بخشی از مقاله
مطالعه تجربي آلودگي صوتي ايستگاه هاي تقليل فشار گاز شهري
چکيده
در اين پژوهش در چند ايستگاه تخت و کابينتي تقليل فشار گاز طبيعي مطالعه ميداني صدا سنجي انجام شده اشت . با مقايسه نوفه در شرايط مختلف ايستگاه ها فرکانس هاي غالب و ميزان تاثير عوامل انتشار صدا به بيرون ساختمان ايستگاه به صورت کمي استخراج شده است .
کلمات کليدي
ايستگاه تقليل فشار - آلودگي صوتي - صدا سنجي- نوفه جرياني- تراز فشار صوت
مقدمه
آلودگي صوتي بعد از آلودگي هوا و آب به عنوان سومين خطر بزرگ براي محيط زيست بشر به شمار ميرود. منابع آلودگي صوتي
متنوع و متفاوت است . يکي از منابع توليد آلودگي صوتي ايستگاه هاي تقليل فشار خطوط گاز رساني به مراکز مسکوني و صنعتي ميباشد.
کاهش فشار گاز در ايستگاه هاي تقليل فشار، کاهش چگالي و افزايش سرعت جريان را به همراه دارد و عبور گاز از مسيرهاي مختلف سبب ايجاد نوفه ميشود.
در سال ١٩٦٩ اولين مقررات فدرال محدود کردن نوفه در امريکا اعلام شد. در ابتدا اين محدوديت ها تنها به برخي واحدهاي دولتي اعمال شد اما از سال ١٩٧٠ به عنوان مقررات ايمني و بهداشت و درمان به تمام صنايع گسترش يافت . اين مقررات به شکل استانداردهاي کنترل نوفه حرفه اي صنعتي باقي ميماند و توسعه يافت [١].
صنعت گاز طبيعي به طور سنتي موقعيت رهبري خود را در آگاهي دادن و کنترل نوفه صنعتي حفظ کرده است . يکي از اولين نمونه - هاي اين فعاليت ها برنامه ٢٣-NQ انجمن گاز آمريکا با عنوان "کاهش نوفه در تاسيسات خط لوله گاز" است که توسط کميته تحقيقات خط لوله از سال ١٩٥٨ تا ١٩٦٢ انجام شد. هدف اوليه اين برنامه مشخص کردن اثرات نوفه در شنوايي کارکنان و مردم جامعه بود که پس از توسعه روشهاي تحليلي و تکنيک هاي مهندسي به شناسايي، تشخيص و کنترل نوفه در نصب و راه اندازي خط لوله گاز منجر شد [٢].
استاندارد تجهيزات ، روش ها و مراحل تست آزمايشگاهي و اندازه گيري صدايي که توسط جريان يک سيال تراکم از مسير يک شير کنترل و لوله کشي مربوطه منتشر ميشود توسط انجمن ادوات امريکا با شماره ١٩٩٧-ISA-S٧٥٠٧ تعريف شده است . آزمون ممکن است تحت هر شرايطي بين کاربر و توليد کننده توافقي انجام شود. اگر چه اين استاندارد براي اندازه گيري نوفه منتشر شده در پايين دست شير طراحي شده است ، اما امکان استفاده از آن حتي در عايق کاري و لوله کشي غير استاندارد نيز وجود دارد [٣].
کاهش فشار گاز در ايستگاه هاي تقليل فشار کاهش چگالي و افزايش سرعت جريان را به همراه دارد و عبور گاز از مسيرهاي مختلف سبب ايجاد صدا ميشود. انتشار صدا از منبع تا محيط مسکوني از مسير بدنه خط لوله و تجهيزات نصب شده در آن به فضاي داخل ايستگاه و سپس ديواره ساختمان ايستگاه و پس از آن محيط اطراف و ديوار ساختمان مسکوني مجاورو پس از عبور از فضاي داخل ساختمان به گوش فرد ساکن در آن ميرسد. انتشار نوفه در پايين دست منبع بيشتر از بالادست آن رخ ميدهد [٤].
فضاي محيط يک عامل کاهش انتشار صدا ميباشد يعني با فاصله گرفتن از منبع صوت نوفه دريافتي کمتر ميشود. معمولا تراز فشار صوت در فضا با برچسب فاصله بيان ميشود. در عمل اکثر اندازه گيريهاي صوتي نه در شرايط بدون انعکاس و نه منعکس کننده کامل است بلکه ترکيبي از دو حالت ميباشد.
ايستگاه هاي تقليل فشار گاز رايج دو نوع مسطح ٢ و کابينتي ٣ هستند که همه آنها شامل لوله ورودي، فيلتر، لوله پايدار کننده ، شير قطع اضطراري ٤، لوله و رابط کاهش قطر، رگلاتور، رابط افزايش قطر، شيرهاي اطمينان ، هدر و لوله خروجي ميباشد. اين ايستگاه ها با ظرفيت - هاي مختلف نياز گاز يک منطقه مسکوني و يا مجتمع صنعتي را تامين ميکند. در ايستگاه هاي تقليل فشار، گاز از خط انتقال اصلي شبکه گاز شهري در فشار psig٢٥٠ دريافت شده و فشار آن در ايستگاه به psig٦٠ کاهش داده ميشود. لوله انتقال گاز قبل از ايستگاه در عمق زمين قرار دارد.
در اين پژوهش تراز فشار صوت داخل و اطراف ساختمان چند ايستگاه تقليل فشار گاز مسطح و کابينتي اندازه گيري و نتايج آن تحليل شده است .
١. روش تجربي
نوفه ميتواند به روش ها و از مسيرهاي متفاوتي به شنونده برسد. انرژي آکوستيکي منبع صوت از طريق سازه يا سيال موجود در
مسير به شونده يا دريافت کننده انتقال پيدا ميکند.
در اين مطالعه از ابزار تراز سنج صوت ٥ استفاده شده است . تراز فشار صوت کميتي است که به ميزان فاصله از منبع صدا بستگي دارد، به همين دليل هنگام گزارش تراز فشار صوت اندازه گيري شده ، به منظور ارزيابي صوتي، ذکر فاصله محل اندازه گيري تا منبع صوت ضروري است [٥ و ٦].
به منظور يکسان سازي در تمامي اندازه گيريها، اندازه گيري ترازفشار صوت کلي در فاصله ي يک متر از رگولاتور در راستاي لوله ، يک متر از سطح لوله در راستاي عمود بر لوله و در ارتفاع يک و نيم متر از سطح زمين ميباشد. اندازه گيريهاي تراز فشار صوت در خارج از اتاقک در ارتفاع يک و نيم متر از سطح زمين و فاصله ي يک متر از ديوار صورت گرفته است .
لازم به تذکر است که به منظور بررسي دقيق تر نوفه ايجاد شده در لوله براي هر اندازه گيري يکي از خطوط ايستگاه فعال بوده و
ساير خطوط بسته بوده اند. همچنين سعي بر آن بوده که تمامي اندازه گيريها در شرايط پايدار خط انجام گيرد.
٢-١. ابزار اندازه گيري
مجموعه ابزار اندازه گيري و نرم افزارهاي تخصصي ساخت شرکت K &B دانمارک ميباشد. دستگاه اندازه گير تراز سنج صوتي ٦
مدل ٢٢٦٠ Investigator است که تحليل فرکانسي در باندهاي اکتاو و ١.٣ اکتاو را انجام ميدهد. براي تحليل داده ها از نرم افزارهاي Pulse Labshop استفاده ميباشد که قادر است تحليل فرکانسي تا فرکانس kHz٤٠ و همچنين تحليل در باندهاي اکتاو تا دقت ١.٢٤ اکتاو انجام دهد. جهت ذخيره کردن ، نمايش و انجام پردازش هاي ثانويه بر روي داده هاي اندازه گيري شده نرم افزار Noise Explorer مورد استفاده قرار ميگيرد. براي اطمينان از صحت اندازه گيري ميکروفون ها از کاليبراتور و صحت کار سخت افزار انتقال و پردازش داده ها از روش نرم افزاري استفاده ميشود.
٢-٢. صداسنجي
در اين مطالعه تجربي دو کميت آکوستيکي تراز فشار صوت و تراز شدت صوت اندازه گيري ميشود. تراز فشار صوت در يک نقطه داخل ايستگاه و چند نقطه بيرون ايستگاه و مطابق شکل ١ تراز شدت صوت در بيش از ٢٠ نقطه با فاصله يکسان از يکديگر و فاصله مشخص از خط انتقال گاز پايين دست رگلاتور اندازه گيري ميشود.
٢. نتايج آزمايش
يک نمونه نمودار طيفي تراز فشار صوت در داخل اتاق در حالتي که ميکروفون در موقعيت ارتفاع از زمين ١٥٠ سانتيمتر و فاصله از ديوار جانبي ١٢٠ سانتيمتر اندازه گيري کرده است در شکل ٢ نشان داده شده است . همچنين تراز فشار صوت بيرون اتاق در کنار دو ديوار جانبي که در يکي ديوار به سقف چسبيده و ديگري بين ديوار و سقف فاصله هوايي حدود ٣٠ سانتيمتري وجود دارد به ترتيب در شکل ٣- الف و ٣-ب نشان داده شده است . نتايج شکل ٣ مربوط به اندازه گيري تراز فشار صوت بيرون اتاق در حالتي که ميکروفون در موقعيت ارتفاع از زمين ١٥٠ سانتيمتر و فاصله از ديوار جانبي ٢٠٠ سانتيمتر قرار گرفته است ميباشد. از آنجايي که پاسخ گوش انسان به تمام فرکانس ها يکنواخت نيست و به فيلتر وزني نوع A نزديک ميباشد در نمودارهاي شکل هاي ٢ و ٣ تراز فشار صوت معادل A محاسبه شده است .
٣. تحليل نتايج
اندازه گيريها و تحليل فرکانسي در ايستگاه هاي مسطح داراي ساختمان ، در درون و بيرون ساختمان ، در ايستگاه هاي مسطح بدون ساختمان در فاصله تعريف شده از خط لوله پس از رگلاتور و هدر و در ايستگاه هاي کابينتي در بيرون از کابينت انجام شده است .
نتايج تحليل فرکانسي درون سختمان ايستگاه هاي مسطح در جدول ١ آورده شده است .
جدول ١ تراز فشار صوت درون اتاق ايستگاه هاي مسطح داراي ساختمان [٧]
نتايج تحليل فرکانسي بيرون ساختمان ايستگاه هاي مسطح در جدول ٢ آورده شده است .
از مقايسه رديف اول جدول هاي ١و ٢ مشخص ميشود که ساختمان ايستگاه به دليل وجود فضاي باز بين سقف و ديوارها اثر قابل توجهي بر کاهش صوت نداشته است . از مقايسه رديف دوم جدول ١ با رديف هاي دوم تا چهارم جدول ٢ مشخص ميشود که با کوچک کردن دريچه هاي تخليه و مسدود کردن منفذهاي ساختمان تراز فشار صدا حتي تا dB ١٥ کاهش يافته است . در ايستگاه هايي که خطوط کاهش فشار روي پي بتني و به ترتيب روي پايه يکپارچه و دوپارچه فلزي قرار دارند در کنترل نوفه موثر بوده اند.
از مقايسه نتايج مربوط به ايستگاه با ظرفيت ٥٠٠٠ متر مکعب بر ساعت در جدول هاي ١ و ٢ مشخص ميشود که ديوار بتني نقش
موثرتري از ديوار آجري در جذب نوفه داشته و توانسته است انتشار نوفه در فرکانس هاي kHz ٥-٠.٥ را کاهش دهد.
نتايج تحليل فرکانسي ايستگاه هاي مسطح با فضاي باز در جدول ٣ آورده شده است . در جدول ٣ مشاهده ميشود تراز فشار صوت از رگلاتور تا هدر کاهش نيافته است . با دو برابر شدن فاصله از ١ متر به ٢ متر از منبع صوت تراز فشار ٤.٥ دسيبل کاهش يافته است . در اين جدول ديده ميشود عمده نوفه توليد شده در رگلاتور به پايين دست آن منتقل شده به طوري که اختلاف نوفه در هدر بالاو پايين دست ١٤ دسيبل است .
