Noise Reduction in Centrifugal Compressors using Helmholtz Resonators. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF (M.Sc. Thesis)
Thesis_final.pdf - Accepted Version Download (1MB) | Preview |
Arabic Abstract
الضواغط هي في صميم معضم محطات توليد الطاقة البتروكيميائية والصناعية. هذه المحطات تحتاج الى موائع تستخدم بوجود طاقة عالية (ضغوط وسرعات عالية), و بسبب هذه الشروط, الضواغط تستخدم كوسيلة اساسية لزيادة المائع الى اعلى حالة طاقة. من الانواع المختلفة من الضواغط, ضواغط الطرد المركزي والتي هي الاكثر استخداما في المملكة العربية السعودية وذلك بسبب عملها المستمر في التدفق والاعتدال بقدرة الراس. بالرغم من الستخدام الشائع , ضواغط الطرد المركزي مولد رئيسي للضوضاء بسبب قدرتها وسرعاتها العالية. هذا الضجيج غير مرغوب للناس الذين يعيشون على مقربة من مناطق استخدام ضواغط الطرد المركزي, و يمكن ان تتسبب في انهيار التركيب الهيكلي للانابيب. ويولى اهتمام جزئي لتطوير حل لهذه المشكلة وذلك عن طريق استخدام مفهوم الهيلمهولز ريزينيتور. تم اجراء مقارنة بين نتائج تخفيض الضوضاء عن طريق الحل المطور والنتائج الموجودة مسبقا. و تم عرض محاكاة رقمية لانتشار الموجات الصوتية باستخدام هيلمهولز ريزينيتور واحد وايضا باستخدام اثنين وبالاضافة الى ذلك تم التحقق من صحة النتائج بمقارنتها بدراسات عملت سابقا. الترددات الرنانة المحسوبة لمختلف الاشكال الهندسية باستخدام هيلمهولز ريزينيتور واحد وايضا باستخدام اثنين تتوافق بشكل حسن مع النتائج التجريبية. تأثير نهاية تصحيح العوامل ايضا تم دراسته. تم التحقق من النتائج الماخوذة من الابحاث المنشور باستخدام بنامج الكومسول. ويرد ايضا الانتباه الى تاثير الشكل الهندسي للهيلمهولز ريزينيتور عند ترددها الرنان وعلى قدرتها على تخفيف الضوضاء. تم التحقق رقميا باستخدام الكومسول من نظرية التردد الرنان بالاعتماد على شكل وعاء الرنان. المحاكاة الرقمية دعمت باستخدام النتائج التجريبية. بعض التكوينات الجديدة من مصفوفات الرنان ايضا عرضت مع تحسين النتائج الهامة مقارنة بما سبق من الناحية العملية
English Abstract
Compressors are at the heart of most petrochemical and industrial power plants. These plants require fluids at high energy (High pressures and velocities), and due to this requirement compressors are used as the primary means of raising the fluid to a higher energy state. Of the various types of compressors, centrifugal compressors are most commonly used in Saudi Arabia due to their continuous flow operation and moderation head capacity. Despite their common usage, centrifugal compressors are often major noise generators due to their high horsepower and high tip speeds. This noise is undesirable for people living close to installation and also can potentially cause structural failures in the piping. Particular attention is given to the modified solution using the Helmholtz Resonator concept. A comparison of the noise reduction results between the developed solution and the existing solution is made. A thorough numerical simulation of acoustic wave propagation for one and two degrees of freedom Helmholtz resonators is presented and is validated with experimental results from the available literature. The calculated resonant frequencies for different geometries of one and two degrees of freedom resonators agree well with the experimental results .The effect of end-correction factors has also been incorporated in this study. The results from published papers are reproduced and validated using COMSOL, FEM based software. Attention is also given to the effect of geometry shape of the Helmholtz resonator on its resonant frequency and on its noise attenuation capability. The theory of resonant frequency depending on the shape of the vessel of the resonator is verified numerically using COMSOL. The Numerical simulation is supported with an experimental validation too. Some new configurations of the resonator arrays are also simulated and presented with significant improved results in comparison to those already in practice.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Mechanical |
| Department: | College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering |
| Committee Advisor: | Mekid, Samir |
| Committee Members: | Hawwa, Muhammad A. and Al-Qahtani, Hussain |
| Depositing User: | Maaz Farooqui (g200905470) |
| Date Deposited: | 27 Jun 2012 12:30 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 15:35 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138708 |