Reducing Noise and Aerodynamic Drag at the Gas-air Duct Bend with a Guide Plate
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2026-3-83-88Keywords:
aerodynamic drag, noise attenuation, silencer, Miki impedance, ANSYS Fluent, ANSYS Harmonic AcousticsAbstract
The article presents data on noise attenuation and change in aerodynamic drag in a smooth straight turn with a guide plate of the same thickness along the length and lining, based on the results of mathematical modeling. It is shown that by installing a guide plate in a smooth straight turn it becomes possible to simultaneously reduce the noise and aerodynamic drag in the gas and air ducts of power installations. The noise level reduction ratio in a smooth straight turn with the turn relative flow pass section coefficient k = 0.95 will make 4.7 dBA if there is one plate, 7.2 dBA if there is lining, and 13.6 dBA if there is a plate and lining. The turn local pressure drop coefficient ξ varies from 0.31 to 0.38. The smallest value of turn local pressure drop coefficient ξ for a free turn with a plate makes ξ = 0.31, and its largest value for a free turn with lining makes ξ = 0.38. The turn local pressure drop coefficient for the turn furnished with lining and a plate makes ξ = 0.35.
References
1. Тупов В.Б. Факторы физического воздействия ТЭС на окружающую среду. М.: Издательский дом МЭИ, 2012.
2. Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики. СПб.: Политехника, 2000.
3. Борьба с шумом на производстве / под общ. ред. Юдина Е.Я. М.: Машиностроение, 1985.
4. Тупов В.Б., Тараторин А.А., Скворцов В.С., Мухаметов А.Б. Санитарно-защитные зоны по фактору шума современных ТЭС // Электрические станции. 2022. № 3(1088). С. 38—42.
5. Тупов В.Б. Научно-технические решения по обеспечению акустической безопасности энергетического оборудования ООО «Газпром энергохолдинг» // Газовая промышленность. 2024. № S3(870). С. 112—120.
6. Дерябин И.В. Способ уменьшения производственного шума // Безопасность труда в промышленности. 2023. № 10. С. 71—76.
7. Мильман О.О. и др. Снижение шума на рабочих местах в котлотурбинных отделениях ТЭЦ // Электрические станции. 2022. № 9(1094). С. 48—54.
8. Васильев А.В. Подходы к оценке экологического риска при воздействии акустических загрязнений // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 2. С. 25—27.
9. Горбунова О.А., Павлов Г.И., Накоряков П.В. Разработка комплекса мероприятий по снижению шума оборудования энергетических объектов // Вестник Казанского гос. энергетич. ун-та. 2018. № 4(40). С. 39—52.
10. Yin Y. e. a. Resistance Reduction of an Elbow with a Guide Vane Based on the Field Synergy Principle and Viscous Dissipation Analysis // J. Build. Eng. 2022. V. 54. P. 104649.
11. Пат. № 187883 РФ. Устройство для снижения шума энергетического оборудования / Тупов В.Б., Тупов Б.В., Тараторин А.А. // Бюл. изобрет. 2019. № 9.
12. Пат. № 215459 РФ. Пластинчатый глушитель шума / Тараторин А.А, Мухаметов А.Б. // Бюл. изобрет. 2022. № 35.
13. Ansys 2023 R1 [Электрон. ресурс] https://iskra-tech.ru/news/reliz-ansys-2023-r1/ (дата обращения 26.08.2025).
14. Matsson J.E. An Introduction to ANSYS Fluent 2022. Mission: SDC Publ., 2022.
15. Howard C.Q., Cazzolato B.S. Acoustic Analyses Using MATLAB and ANSYS. Boca Raton: CRC Press, 2015.
16. Sreeja R. Investigation of Fibrous Materials for Low Frequency and High-frequency Passive Noise Reduction using Transfer Matrix Method // J. Sci. Research. 2022. V. 14(1). Pp. 101—114.
17. Liang M. e. a. Improved Sound Absorption Performance of Synthetic Fiber Materials for Industrial Noise Reduction: a Review // J. Porous Mater. 2022. V. 29(3). Pp. 869—892.
18. Miki Y. Acoustical Properties of Porous Materials-modifications of Delany-Bazley Models // J. Acoustical Soc. Japan (E). 1990. V. 11(1). Pp. 19—24.
---
Для цитирования: Тупов В.Б., Павлов Д.А. Снижение шума и аэродинамического сопротивления на повороте газовоздухопровода направляющей пластиной // Вестник МЭИ. 2026. № 3. С. 83—88. DOI: 10.24160/1993-6982-2026-3-83-88
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Tupov V.B. Faktory Fizicheskogo Vozdeystviya TES na Okruzhayushchuyu Sredu. M.: Izdatel'skiy Dom MEI, 2012. (in Russian).
2. Ivanov N.I., Nikiforov A.S. Osnovy Vibroakustiki. SPb.: Politekhnika, 2000. (in Russian).
3. Bor'ba s Shumom na Proizvodstve. Pod Obshch. Red. Yudina E.Ya. M.: Mashinostroenie, 1985. (in Russian).
4. Tupov V.B., Taratorin A.A., Skvortsov V.S., Muhametov A.B. Sanitarno-zashchitnye Zony po Faktoru Shuma Sovremennyh TES. Elektricheskie Stantsii. 2022;3(1088):38—42. (in Russian).
5. Tupov V.B. Nauchno-tekhnicheskie Resheniya po Obespecheniyu Akusticheskoy Bezopasnosti Energeticheskogo Oborudovaniya OOO «Gazprom Energoholding». Gazovaya Promyshlennost'. 2024;S3(870):112—120. (in Russian).
6. Deryabin I.V. Sposob Umen'sheniya Proizvodstvennogo Shuma. Bezopasnost' Truda v Promyshlennosti. 2023;10:71—76. (in Russian).
7. Mil'man O.O. i dr. Snizhenie Shuma na Rabochih Mestah v Kotloturbinnyh Otdeleniyah TETS. Elektricheskie Stantsii. 2022;9(1094):48—54. (in Russian).
8. Vasil'ev A.V. Podhody k Otsenke Ekologicheskogo Riska pri Vozdeystvii Akusticheskih Zagryazneniy. Ekologiya i Promyshlennost' Rossii. 2018;22(2):25—27. (in Russian).
9. Gorbunova O.A., Pavlov G.I., Nakoryakov P.V. Razrabotka Kompleksa Meropriyatiy po Snizheniyu Shuma Oborudovaniya Energeticheskih Ob'ektov. Vestnik Kazanskogo Gos. Energetich. Un-ta. 2018;4(40):39—52. (in Russian).
10. Yin Y. e. a. Resistance Reduction of an Elbow with a Guide Vane Based on the Field Synergy Principle and Viscous Dissipation Analysis. J. Build. Eng. 2022;54:104649.
11. Pat. № 187883 RF. Ustroystvo dlya Snizheniya Shuma Energeticheskogo Oborudovaniya. Tupov V.B., Tupov B.V., Taratorin A.A. Byul. Izobret. 2019;9. (in Russian).
12. Pat. № 215459 RF. Plastinchatyy Glushitel' Shuma. Taratorin A.A, Muhametov A.B. Byul. Izobret. 2022;35. (in Russian).
13. Ansys 2023 R1 [Elektron. Resurs] https://iskra-tech.ru/news/reliz-ansys-2023-r1/ (Data Obrashcheniya 26.08.2025).
14. Matsson J.E. An Introduction to ANSYS Fluent 2022. Mission: SDC Publ., 2022.
15. Howard C.Q., Cazzolato B.S. Acoustic Analyses Using MATLAB and ANSYS. Boca Raton: CRC Press, 2015.
16. Sreeja R. Investigation of Fibrous Materials for Low Frequency and High-frequency Passive Noise Reduction using Transfer Matrix Method. J. Sci. Research. 2022;14(1):101—114.
17. Liang M. e. a. Improved Sound Absorption Performance of Synthetic Fiber Materials for Industrial Noise Reduction: a Review. J. Porous Mater. 2022;29(3)869—892.
18. Miki Y. Acoustical Properties of Porous Materials-modifications of Delany-Bazley Models. J. Acoustical Soc. Japan (E). 1990;11(1):19—24
---
For citation: Tupov V.B., Pavlov D.A. Reducing Noise and Aerodynamic Drag at the Gas-air Duct Bend with a Guide Plate. Bulletin of MPEI. 2026;3:83—88. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2026-3-83-88
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
