7.2. Ventilatorakustik

Das Schallemission eines Ventilatorlaufrades wird durch seine Geometrie und Betriebsdaten bestimmt. Eine exakte theoretische Berechnung des Schallpegels ist in der Regel im Vorfeld nicht möglich, mit sehr hohem technischen und zeitlichen Aufwand sind Näherungsberechnungen möglich. Die Schallleistung eines Ventilatorrades lässt sich mit einfachen Mitteln im Vorfeld also nur angenähert abschätzen und zeigt folgende Abhängigkeiten zum Volumenstrom, der Druckdifferenz, dem Durchmesser, der Dichte und der Umfangsgeschwindigkeit auf:

 L_W\sim V\cdot\Delta p^2

mit:
V\sim u\cdot D^2
\Delta p\sim\rho\cdot u^2

gilt:
L_W\sim\rho^2\cdot D^2\cdot u^5

Der Schallleistungspegel eines Ventilatorrades ist linear abhängig vom Volumenstrom und quadratisch abhängig von der Druckerhöhung. Unterteilt man diese Abhängigkeiten weiter, zeigt sich eine quadratische Abhängigkeit von dem Durchmesser und eine Abhängigkeit der 5. Potenz von der Umfangsgeschwindigkeit.
Formeln zur groben Abschätzung des Schallleistungspegels sind:

L_W=L_{W,spez_1}+10\cdot\log{\frac{V}{V_{ref}}}+20\cdot\log{\frac{\Delta p}{p_{ref}}}

L_W=L_{W,spez_2}+50\cdot\log{\frac{u_2}{u_1}}+20\cdot\log{\frac{\rho_2}{\rho_1}}+20\cdot\log{\frac{D_2}{D_1}}

Der Summand L_{W,spez_i} ergibt sich aus der individuellen Geometrie des Ventilatorrades. Mit dieser Methode kann ähnlich zu den Proportionalitätsgesetzen der Lufttechnik auf Basis von Messdaten abgeschätzt werden, wie sich ein Rad der gleichen Baureihe in anderen Baugrößen und Betriebsbereichen verhalten wird. Im Bereich des höchsten Wirkungsgrades ist die Schallleistung in der Regel niedriger, als wenn der Ventilator außerhalb dieses Bereiches betrieben wird.