Master's Thesis

Comparison of noise generated by differently constructed vents

Final Thesis 6.07 MB Appendix 275.61 kB

Author of thesis: Ing. Jan Bernard

Acad. year: 2018/2019

Supervisor: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Reviewer: doc. RNDr. Miroslav Doložílek, CSc.

Abstract:

This diploma thesis deals with comparing noise levels of three side vents of different constructions, which are used for distribution and directing of ventilation air in a cabin of an automobile. The fundamental knowledge of the physical and physiological acoustics is described in the introduction part of this study. Following the introduction part there is a brief explanation of the car air conditioning system (HVAC system) as well as are explained the acoustic properties of specific elements of this system. The study also deals with dividing ventilation vents and describes the vast traceable types of automobile vents. Prior to the description of the experiment, which was conducted as a part of this study, the procedures and results of the measurements carried out in other theses are explained. Measurement of noise levels of the compared vents was carried out in a semi-anechoic chamber under the ČSN ISO 3475 standardization. To clarify increase of noise generated by the vent in an interior of an automobile, additional measurement of noise was carried out in a cabin of Porsche Cayenne 2018. From the gathered results we can conclude that under the constant flow, (of 60 square meters per hour) louder vents are those with higher pressure loss. This pressure loss is dependant primarily on the speed of the flow in the vent, as well as on the number and the adjustment of the deflectors. In a cabin of an automobile, the noise produced by the vent is negligible in comparison with total noise in an interior of a car. However, in the area surrounding the air flowing out from the vent, (approximately 0,7 meters from it) the level of acoustic pressure increases significantly.

Keywords:

vents, noise, sound power level A, sound pressure level A, loudness, car cabin, Porsche, system HVAC

Date of defence

11.06.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Zodpovězeny dotazy oponenta. Doc. Katolický položil dotaz, proč nebyla použita metoda měření parametrů s umístěním výustek na podlaze? Doc. Katolický se dotázal na vliv akustického tlumiče, umístěného uvnitř komory a zda by nebylo lepší jej umístit vně komory? Doc. Katolický se zeptal, proč nebyla polobezdozvuková komora použita k měření již od počátku? Prof. Pavelek se dotázal jestli diplomant provedl teoretický rozbor nejistot měření před začátkem měření? Doktor Fišer se dotázal jaké by byly výsledky měření hluku v automobilu v případě, že by se nejednalo o automobil se spalovacím motorem, ale elektromotorem. Prof. Jícha se dotázal na význam jednotky "Son". Student odpověděl na všechny dotazy.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Environmental Engineering (M-TEP)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. František Kavička, CSc. (člen)
prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. (člen)
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Patočka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Pan Bc. Jan Bernard řešil diplomovou práci experimentálního charakteru. Navázal na práci, kterou na OTTP na obdobné téma řešil pan Bc. Stanislav Libřický, avšak výrazně inovoval měřicí metodu a provedl i úpravy na zkušebním standu.
Zadání bylo koncipováno jako tři paralelní práce studentů, kteří budou na některých částech spolupracovat, sdílet a využívat vzájemně své výsledky. Tato představa se naplnila jen částečně, neboť zbylí dva studenti svou diplomovou práci přerušili kvůli studiu v zahraničí, toto vedlo k nutnosti aby Pan Bernard řešil práci více samostatně. Podporou byly pouze úpravy použitých vyústek a dílčí výsledky měření rychlostních polí od pana Brdečka.
Práce byla řešena ve spolupráci s firmou Fischer automotive systems s. r. o. (FACZ), čímž bylo vymezeno zadání a cíle práce. Pan Bernard postup práce několikrát v FACZ prezentoval a konzultoval.
Problematika měření hluku při proudění vzduchu z vzduchotechnické vyústky má několik úskalí, která student musel řešit. Další potíže se týkaly zejména nevhodných akustických vlastností stávající zkušební místnosti, kdy student vyvinul dostatečné úsilí k tomu, aby přesvědčil vedoucího práce a přesunul měření do bezdozvukové komory. Tím odpadly problémy s akustikou, ale bylo nutno řešit přebudování a přesun zkušební aparatury. Kvalita výsledků a jejich vypovídací schopnost se podstatně zlepšila.
Student jednotlivé úkoly řešil v souladu se zadáním, v problematice se dobře zorientoval a při řešení volil adekvátní postupy. Práci věnoval mnoho úsilí a času, jednotlivé body zadání řešil do dostatečné hloubky a šíře.
Diplomant práci s vedoucím konzultoval v dostatečné míře, dobře reagoval na jeho připomínky a rady. Používal vlastní přístupy, projevil dobrou orientaci v odborné literatuře i normách a v dostatečné míře prokázal schopnost aplikovat poznatky získané studiem a řešit technické problémy. Jeho přístup hodnotím jako zodpovědný a cílevědomý.
Určité rezervy spatřuji v možnosti lépe předem promyslet a naplánovat experimenty a předejít tím nutnosti je opakovat. Student naštěstí projevil schopnost kriticky se podívat na vlastní výsledky a najít chyby, což je pro technickou práci velmi důležité. Dále se jako poněkud obtížnější jevila schopnost stručného a srozumitelného vyjádření, cit pro psané sdělení a vyváženost obsahu.
Závěrem konstatuji, že rozsahem i náplní tedy tato práce náleží k těžším závěrečným pracím; byla náročná z časového hlediska a i technicky obtížná.
Pan Bernard zpracoval dostupné podklady a získal původní výsledky, které přinesly nové informace k řešenému tématu. Po obsahové stránce práce splňuje všechny body zadání.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: A

Diplomová práce je zaměřena na hodnocení zvukových polí stranových vyústek používaných k přívodu větracího vzduchu do kabiny automobilu. Jako hlavní akustické parametry byly použity akustický výkon a hlasitost vyústky, které jsou pro objektivnější posouzení výsledků měření doplněny také spektrálními charakteristikami. Členění práce je funkční a přehledné a jednotlivým problémům je věnována přiměřená pozornost.  V první polovině práce, věnované popisu použitých veličin, experimentálního vybavení, testovaných komponent a výsledkům měření dosažených jinými autory prokázal diplomant schopnost racionálně vyhodnotit informace získané studiem literatury z pohledu získání potřebných informací pro úspěšné splnění zadání diplomové práce. V druhé polovině práce jsou uvedeny výsledky vlastní práce týkající se jak popisu a výsledků vlastních experimentů, tak jejich hodnocení. Zde je třeba zejména ocenit tvůrčí přístup k výběru a rozsahu provedení poměrně rozsáhlého souboru měření a k jejich hodnocení ve vztahu k naplnění cílů zadání. Bez ohledu na několik drobných nepřesností či vhodnosti použití pojmů (kalibrátor hladiny zvuku, měření okrajových podmínek) celkově hodnotím práci jako výbornou.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Může akustický výkon počítaný podle vztahu (1.8) nabývat také záporných hodnot?
  2. Hladiny akustické intenzity a akustického výkonu jsou definovány příslušnými poměry dané veličiny a její referenční hodnoty. V případě hladiny akustické tlaku se ale jedná o poměr kvadrátů akustického tlaku a příslušné referenční hodnoty. Je to jen náhoda nebo záměr, který má své opodstatnění?
  3. Jak si vysvětlujete výsledky testu na volné pole (kapitola 4.1.2)? Bylo by vhodné, a jak by se realizovalo srovnání výsledků měření akustického výkonu zdroje zvuku (např. použitého reproduktoru) v poloze na podlaze a umístěného 1,5 m nad podlahou polobezodrazové komory? Lze na základě Vašeho testování obecně prohlásit, že použitou polobezodrazovou komoru lze obecně považovat za bezodrazovou komoru?

Grade proposed by reviewer: A