒருங்கிணைந்த தீர்வு

கேபினெட் சென்ட்ரிபியூகல் விசிறிகள், சிறப்பு கூட்டுப் பொருட்களால் ஆன பல அடுக்குகளைக் கொண்ட சுற்றுச்சுவர்களை ஒருங்கிணைத்து, ஒலிப்பிரச்சனைகளை அவற்றின் மூலத்திலேயே தீர்க்கின்றன. இந்த வடிவமைப்பில் பொதுவாக அடர்த்தியான இழைய உள்ளீடுகள் மற்றும் வார்ப்பு செய்யப்பட்ட பாலிமர் அடுக்குகளால் மூடப்பட்டிருக்கும், இவை சேர்ந்து விரும்பத்தகாத ஒலிகளைத் தடுக்கின்றன. இங்கு நடப்பது உண்மையில் மிகவும் சிறப்பான ஒலியியல் அறிவியல் ஆகும் – வெவ்வேறு பொருட்களின் பண்புகளுக்கு இடையேயான பொருத்தமின்மை என்பது, அவை கேட்கக்கூடிய ஒலியாக மாறுவதற்கு முன்பே அதிர்வுகளை ஒடுக்குவதில் உதவுகிறது. 500 முதல் 2000 ஹெர்ட்ஸ் வரையிலான சிரமமான நடு-அதிர்வெண் வரம்பிற்காக, தயாரிப்பாளர்கள் முக்கிய புள்ளிகளில் செயலிலா அதிர்வு குறைப்பு சிகிச்சைகளை பயன்படுத்துகின்றனர். இந்த சிகிச்சைகள் உண்மையில் ‘விஸ்கோஎலாஸ்டிக் மாறுபாடு’ (viscoelastic deformation) எனப்படும் ஒன்றின் மூலம் இயக்க ஆற்றலை வெப்பமாக மாற்றுகின்றன. இது மோட்டார் மவுண்ட்களைச் சுற்றியும், இம்பெலர் கட்டுவாட்டர்களுக்கு அருகிலும் சரியாக பொருத்தப்படும்போது, இந்த அமைப்பு குளிரூட்டும் திறனை பாதிக்காமல் கட்டமைப்பு ஒலியை ஏறக்குறைய பாதி வரை குறைக்க முடியும். இத்தகைய ஒருங்கிணைந்த ஒலி கட்டுப்பாட்டு முறை காரணமாக, இவை ஆராய்ச்சி ஆய்வகங்கள் அல்லது மருத்துவமனைகளின் மீளுருவாக்க அறைகள் போன்ற, அமைதியே மிக முக்கியமான இடங்களில் 45 டெசிபெல் கீழ் அமைதியாக இயங்க முடியும்; இது நோயாளிகளின் வசதிக்கான உலக சுகாதார அமைப்பின் (WHO) தரத்தை பூர்த்தி செய்கிறது.

நேரடி கிரில்கள் மற்றும் பரவலியாக்கிகளுடன் குழாயின் உள்ளே மற்றும் வெளியே பாய்வு சீரமைத்தல்

சரியான வானியல் பாய்வு சீரமைப்பை உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு புள்ளிகளில் பயன்படுத்தும்போது, சுழற்சி காரணமாக ஏற்படும் சத்தம் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைக்கப்படுகிறது. அந்த தேன்கூடு வடிவிலான நேரான வலைகள், வரும் காற்றிலிருந்து எந்தவொரு சுழற்சி இயக்கத்தையும் அகற்றுவதில் அற்புதமான விளைவை ஏற்படுத்துகின்றன; இதனால், இம்பெலருக்கு வரும் காற்று சரியான கோணங்களில் அழகான, சீரான அடுக்கு ஓட்டமாக (laminar flow) வருகிறது. அமைப்பின் மேலும் முன்னோக்கிச் செல்லும் போது, அந்த கூம்பு வடிவிலான விரிவாக்கிகள் (tapered diffusers) குழாயின் பரப்பை மெதுவாக விரிவாக்குகின்றன, இதனால் காற்றின் வேகம் 15% முதல் 30% வரை குறைகிறது, மேலும் அதன் அழுத்தத்தில் மிக அதிகமான இழப்பு ஏற்படுவதில்லை. இந்த கவனமான வேகக் குறைப்பு, காற்றோட்டத்தை மேற்பரப்புகளுடன் இணைத்து வைத்திருக்க உதவுகிறது, அது பிரிந்து விடுவதைத் தடுக்கிறது — அத்தகைய பிரிவு பல்வேறு வகையான விரும்பத்தகாத, அகல-அளவு சத்தங்களை உருவாக்கும். உண்மையான உலக சோதனைகளும் ஒரு சுவாரஸ்யமான விஷயத்தை வெளிப்படுத்தியுள்ளன: இந்த வடிவமைப்பு அம்சங்களை பின்னோக்கிச் சாய்ந்த பிளேடுகளுடன் (backward curved blades) இணைத்தால், அந்த எரிசக்தி பிளேடுகள் கடந்து செல்லும் அதிர்வெண் ஒத்ததிர்வுகள் (blade passing frequency harmonics) குறிப்பாக 63 முதல் 250 ஹெர்ட்ஸ் வரையிலான அதிர்வெண் வரம்பில், நமது செவிகள் அந்த ஆழமான முணுமுணுப்பு சத்தங்களை மிக எளிதில் உணரும் வரம்பில், சுமார் 9 முதல் 12 டெசிபெல் வரை குறைக்கப்படுகின்றன.

வாயு ஓட்டவியல் வடிவமைப்பு: அமைதியான இயக்கத்திற்கான வளைவு வடிவம் மற்றும் இம்பெலர் திறன் மேம்பாடு

பின்னால் சாய்ந்த இம்பெலர்கள் மற்றும் முன்னால் வளைந்த வளைவுகள்: ஒலி, திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மை

பின்னோக்கி சாய்ந்த இம்பெலர்களுடன் கூடிய கேபினெட் மையவிலக்கு விசிறிகள், மொத்த திறன் திறனை மேம்படுத்தும் போது அதிக அமைதியாக இயங்கும் போக்குடையவை. இவற்றின் இம்பெலர் பிளேடுகள் அவற்றின் சுழற்சி திசைக்கு எதிரான கோணத்தில் அமைக்கப்பட்டுள்ளன, இது சுழற்சியின் காரணமாக ஏற்படும் குழப்பத்தைக் குறைக்கிறது, மேலும் ASHRAE 2023-ல் அறிவித்தபடி இவற்றின் திறன் 85% ஐ விட அதிகமாக நிலைத்துள்ளது. இந்த வடிவமைப்பின் திறனுக்கு முக்கிய காரணம், காற்றோட்டம் அமைப்பிற்குள் பிரிவதை தடுப்பதாகும்; இது முன்னோக்கி வளைந்த மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அந்த எரிச்சலூட்டும் அகல-அலை ஒலிகளை தோராயமாக 6 முதல் 8 டெசிபெல் வரை குறைக்கிறது. இப்போது, நான் தவறாக புரிந்து கொள்ள வேண்டாம் – முன்னோக்கி வளைந்த பிளேடுகள் மெதுவான வேகங்களில் அதிக ஸ்டேட்டிக் அழுத்தத்தை உருவாக்கும். ஆனால் இங்கு ஒரு பரிமாற்றம் உள்ளது. இந்த வடிவமைப்புகளுக்கு மிகச் சிறிய நிலைத்தன்மை வரம்புகள் உள்ளன, இது அவற்றை சீறல் ஒலிகளுக்கு ஆளாக்குகிறது. மேலும், உச்ச திறன் 15% முதல் 20% வரை குறைகிறது, அவற்றின் வளைந்த வடிவத்தினால் ஏற்படும் வோர்டெக்ஸ் ஷெட்டிங் (vortex shedding) பிரச்சனைகளும் அதிகரிக்கின்றன. எனினும், பின்னோக்கி சாய்ந்த இம்பெலர்கள் வேறுவிதமாக செயல்படுகின்றன. குழாய் அழுத்தங்கள் மாறும்போதும் அவை தங்கள் குறைந்த ஒலிநிலையை பராமரிக்கின்றன, இதனால்தான் பல காற்றோட்ட அமைப்பு வடிவமைப்பாளர்கள், ஒலிச் செயல்திறன் மிக முக்கியமாக இருக்கும் போது இவற்றை விரும்புகின்றனர்.

குறைந்த அதிர்வெண் ஒலியை அடக்குவதற்கான இறக்கை-கடந்த அதிர்வெண் மேலாண்மை

இறக்கை-கடந்த அதிர்வெண்களில் (BPF) ஏற்படும் ஒலியை—பொதுவாக 100–500 ஹெர்ட்ஸ்—உள்ளே செயற்கையாக வடிவமைக்கப்பட்ட இறக்கைகள் மூலம் குறைக்கப்படுகிறது. இறக்கைகளின் சீரற்ற இடைவெளிகள் ஒத்த அழுத்த அலைகளை குழப்புகின்றன, இதனால் தெளிவான ஒலிகள் அகல-அதிர்வெண் ஒலியாக மாற்றப்படுகின்றன, இது NIOSH 2022 ஆய்வுகளின்படி 12–15 dBA அளவிற்கு மெதுவானதாக இருக்கிறது. கணினி திரவ வினையியல் (CFD) மூலம் மூன்று முக்கிய அளவுருக்களின் திறனை மேம்படுத்துவதற்கு வழிகாட்டுகிறது:

இந்த நுட்பங்கள் குறிப்பாக 63–250 ஹெர்ட்ஸ் ஆக்டேவ் பேண்டுகளை இலக்காகக் கொள்கின்றன — இவை இயந்திர முணுமுணுப்பு சத்தத்தின் மிகவும் உணரக்கூடிய வரம்பாகும் — காற்றோட்டத்தின் முழுமையை பாதிக்காமல் பயனாளர் வசதியை மேம்படுத்துகின்றன.

உண்மை உலக செல்லுபடியாக்கம்: கேபினெட் சென்ட்ரிஃப்யூகல் விசிறிகளின் அளவிடப்பட்ட சத்த செயல்திறன்

அலுவலகங்கள், சுத்தமான அறைகள் மற்றும் சுகாதார வசதிகளில் டிபிஏ (dBA) ஒப்பீடுகள்

துறை சோதனைகள், சமீபத்திய கேபினெட் மையவிலக்கு விசையால் இயங்கும் காற்று விசையாலைகள் (centrifugal fans) பொதுவான அலுவலகச் சூழல்களில் சுமார் 45 முதல் 50 டெசிபெல்(A) வரை இயங்குவதைக் காட்டுகின்றன, இது பழைய அச்சு விசையாலை (axial fan) மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது சுமார் மூன்றில் ஒரு பங்கு குறைந்த சத்த அளவைக் குறிக்கிறது. ISO தரநிலைகளால் சான்றளிக்கப்பட்ட தூய்மையான அறைகளில் (cleanrooms) இவை நிறுவப்படும்போது, அதிகபட்ச காற்று ஓட்டத்தை உருவாக்கினாலும் 55 டெசிபெல்(A) ஐ விடக் குறைவாகவே சத்த அளவை பராமரிக்கின்றன; எனவே உணர்திறன் மிக்க செயல்பாடுகளை குறுக்கிடும் எந்தவொரு சலசலப்பு பின்னணி சத்தமும் இருக்காது. மருத்துவ ஊழியர்கள் நோயாளிகள் சரியாக மீட்சியடைய அமைதியான பகுதிகளைத் தேவைப்படுவதால், மருத்துவமனைகள் இதுபற்றி மிகவும் கண்டிப்பானவையாக மாறியுள்ளன. உலக சுகாதார அமைப்பு (WHO), குணமடைதலுக்கான சூழல்களுக்கான குறிப்பிட்ட சத்த வரம்புகளை நிர்ணயித்துள்ளது, மேலும் இந்த அலகுகள் வழக்கமாக 40 முதல் 45 டெசிபெல்(A) வரையிலான அளவீடுகளுடன் அந்த இலக்குகளை அடைகின்றன. சட்ட ஏற்பாடுகளை நிறைவேற்றுவதை மட்டும் தாண்டி, இந்த அமைதியான இயக்கம் சத்தத்தின் தரம் மிகவும் முக்கியமாக இருக்கும் இடங்களில் மக்கள் உணரும் விதத்தில் உண்மையிலேயே வேறுபாடு ஏற்படுத்துகிறது.

குறைந்த சத்த செயல்திறனைப் பராமரிக்க நிறுவலுக்கான சிறந்த நடைமுறைகள்

கேபினெட் சென்ட்ரிபியூகல் விசிறிகளில் உள்ள ஒலியியல் நன்மைகளைப் பாதுகாக்க நிறுவலைச் சரியாகச் செய்வது மிகவும் முக்கியமானது. சிறந்த நடைமுறை? இந்த அலகுகளை அதிர்வு தனிமைப்படுத்தும் பேட்கள் அல்லது ஸ்பிரிங் மவுண்ட்களில் வைக்கவும். இல்லையெனில், கட்டமைப்பு மூலமாக ஒலி பரவுதல் (structure-borne transmission) ஒரு பிரச்சினையாக மாறும். இந்த நடவடிக்கையை புறக்கணித்ததால், உணரப்படும் ஒலி மட்டம் தோராயமாக 15 dBA வரை அதிகரித்ததை நாங்கள் கண்டிருக்கிறோம். மேலும் முக்கியமானது: உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு குழாய்களைச் சுற்றியுள்ள இடத்தை போதுமான அளவு விடவும். அனைத்துப் பக்கங்களிலும் விசிறியின் விட்டத்தின் குறைந்தபட்சம் 1.5 மடங்கு இடைவெளி விடுவது நல்ல வழக்கமாகும். இது அலைகளை ஏற்படுத்தும் சுழற்சியைத் தடுத்து, எரிச்சலூட்டும் உயர் அதிர்வெண் ஒலிகளைத் தடுக்கிறது. புதிய அமைப்புகளை நிறுவும்போது, இம்பெலர் (impeller) துல்லியமாக சீராக அமைந்துள்ளதை உறுதிப்படுத்தவும். கூட 0.1 மிமீ அளவு சிறிய சமனில்லாமை கூட BPF ஒலியின் எதிரொலிப்பு (BPF resonance) எனப்படும் எரிச்சலூட்டும் ஹம் (hum) ஒலியை ஏற்படுத்தும். குழாய்களை இணைக்க விறைப்பான இணைப்புகளுக்கு பதிலாக, நெகிழ்வான கேன்வாஸ் இணைப்புகளைப் பயன்படுத்தவும். இவை அதிர்வுகள் அமைப்பின் வழியாக பரவுவதைத் தடுக்கின்றன. அனைத்தும் நிறுவப்பட்ட பின்னர், வெவ்வேறு இயக்க வேகங்களில் ஒலி சோதனைகளை மேற்கொள்ளவும். தொடக்க நிலையில் (commissioning) முன்னும் பின்னும் எடுக்கப்பட்ட அளவீடுகளை ஒப்பிடுவது எது செயல்படுகிறது என்பதை வெளிப்படையாகக் காட்டும். சமீபத்திய வெளியூட்டல் ஆராய்ச்சிகளின்படி, இந்த வழிகாட்டுதல்களைப் பின்பற்றும் தொழில்துறை வசதிகள் நேரத்துடன் கூட ஒலிக் குவிப்பு தோராயமாக 30% குறைவாக இருக்கும்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

அடுக்கு மையவிலக்கு விசைக் காற்று விசிறிகளைப் பயன்படுத்துவதன் முக்கிய நன்மை என்ன?

அடுக்கு மையவிலக்கு விசைக் காற்று விசிறிகளின் முக்கிய நன்மை என்பது, ஆராய்ச்சி ஆய்வகங்கள் மற்றும் மருத்துவமனைகளின் மீளுருவாக்க அறைகள் போன்ற அமைப்புகளில் அமைதியான இயக்கம் மிகவும் முக்கியமாக இருக்கும் சூழல்களில், குறைந்த சத்தத்தில் காற்றோட்டத்தை வழங்கும் திறனாகும்.

பின்னோக்கிச் சாய்ந்த இறகுகள் எவ்வாறு சத்தத்தைக் குறைக்கின்றன?

பின்னோக்கிச் சாய்ந்த இறகுகள், முன்னோக்கிவளைந்த மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அகல-அலை சத்த அளவைக் குறைப்பதற்காக, குழாயமைப்பிற்குள் சுழற்சி மற்றும் காற்றோட்ட பிரிவைத் தடுப்பதன் மூலம் சத்தத்தைக் குறைக்கின்றன.

இவ்விசைக் காற்று விசிறிகளில் இறகு-கடந்த அதிர்வெண் மேலாண்மையின் முக்கியத்துவம் என்ன?

இறகு-கடந்த அதிர்வெண் மேலாண்மை என்பது, ஒத்த அழுத்த அலைகளை முறித்து, மென்மையான காற்றோட்டத்தை உறுதிப்படுத்துவதன் மூலம் குறைந்த அதிர்வெண் ஒலியை அடக்கும் வடிவமைப்பு நுட்பங்களைக் குறிக்கிறது, இதனால் இயக்கம் மேலும் அமைதியாக இருக்கிறது.

அடுக்கு மையவிலக்கு விசைக் காற்று விசிறிகளின் நிறுவல் அவற்றின் சத்தச் செயல்திறனை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

குழாய்களின் சுற்றிலும் அதிர்வு தடுப்பு பேட்டுகளைப் பயன்படுத்தாமல் அல்லது போதுமான இடைவெளியை விடாமல் சரியான முறையில் நிறுவுவது போன்ற தவறான நிறுவல், உணரப்படும் ஒலி மட்டத்தை அதிகரிக்கும். சரியான நிறுவல் விசிறிகளின் ஒலியியல் நன்மைகளை பராமரிக்க உதவுகிறது.