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Ruido del ventilador de refrigeración

Por qué un ventilador instalado suena más que su dBA nominal, y cómo velocidad, presión y resonancia de montaje forman el sonido.

Industrial cooling fan beside a warm heat sink with airflow and acoustic behavior represented in a dark engineering setting

Un ventilador instalado no es el ventilador que se midió

Una figura de ruido publicada describe un ventilador, a una velocidad, a una distancia, en una habitación. El producto que envía no es ninguna de esas cuatro cosas al mismo tiempo.

Comience con el rango que cubre un único número de modelo. El SANYO DENKI 9CRH0612P6G001 es un ventilador contrarrotativo de 60 mm. Su propia tabla de especificaciones cita 26.100 RPM y 78 dB(A) en un ciclo de trabajo PWM del 100 por ciento, y 3.900 RPM y 34 dB(A) en un ciclo de trabajo del 20 por ciento. Eso es una extensión de 44 dB en un número de pieza. Una especificación escrita como 'ruido del ventilador 78 dB(A)' y una especificación escrita como 'ruido del ventilador 34 dB(A)' pueden ser ambas válidas para el mismo ventilador, y ninguna de ellas es propiedad de la instalación.

El valor instalado luego se mueve nuevamente por tres razones por las que la hoja de datos no modela. El ventilador trabaja contra la impedancia del chasis real, por lo que su punto de funcionamiento se mueve a lo largo de la curva P-Q y su ruido se mueve con ella. El aire que se acerca a la entrada tiene que rodear cualquier estructura que se encuentre frente a ella, y una obstrucción cercana y aguda cambia tanto el nivel de banda ancha como el contenido tonal. Y la vibración que produce el ventilador llega a los paneles y soportes a los que está fijado, lo que puede irradiar más sonido que el propio ventilador.

La consecuencia práctica es que "este ventilador hace demasiado ruido" todavía no es un diagnóstico. La pregunta útil es cuál de los tres mecanismos es responsable, y esa cuestión se resuelve mediante una medición en lugar de leer otra hoja de datos. Este artículo establece las cuatro cosas que vale la pena registrar: el punto de operación, el espacio libre frente a la entrada, la condición de montaje y el espectro de banda.

Ventilador de refrigeración industrial junto a un disipador de calor cálido con flujo de aire y comportamiento acústico representado en un entorno de ingeniería oscura
Imagen ilustrativa de ingeniería MEGA Tech. El flujo de aire instalado, el espacio libre de entrada y las condiciones de montaje deciden qué parte de la cifra de ruido del catálogo llega al oyente.
44dBRango de nivel entre un 20 por ciento y un 100 por ciento del ciclo de trabajo PWM en un modelo de ventilador
1 mDistancia y lado de admisión en los que se define la cifra de dBA publicada
8dB¿Qué tan lejos debe estar un tono por encima de su banda antes de que cuente como prominente?

¿Cuál es realmente la cifra de dBA publicada?

Un número sin su método de medición aún no es una especificación. Lea el método antes de leer el valor.

SANYO DENKI publica el ruido del ventilador como un valor promedio medido a 1 m del lado de entrada de aire del ventilador, con el ventilador suspendido en un marco especial dentro de una cámara anecoica, de acuerdo con JIS B 8346. Esa frase fija tres cosas que un lector tendría que adivinar de otro modo: la distancia, de qué lado del ventilador y a qué estaba conectado el ventilador mientras se midía.

Para los equipos de movimiento de aire en general, la ruta habitual es diferente. ANSI/AMCA 300 es el método de sala reverberante para pruebas de sonido de ventiladores. El ventilador funciona en una habitación calificada y su presión sonora se compara banda por banda con una fuente de sonido de referencia calibrada, de modo que se puede restar la firma acústica propia de la habitación. Lo que produce esa comparación es un nivel de potencia sonora, que es una propiedad del ventilador más que de la habitación. ANSI/AMCA 301 luego define cómo un fabricante puede calcular las calificaciones en otros tamaños y velocidades a partir de los datos de ese laboratorio, de modo que las calificaciones de diferentes proveedores se generen de la misma manera.

Dos detalles de ese esquema son importantes para cualquiera que lea una calificación. La cantidad certificada es el nivel de potencia sonora y la tolerancia de certificación es de más 6 dB en la banda de la primera octava y de más 3 dB en las bandas 2 a 8. Los niveles de presión sonora no están certificados en absoluto. Por lo tanto, una calificación es una afirmación limitada sobre un ventilador en una configuración de laboratorio, no una predicción para su gabinete.

El nivel de potencia sonora y el nivel de presión sonora no son intercambiables y la diferencia explica la mayoría de los argumentos sobre el ruido del ventilador. El nivel de potencia sonora indica cuánta energía acústica irradia el ventilador y no cambia con la distancia ni con la habitación. El nivel de presión sonora es lo que lee un micrófono en un punto determinado, y en campo libre cae unos 6 dB cada vez que la distancia se duplica. Convertir uno en otro requiere distancia, directividad y una suposición sobre la habitación. Un proveedor que menciona la potencia del sonido y un cliente que mide la presión del sonido tienen razón y no estarán de acuerdo.

Las cinco cantidades que se mezclan en una discusión sobre el ruido del ventilador
Cantidadlo que describelo que no te dice
Nivel de potencia sonoraLa energía acústica que irradia el ventilador, en dB referida a 1 pWEl nivel en cualquier posición particular del oyente.
Nivel de presión sonoraLo que lee un micrófono en un punto y distancia determinadosLa potencia total del ventilador, independientemente de la habitación.
nivel ponderado AEl espectro comprimido en un número usando la curva de ponderación ASi hay un tono estrecho presente
Nivel de banda de octava o tercio de octavaNivel por banda de 63 Hz a 8 kHzSi una banda contiene una línea o sólo ruido de banda ancha
Relación de prominencia y relación tono-ruido¿Qué tan lejos se destaca un tono discreto del ruido que lo rodea?El nivel del resto del espectro.
Estándares de mediciónPublicaciones y estándares AMCA para pruebas de sonido de ventiladores. →ECMA-74, el código de prueba de ruido para equipos informáticos y de telecomunicaciones →

Un número de pieza puede abarcar un amplio rango de ruido

Antes de comparar dos ventiladores, arregle el punto de funcionamiento. La mayor parte de la diferencia aparente entre los candidatos desaparece una vez que a ambos se les pide el mismo flujo de aire.

El par de ventiladores contrarrotativos no es una rareza de un solo producto. El 9CRLB0612P0G001 de 60 por 60 por 76 mm del mismo fabricante tiene una potencia nominal de 19,700 RPM y 75 dB(A) en servicio completo y de 5,300 RPM y 43 dB(A) en un ciclo de trabajo del 20 por ciento, una distribución de 32 dB en el mismo número de modelo y la misma hoja de datos.

El motivo es la ley de aficionados que se expone en el siguiente apartado. La potencia del sonido es aproximadamente proporcional a la quinta potencia de la velocidad, por lo que el nivel acústico cae mucho más rápido que el flujo de aire. Llevar un ventilador de un ciclo de trabajo del 100 por ciento a un ciclo de trabajo del 20 por ciento elimina aproximadamente el 80 por ciento de la velocidad, aproximadamente el 80 por ciento del flujo de aire y aproximadamente el 97 por ciento de la potencia acústica.

Esto cambia la forma en que se debe redactar un requisito acústico. "No más de 40 dB(A)" no es un requisito hasta que se mencionen el flujo de aire, la presión estática y el estado de control en el que debe cumplirse. Una vez que lo son, dos cosas son posibles: el ventilador se puede seleccionar en función del punto en el que realmente funcionará, y la curva de control se convierte en parte del diseño acústico en lugar de un detalle de implementación.

También cambia la respuesta a la pregunta habitual. Si el ventilador sólo tiene que alcanzar su potencia máxima en el día más caluroso del año, o sólo durante una carga rápida, entonces el nivel que el usuario escucha durante el resto del tiempo es el nivel en el punto de funcionamiento normal, que puede ser 30 dB inferior. A menudo vale más la pena registrar el perfil del ciclo de trabajo cerca del límite acústico que comprar un ventilador más silencioso.

Datos del producto detrás del ejemploInforme técnico SANYO DENKI n.° 58, tablas de especificaciones y notas →

¿Qué efecto tiene un cambio de velocidad en el ruido?

Las leyes sobre aficionados publicadas ofrecen una primera estimación útil para un cambio de velocidad y una advertencia útil sobre cuánto confiar en ellas.

Para un ventilador dado con densidad de aire constante, las leyes del ventilador relacionan las tres cantidades de rendimiento con la velocidad: el flujo volumétrico varía con la velocidad, la presión estática con el cuadrado de la velocidad y la potencia del eje con el cubo. La versión acústica del mismo conjunto de leyes es una relación de 50 log10, por lo que el cambio en el nivel del sonido es aproximadamente 50 veces el logaritmo de la relación de velocidad. Reducir la velocidad a la mitad da aproximadamente menos 15 dB; quitar un 20 por ciento de la velocidad da aproximadamente menos 5 dB. Un ventilador de tamaño diferente pero geométricamente similar añade un término adicional, aproximadamente 70 veces el logaritmo de la relación de diámetros, que es la aritmética detrás del consejo estándar de mover el mismo aire con un ventilador más grande a una velocidad más baja.

La densidad del aire entra en la ley acústica a través de su propio término 20 log10, y es por eso que la altitud y el aire caliente deben tratarse por separado. Un ventilador en aire más fino produce menos presión estática y menos potencia acústica, pero también mueve menos flujo másico, por lo que la tarea de enfriamiento no se vuelve más fácil solo porque el nivel baja.

Trate el logaritmo como una herramienta de selección, no como un criterio de aceptación. Los dos ejemplos de la sección anterior pasan de un ciclo de trabajo del 100 por ciento a un ciclo de trabajo del 20 por ciento, una relación de velocidad cercana a 0,15. La regla de 50 log10 predice una reducción de 41 dB para el ventilador contrarrotativo y la tabla de especificaciones muestra 44 dB; predice 29 dB para el 9CRLB y la tabla muestra 32 dB. La estimación es lo suficientemente cercana como para elegir entre dos estrategias de control y no lo suficientemente cercana como para aprobar un límite. Escriba el valor de aceptación contra la escalera medida en la hoja de datos, o contra su propia medida.

La ley de velocidad de 50 log10 y lo que implica para el flujo de aire y la presión
Cambio aplicadoCambio de nivel de sonido previstoEfecto sobre el flujo de aire y la presión estática.
Velocidad reducida un 20 por ciento.Aproximadamente menos 5 dBFlujo menos 20 por ciento, presión estática menos 36 por ciento
Velocidad reducida un 50 por ciento.Alrededor de menos 15 dBFlujo menos 50 por ciento, presión estática menos 75 por ciento
La velocidad aumentó un 20 por cientoAproximadamente más 4 dBFlujo más 20 por ciento, presión estática más 44 por ciento
La densidad del aire se reduce a la mitad por la altitudAproximadamente menos 6 dBMismo flujo volumétrico, aproximadamente la mitad del flujo másico
El diámetro del marco se duplicó a la misma velocidad.Aproximadamente más 21 dBFluye unas ocho veces a la misma velocidad.
Ley de velocidad y efecto del sistema.Comair Rotron: las leyes básicas de los ventiladores, incluida la relación con el ruido →Efecto del sistema: por qué el punto instalado no es el punto del catálogo →Validación de flujo de aire y presión estática en un recinto real →

Frecuencia de paso de la hoja: el tono que esconde un solo número

Un ventilador produce ruido de banda ancha y ruido tonal al mismo tiempo. La parte tonal es predecible y es la parte que una sola cifra de dB no puede mostrar.

El ruido de banda ancha proviene de la turbulencia: desprendimiento de vórtices en los bordes y puntas de salida de las palas y la mezcla general del chorro de descarga. El ruido tonal proviene de la repetición periódica de la misma geometría más allá del mismo punto. Para un ventilador con aspas Z que giran a N revoluciones por minuto, la frecuencia de paso de las aspas es Z multiplicado por N dividido por 60. ANSI/AMCA 301 da la misma expresión dentro de su método de clasificación de sonido, que es una señal útil de que el tono se trata como una cantidad de diseño en lugar de como un artefacto.

Dos ejemplos muestran por qué la frecuencia importa tanto como el nivel. Un ventilador de siete aspas a 3000 RPM produce siete veces 50, o 350 Hz. Un ventilador de cinco aspas a 12.000 RPM produce cinco veces 200 o 1.000 Hz. El primero se sitúa donde el oído es relativamente insensible y donde la ponderación A elimina una gran parte del nivel; el segundo se sitúa a 1 kHz, donde el oído es más sensible y donde la ponderación A no añade nada. Por lo tanto, dos ventiladores con el mismo valor de dBA pueden sonar completamente diferentes, y el que tenga el valor total más alto puede ser el producto más aceptable.

Por eso las normas no se basan en el nivel general. ECMA-74, que es el código de prueba de ruido de la industria para equipos de telecomunicaciones y tecnología de la información y está publicado como ISO 7779, especifica un método para decidir si la emisión de ruido contiene un tono discreto prominente. La relación tono-ruido compara la energía del pico con la energía del ruido en la banda crítica centrada en él, y un tono cuenta como prominente cuando esa relación excede los 8 dB a 1000 Hz y superiores, o un margen mayor en frecuencias más bajas. La relación de prominencia toma una ruta diferente y llama a un tono prominente cuando la banda crítica a su alrededor se encuentra 9 dB o más por encima del promedio de sus bandas vecinas. El documento sucesor, ECMA-418-1, incluye los criterios actuales y las expresiones de banda crítica.

La consecuencia de ingeniería es un criterio de aceptación de dos partes. El límite de banda ancha controla la molestia general y la cuestión de exposición. El criterio del tono controla el silbido, el zumbido y la queja que llega después de que se ha enviado el producto. Un producto puede aprobar con un cómodo margen en la cifra general y aun así fallar en una línea, razón por la cual un límite escrito únicamente en dBA no protege el diseño.

La frecuencia de paso de la pala no es la única línea del espectro. Sus armónicos aparecen en múltiplos enteros, y la modulación de una entrada desigual o de un segundo ventilador que funciona a una velocidad ligeramente diferente produce bandas laterales a su alrededor, espaciadas en la frecuencia diferente. Dos ventiladores nominalmente idénticos a velocidades ligeramente diferentes producen un tono de latido lento que puede ser más objetable que cualquiera de los ventiladores medidos por separado.

Criterios tonales y ruido instalado.ECMA-418-1: criterios para tonos discretos prominentes en el ruido de los equipos de TI →Ruido del ventilador en un recinto real: lo que cambia la condición instalada →

De donde viene el ruido instalado

Cuatro mecanismos explican la mayor parte de la brecha entre la figura del catálogo y lo que escucha el usuario. Sólo uno de ellos trata sobre el ventilador.

El flujo de aproximación es el primer mecanismo. Un ventilador necesita un flujo de entrada claro y razonablemente uniforme. Cuando la entrada se encuentra cerca de una pared, una placa de circuito impreso, un haz de cables o un marco de filtro, el aire tiene que girar bruscamente para entrar y el perfil de velocidad a través de la entrada deja de ser uniforme. El resultado es una carga inestable de la pala, que se manifiesta como un nivel de banda ancha más alto y un tono más fuerte en la frecuencia de paso de la pala.

SANYO DENKI da una regla simple para el espacio axial delante del ventilador: la distancia debe exceder la diferencia entre el diámetro exterior de las aspas y el diámetro del saliente del motor. Para un ventilador cuadrado de 60 mm, eso es 58 mm menos 23 mm, o 35 mm, y la empresa recomienda unos 40 mm o más en la práctica.

Los bordes afilados son el segundo mecanismo. Una abertura de borde cuadrado, una rejilla perforada o una guía de tarjeta colocada cerca de la cara de entrada arrojan vórtices directamente hacia el impulsor. La observación clásica de los fabricantes de ventiladores es que la misma obstrucción cuesta mucho más en el lado de entrada que en el de descarga, porque el flujo de entrada todavía se está acelerando y, por lo tanto, es mucho menos tolerante a las perturbaciones, mientras que el flujo de descarga ya ha sido energizado. Esa asimetría es la razón por la cual un diseño que se comporta con el obstáculo aguas abajo puede desarrollar un tono fuerte cuando el mismo obstáculo se mueve aguas arriba durante una revisión mecánica.

La estructura es el tercer mecanismo. El ventilador aplica una fuerza a la frecuencia de rotación del eje, a la frecuencia de paso de las aspas y a sus armónicos, y transmite esa fuerza a lo que sea que esté atornillado. Un panel plano tiene sus propias frecuencias naturales, y cuando una de ellas se sitúa cerca de una frecuencia de excitación, el panel irradia mucho más sonido que el ventilador. Los revestimientos finos de los gabinetes, las cubiertas grandes sin soporte y las bandejas de cables largas son los infractores habituales.

La recirculación es el cuarto mecanismo y suele ser consecuencia de los otros tres. El aire que sale del ventilador y regresa inmediatamente a la entrada lleva consigo calor, eleva la temperatura de entrada y añade su propio ruido. En servicio, esto se manifiesta como una temperatura del aire de entrada más alta que la temperatura ambiente en la que se diseñó, junto con un nivel de ruido que no cae tanto como predice la ley del ventilador cuando se reduce la velocidad.

Dos paneles que comparan el mismo ventilador con una obstrucción bien espaciada y un soporte blando contra el mismo ventilador con la obstrucción cerca de la entrada y fijaciones rígidas
Modelo esquemático. Izquierda: la obstrucción está bien alejada de la entrada y el ventilador está sobre soportes de goma, por lo que las partículas llegan en carriles rectos y no hay ninguna línea por encima de la joroba de banda ancha. Derecha: el mismo flujo de aire se fuerza a través de una ranura delgada, se separa por un borde afilado e impulsa un panel no amortiguado, de modo que una línea en la frecuencia de paso de la hoja se eleva por encima de su banda.
Referencias de entrada e instalación.Errores de instalación de ventiladores que cambian el punto de funcionamiento. →Efecto del sistema y espacio libre para la instalación de ventiladores de refrigeración. →

Cuando un panel o un soporte responde al ventilador

La resonancia estructural no es un caso especial. Es el comportamiento normal de cualquier panel delgado con un ventilador atornillado.

La cuestión de diseño es si algún panel, soporte o tapa tiene una frecuencia natural cercana a la frecuencia del eje, la frecuencia de paso de las palas o alguno de sus armónicos. Si lo hace, el panel se convierte en un segundo radiador y el resultado acústico puede quedar dominado por una superficie que nunca estuvo destinada a emitir sonido.

Una resonancia se puede mover en dos direcciones. Agregar rigidez aumenta la frecuencia natural; agregar masa lo reduce. La dirección que ayuda depende de si la excitación está por encima o por debajo de la resonancia. Lo que más importa es la separación: un aislador sólo funciona cuando su propia frecuencia natural está muy por debajo de la frecuencia que se le pide que rechace, y el objetivo de diseño convencional es un factor de dos a tres, no del diez por ciento.

Un estudio publicado sobre un módulo de refrigeración de un vehículo muestra la magnitud práctica del efecto. Después de reducir la rigidez dinámica de las almohadillas de aislamiento de modo que la frecuencia natural del módulo se moviera de aproximadamente 40 Hz a aproximadamente 32,5 Hz, el pico de ruido en la frecuencia original cayó aproximadamente 19 dB y el nivel total de presión sonora disminuyó aproximadamente 3,3 dB. La relación entre la frecuencia de excitación y la frecuencia natural del aislador es la lección transferible, no la frecuencia específica.

El mismo principio explica por qué una montura compatible no puede hacer nada útil. El contacto metal con metal a través de un tornillo, un prensaestopas o un soporte rígido cortocircuita completamente el aislador. Por este motivo, el factor decisivo en una construcción de producción suele ser el detalle de montaje, y no el material de montaje.

Por encima de cierta frecuencia, un panel comienza a irradiar sonido aéreo de manera más eficiente y los tratamientos de amortiguación se vuelven más útiles que el refuerzo. En un producto compacto, la secuencia práctica es endurecer o amortiguar el panel, luego romper la vía de transmisión, luego aislar el ventilador y sólo entonces considerar cambiar el ventilador.

19dBReducción del pico de ruido en la frecuencia original después de alejar de ella un aislador de frecuencia natural.
3,3dBReducción del nivel total de presión sonora lograda con ese único cambio
2 a 3Relación convencional por la cual la frecuencia natural de un aislador debe ubicarse por debajo de la frecuencia de excitación
Referencia de montajeSoportes y ojales de goma: qué cambia la condición de montaje →

PWM y el motor: ruido eléctrico que se puede escuchar

La frecuencia de conmutación normalmente se elige para que sea inaudible. Todo lo que lo rodea no es automáticamente seguro.

Los ventiladores de cuatro cables reciben un voltaje de suministro constante y una entrada PWM separada, y el propio controlador del ventilador convierte el ciclo de trabajo en un comando de velocidad. La frecuencia de conmutación de esa unidad normalmente se especifica muy por encima de la banda audible: SANYO DENKI cita una frecuencia de entrada PWM de 25 kHz en las notas de sus tablas de especificaciones, que está por encima del límite superior de la audición humana y es la razón por la que el propio portador no es audible.

El transportista no es el riesgo. El riesgo es lo que lo rodea. Si la frecuencia del variador se desplaza hacia el rango audible, o si la respuesta mecánica o magnética del motor produce un componente en la frecuencia de conmutación o en una de sus bandas laterales, el resultado es un chirrido agudo que cambia con el ciclo de trabajo. La fluctuación de la oferta puede hacer lo mismo. La precaución operativa publicada es explícita: utilice un suministro con ondulación inferior al 5 por ciento, con bajo ruido de línea y baja sobretensión, porque el ventilador contiene un circuito electrónico.

Hay un segundo efecto y más común. La mayoría de los ventiladores no están diseñados para funcionar con ciclos de trabajo muy bajos. SANYO DENKI señala que por debajo del 20 por ciento de servicio, en los modelos ilustrados en su material técnico, la velocidad es inestable. Una velocidad inestable produce un tono errante y un flujo de aire difícil de validar. Si el requisito acústico debe mantenerse en condiciones de espera, confirme el servicio estable mínimo y establezca la curva de control por encima de él en lugar de asumir que el ventilador estará en silencio simplemente porque el comando es bajo.

El ruido de los rodamientos es la otra fuente que vale la pena separar del accionamiento. Es mecánico, crece con la velocidad y es la razón por la que el factor de ruido de un ventilador aumenta a lo largo de su vida útil a medida que se agota la grasa del cojinete. La definición de vida publicada para estos ventiladores es el punto en el que la velocidad ha caído al 70 por ciento de su valor inicial, citado en L10, lo que es un recordatorio de que la especificación acústica y la especificación de vida describen el mismo rodamiento.

Una consecuencia para la validación: pedir que se caracterice el ventilador con la interfaz de control y el suministro que realmente se utilizará. Un ventilador medido al 100 por ciento de funcionamiento en un suministro de laboratorio no se caracteriza por una señal de funcionamiento del 30 por ciento procedente de un controlador con diferentes tiempos de subida y un pull-up diferente.

Referencias de la interfaz de controlVoltaje de control del ventilador y comportamiento de inicio en una interfaz PWM →Material técnico SANYO DENKI sobre ventiladores con control PWM →

Medir en el puesto del operador, en el punto real de funcionamiento

Un resultado de ruido sólo es comparable cuando se indican la distancia, la posición, el punto de funcionamiento y la habitación.

ECMA-74 e ISO 7779 definen dónde medir. Cuando el equipo tiene puesto de operador, allí se realiza la medición de la prominencia del tono. Cuando no es así, se realiza en la posición del espectador con el nivel ponderado A más alto, y en todas las demás posiciones dentro de 0,5 dB de él. La razón para mantener esa estructura es simple: el tono del que se queja el cliente se mide donde se sienta el cliente, y rara vez está a un metro de la entrada.

El punto de funcionamiento tiene que ser el peor de los casos, y el peor de los casos no siempre es la velocidad máxima. Un ventilador a toda velocidad en una habitación fresca es principalmente de banda ancha. Un ventilador con un funcionamiento del 40 por ciento en una habitación cálida puede estar trabajando contra una resistencia más alta del sistema y asentado en una resonancia del panel, y esa es la condición que genera la queja. Registre el nivel en cada estado de control que realmente utilizará el producto, incluido el inicio de un transitorio de calentamiento.

El ruido de fondo debe separarse del ventilador. En campo libre, reducir la distancia a la mitad añade unos 6 dB, por lo que una medición tomada a 30 cm no se puede comparar con una cifra de catálogo tomada a un metro. Cuando el nivel medido se encuentre a unos pocos dB del fondo, corríjalo o abandonelo en lugar de informar un número que corresponde principalmente a la habitación.

Luego registre el espectro. Un espectro de un tercio de octava con la frecuencia de paso de la pala marcada convierte un argumento en un hallazgo: muestra si el nivel proviene de turbulencias de banda ancha o de una sola línea, y muestra si esa línea se mueve con velocidad. Una línea que se mueve con velocidad es aerodinámica; Una línea que no es estructura ni electrónica.

Qué anotar para poder utilizar un resultado acústico
que grabarPor qué es importanteDetalle mínimo
Punto de operaciónEl sonido se mueve con el flujo de aire y la presión.Flujo de aire, presión estática y RPM juntos
Estado de controlEl peor de los casos no siempre es a toda velocidadCiclo de trabajo o voltaje PWM y curva de control.
Posición de mediciónLa distancia y el lado cambian el número.Distancia, altura, lado del ventilador, tipo de habitación.
tipo de nivelLa potencia sonora y la presión sonora son cantidades diferentes.Qué cantidad y ponderación aplicada
EspectroUna sola línea desaparece dentro de un númeroBandas de un tercio de octava con la frecuencia de paso de la cuchilla marcada
Condición de montajeLos paneles y soportes soportan vibraciones.El soporte, junta o ojal que se enviará
FondoUna habitación puede configurar la lectura.Nivel de fondo en la misma posición.
Referencias de medidasCómo se mide el factor de ruido del catálogo y qué cubre →Distancia y ley del cuadrado inverso para la presión sonora →Vida útil y temperatura del rodamiento: la otra mitad de la especificación de ruido →

Preguntas frecuentes de ingenieros: ruido del ventilador en equipos reales

El objetivo acústico debe escribirse junto a las condiciones de funcionamiento térmicas y eléctricas, no después de ellas.

P: ¿Por qué el ventilador instalado hace más ruido que la cifra de la hoja de datos? R: El dispositivo puede tener un punto de presión diferente, distorsión de la entrada, un protector o una guía de tarjeta frente a la entrada, una ruta de montaje diferente, una resonancia del panel o simplemente un método de medición y una distancia diferentes a los de la prueba del catálogo.

P: ¿El ventilador con dBA más bajo es siempre la mejor opción? R: No. Confirme que todavía cumple con el flujo de aire y la presión estática requeridos en el punto de funcionamiento real y compare su espectro de banda en lugar de su cifra única. Un ventilador silencioso que no enfría lo suficiente el producto no es una buena elección.

P: ¿Cuándo necesito un espectro en lugar de un nivel general? R: Siempre que las personas reporten un silbido, un zumbido o un tono, y siempre que el producto tenga un límite acústico estricto. Un espectro de un tercio de octava revela un tono de paso de cuchilla o una resonancia estructural que oculta la figura general.

P: ¿Puede PWM hacer que un ventilador sea más silencioso? R: Puede eliminar una gran parte del ruido eliminando la velocidad innecesaria, y la ley de ventiladores dice que el ahorro es considerable. Pero la frecuencia de conmutación, la ondulación del suministro, el servicio mínimo estable y el tono de paso de la cuchilla deben comprobarse en el producto completo.

P: ¿A qué distancia debe estar la obstrucción frente a la entrada? R: La regla citada por SANYO DENKI es un espacio libre mayor que el diámetro exterior de las aspas menos el diámetro del saliente del motor, lo que para un ventilador de 60 mm significa unos 40 mm. Mida el ruido instalado si ese espacio libre no está disponible, porque un borde cercano y afilado agrega un tono en lugar de solo unos pocos decibeles.

P: ¿Qué debería demostrar una muestra personalizada? R: Flujo de aire, presión estática, aumento de temperatura, corriente, respuesta de RPM, PWM, el espectro de sonido de un tercio de octava en el montaje que se enviará y la vibración medida en el panel al que está fijado el ventilador, todo en el peor de los casos con carga térmica.

Preguntas para una revisión de diseño

Lleve estas siete preguntas a la revisión que aprueba el requisito acústico, no a la revisión que aprueba el dibujo.

  • ¿A qué flujo de aire, presión estática y estado de control se debe cumplir el límite acústico? ¿Esa condición está registrada en la especificación?
  • ¿Cuál es el espacio libre frente a cada entrada y salida de cada ventilador? ¿Hay alguna placa de circuito impreso, haz de cables, rejilla o marco de filtro dentro?
  • ¿Cuál es el número de cuchillas y la velocidad de servicio total, y en qué frecuencia llega el tono de paso de la cuchilla? ¿Algún panel, soporte o cubierta tiene una frecuencia natural dentro del 20 por ciento de ella o de un armónico?
  • ¿Qué superficie irradia el ruido que escucha el usuario? ¿Se ha verificado la ruta de transmisión para detectar contacto de metal con metal que pase por alto el aislador?
  • ¿Dónde se medirá el nivel, a qué distancia y de qué lado, y qué método de aceptación decide que un tono es prominente?
  • ¿Cuál es el ciclo de trabajo mínimo estable PWM para el ventilador seleccionado? ¿La curva de control se mantiene por encima de él en todos los modos de funcionamiento, incluido el modo de espera?
  • ¿Se ha medido el nivel con el suministro y el controlador que se enviará, en el peor de los casos, con la carga térmica, y se ha registrado el fondo en la misma posición?
Lectura relacionadaRuido del ventilador en un recinto real. →Margen térmico en las peores condiciones →Entradas de ingeniería para una solicitud de ventilador de refrigeración personalizado →

De un objetivo acústico a una muestra de ventilador validada

MEGA Tech puede desarrollar un ventilador DC o EC alrededor del marco, espesor, flujo de aire, presión estática, velocidad, comando PWM y salida FG o RD, conector, cable, rodamiento y requisitos ambientales de su producto. La selección se realiza desde un punto de trabajo establecido en lugar de un número de pieza, y la muestra se valida en el propio ensamblaje del cliente para que el resultado acústico se mida donde realmente se escuchará.

Para un diseño con limitación de ruido, nuestra primera respuesta útil contiene el punto de funcionamiento del lado del ventilador que implica el diseño, la frecuencia de paso de las aspas del candidato, el rango del ciclo de trabajo PWM que podemos mantener estable y las mediciones que aún faltan antes de que se pueda aprobar un límite acústico. Eso es lo que convierte una queja por ruido en una especificación.

Vale la pena establecer claramente tres límites. No suministramos la envolvente, el refuerzo del panel, el revestimiento acústico ni los herrajes de aislamiento de vibraciones, aunque te indicaremos lo que necesita el lado del ventilador. No aceptamos un reemplazo sobre la base de que dos ventiladores tengan las mismas dimensiones exteriores o la misma cifra de dBA. Y no podemos hacer que un ventilador sea lo suficientemente silencioso como para compensar una entrada que ha sido bloqueada por una guía de tarjetas o un mazo de cables colocado frente a él. La comparación que podemos soportar es mesurada: mismo dispositivo, mismo punto de operación, mismo comando de control, mismos límites de aceptación.

  • Ventiladores personalizados DC y EC en formato axial y centrífugo
  • Selección desde el punto de servicio instalado en lugar de una figura de catálogo
  • Espectro de un tercio de octava y vibración medidos en una muestra representativa de la producción
  • Validación de muestras en el propio montaje y fijación del cliente.
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