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문제 정의
- 냉동시스템을 구성하는 부분 요소들의 구조를 변경하여 구조-유동에 원인을 두고 있는 소음을 저감하고자 한다. 냉동시스템에서 주된 진동 과 소음을 유발하는 부품들에 대하여 진동 및 소음을 저감할 수 있는 방안 및 전체 냉동시스템의 소음을 저감할 수 있는 대책을 마련하고자 한다.
- 본 연구는 가정용 소형 냉동시스템의 소음제어에 관한 것으로서 냉동사이클을 구성하고 있는 기계실의 진동원과 소음원을 개별적으로 분석하고 유체 유동과의 상관관계를 실험적으로 규명하고자 한다. 냉동시스템을 구성하는 부분 요소들의 구조를 변경하여 구조-유동에 원인을 두고 있는 소음을 저감하고자 한다. 냉동시스템에서 주된 진동 과 소음을 유발하는 부품들에 대하여 진동 및 소음을 저감할 수 있는 방안 및 전체 냉동시스템의 소음을 저감할 수 있는 대책을 마련하고자 한다.
- 본 연구는 가정용 소형 냉동시스템의 소음제어에 관한 것으로서 냉동사이클을 구성하고 있는 기계실의 진동원과 소음원을 개별적으로 분석하고 유체 유동과의 상관관계를 실험적으로 규명하고자 한다. 냉동시스템을 구성하는 부분 요소들의 구조를 변경하여 구조-유동에 원인을 두고 있는 소음을 저감하고자 한다.
- 본 연구에서는 기계실의 구조를 전체적으로 변경하는 것을 고려하지 않으므로, 압축기와 기저판 연결부의 변경 또는 흡음판등과 관련된 구성요소들을 설치하여 소음을 저감하고자 하였다. Park et al.
- 본 연구의 목적은 냉동시스템 작동 시 유발되는 소음을 냉동시스템의 효율에 영향을 주지 않는 범위에서 저감코자 하는 것이다. 특히 냉장고의 기동 시 초기에 발생하는 약 1초 간의 저주파에서 고주파에 이르는 소음을 디자인하고 정속 운동 시 발생하는 소음의 레벨을 낮추고자 하는 것이다.
- 냉동시스템에서 소음을 일으키는 원인을 진동하는 구조물로 가정할 때 기계실에서 압축기와 팬은 주요한 요소라고 할 수 있다. 압축기 내부의 회전주파수와 팬의 회전주파수에 의한 영향 관계를 분석하기 위해 팬 단품에 관한 소음을 측정하였다. 그림 8은 냉동시스템에서 압축기 이외에 주된 소음원을 찾기 위하여 팬 동작 시 측정한 소음값이다.
- 왜냐하면 각 단품에 대한 동특성을 규명하여 경계 및 감쇠조건에서 진동원에 대하여 전달률을 낮추기 위한 회피설계가 가능하기 때문이다. 이는 냉동시스템의 기동시 발생되는 진동과 소음중에 개별 단품 요소의 영향도 및 원인을 파악하여 필요시 구조 동특성 변경을 위한 것이다. 즉 전체 소음 분석 그리고 소음원 파악 및 소음과 진동과의 관계를 분석하여 진동저감을 위한 부가구조 또는 국부 강성증대 등의 동특성 변경을 하기 위한 것이다.
- 이는 주요 주파수 영역에 걸쳐 평균 음압 레벨을 낮추거나 주파수 영역에 따른 각 음압 레벨을 조정하여 보다 듣기 좋은 소리로 디자인 하는 것이다. 즉 저주파수에서 고주파 성분에 걸쳐 고른 소음분포는 일반적으로 듣기 거슬리게 되므로 소음설계의 향상을 이러한 관점에서 분석하고자 한다. 일반적으로 소음은 진동에 의한 구조물로부터 발생되는 구조 기인 소음 (structure born noise)와 유동 소음 (flow induced noise)로 구분된다.
- 이는 냉동시스템의 기동시 발생되는 진동과 소음중에 개별 단품 요소의 영향도 및 원인을 파악하여 필요시 구조 동특성 변경을 위한 것이다. 즉 전체 소음 분석 그리고 소음원 파악 및 소음과 진동과의 관계를 분석하여 진동저감을 위한 부가구조 또는 국부 강성증대 등의 동특성 변경을 하기 위한 것이다. 이후, 각 구성 단품의 동작 시 ODS (operation deflection shape), 진동 응답 스펙트럼을 측정하여, 전체 시스템의 동작 시 소음과 진동 간의 관계 분석을 수행한다.
- 본 연구의 목적은 냉동시스템 작동 시 유발되는 소음을 냉동시스템의 효율에 영향을 주지 않는 범위에서 저감코자 하는 것이다. 특히 냉장고의 기동 시 초기에 발생하는 약 1초 간의 저주파에서 고주파에 이르는 소음을 디자인하고 정속 운동 시 발생하는 소음의 레벨을 낮추고자 하는 것이다. 이는 주요 주파수 영역에 걸쳐 평균 음압 레벨을 낮추거나 주파수 영역에 따른 각 음압 레벨을 조정하여 보다 듣기 좋은 소리로 디자인 하는 것이다.
가설 설정
- 그림 7의 결과에서 보면, 5000 Hz 이내의 영역에서 후면 소음이 고르게 높게 나옴을 알 수 있으며, 두 소음 레벨의 차이가 불규칙적으로 변동폭이 크지 않으므로, 후면 소음을 기준으로 제어 성능을 높이는 것이 제품 소음을 높이는 것으로 판단하였다. 냉동시스템에서 소음을 일으키는 원인을 진동하는 구조물로 가정할 때 기계실에서 압축기와 팬은 주요한 요소라고 할 수 있다. 압축기 내부의 회전주파수와 팬의 회전주파수에 의한 영향 관계를 분석하기 위해 팬 단품에 관한 소음을 측정하였다.
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