Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Звукопоглощающие пористые (волокнистые) материалы (ЗПМ). Пористость, структурный фактор, удельное сопротивление продувания и их влияние на частотную характеристику коэффициента звукопоглощения.
Пористыми ЗПМ называются такие материалы, в которых твердая и мягкая компоненты занимают лишь часть объема тела, а остальной объем заполнен воздухом, находящимся в многочисленных порах. Обязательным условием эффективности действия ЗПМ является наличие пор связь их каналов, между собой и с окружающей средой. К пористым звукопоглощающим материалам относятся материалы с жестким скелетом: плиты из пеноперлитокерамики и пемзолита, гипсовый и цементный фибролит; пористые материалы с полужестким скелетом: древесноволокнистые, минераловатные и стекловолокнистые плиты на различных связующих; пористые материалы с упругим скелетом: полиуретановый и поропласт, винипор, прошитые маты из капронового и стеклянного волокна. Первой характеристикой материала, влияющей на звукопоглощение, является пористость (о) - безразмерная величина, показывающая долю объема сквозных отверстий от общего объема материала; пористость можно определить и как отношение площади пор (на поверхности материала) к полной площади поверхности. Выбор пористости материала для получения наивысшего КЗП далеко не однозначен. Чтобы отраженная часть звуковой энергии была возможно меньшей, необходимо увеличить объем пористой части, соблюдая при этом правило - не увеличивать размеры отдельных полостей или каналов, так как при несоблюдении этого условия становится менее эффективен процесс вязкого трения. Таким образом, для одного и того же материала должно существовать оптимальное значение пористости, которой соответствовало бы максимальное поглощение звука при оптимуме размеров пор. Так, например, звукопоглощающая пористая штукатурка имеет пористость равную 0,6-0,65, для ваты х/б и стекловолокна можно создать пористость - 0,9 0,99. Различная форма каналов, их наклон к поверхности ЗПМ оцениваются структурным фактором () - величиной, показывающей во сколько раз плотность воздуха в порах больше плотности воздуха в свободном состоянии. Его величина колеблется от 1 (волокнистые материалы типа стекловаты и шлаковаты) до 4 (свободно насыпанный гравий, акустическая штукатурка и т.п.). Потери энергии, вызываемые вязкостью воздуха, оцениваются сопротивлением продуванию (через материал заданной толщины) постоянного потока воздуха:
г = (6) где - разность давлений по обе стороны пористого слоя материала, продуваемого потоком воздуха; v - скорость потока вне материала. Размерность сопротивления продуванию в СИ системе равна м -2с-1кг. Другой характеристикой, которая приводится в литературных данных, является удельное сопротивление продуванию r0 = r/ = /ν т.е. сопротивление, оказываемое воздушному потоку единичным слоем материала. Так вата х/б имеет r0 = 60 кгм- Зс-1, пористая звукопоглощающая штукатурка - 8000-60000, кирпич - 1,3-108. Удельное сопротивление продуванию зависит от размера пор, их формы, плотности среды, перемещающейся по порам, частоты звуковых волн, проходящих через материал. Как же влияют пористость, удельное сопротивление продуванию и структурный фактор на величину коэффициента звукопоглощения? Теория и практика дают следующие зависимости для достаточно толстого слоя материала, когда отражением от задней стенки можно пренебречь. На высоких частотах КЗП определяется его пористостью и структурным фактором как изображено на рис.2, значение КЗП довольно велико в диапазоне 0,4-1,0, причем заметно влияние структурного фактора - чем он ближе к единице, т.е. чем ближе значение плотности воздуха в порах к плотности атмосферного воздуха, тем выше КЗП (на рис. 2 кривая 1 соответствует Ӽ= 1, а кривая 2 – =4). Этим объясняется тот факт, что волокнистые материалы обычно более эффективны на высоких частотах, чем зернопористые. Ход зависимости КЗП от частоты для толстого слоя ЗПМ представлен на рис. 3. Из него видно, что чем ниже частота, тем меньшим должно быть удельное сопротивление продуванию, а это значит, что больше должна быть "воздушная" часть материала. Однако увеличение пор приводит только к уменьшению затухания. Поэтому для предотвращения отражения звуковых волн от задней стенки необходимо увеличивать толщину этого слоя по мере уменьшения частоты.
При рассмотрении пористого слоя конечной толщины начинают сказываться отражения от жесткой стенки и характер зависимостей КЗП от характеристик материала становится более сложным. Чтобы в пористом материале, лежащем на жесткой стенке, поглотилось примерно 90 % падающей звуковой энергии, толщина слоя материала должна быть не менее значения, которое может быть вычислено по формуле: δ0=250 / σ r0 ƒ
Таким образом, в целом для слоя ЗПМ, лежащего на жесткой стенке, кривая звукопоглощения имеет вид, изображенный на рис. 3 - частотная характеристика спадает в сторону низких частот. Наибольшего значения КЗП слоя толщиной 8 достигает примерно на частоте, вычисляемой по формуле: ƒ0 = c0 / 2 π δ0 )
С другой стороны эта частота соответствует условию, когда δ =λм / 4, λм = см /ƒ0, ƒ0 = см / 4δ. На частотах выше этого первого максимума значения КЗП колеблются около средней величины, лежащей несколько ниже первого максимума (кривая 2 рис. 4). С увеличением толщины слоя пористого материала частотная характеристика со своим максимумом сдвигается в сторону низких частот и при этом материал должен быть более распушенным (с меньшей плотностью) и, наоборот, для поглощения звуков высоких частот надо применять пористые материалы с большей плотностью. При частоте, определяемой по формуле (9), максимальное звукопоглощение достигается, если выполняется следующее условие для полного сопротивления продуванию: 800< r0 δ<1600 кгм-2с-1. (11) Расходы пористого материала на низких частотах можно значительно уменьшить, если разместить слой материала на относе от стены. Использование этого способа основано на том, что отраженная от твердой стенки звуковая волна имеет максимум колебательной скорости частиц воздуха на расстоянии δ = 1/4λ0 или на частоте ƒ0 = с0/4δ, где λо и с0 длина волны и скорость звука в воздухе. Выше этой частоты КЗП меняется незначительно. Таким образом, при правильном выборе толщины пористого слоя и воздушного промежутка можно получить такую же частотную характеристику, как и для сплошного слоя материала, но при меньшей толщине последнего. Максимальные значения КЗП получаются, если выдерживаются следующие значения полного сопротивления продуванию 400< r0δ <800. (12)
Слоистые ЗПК(с использованием волокнист ЗПМ). Частотная характеристика слоистых звукопоглощающих конструкций. Влияние толщины слоя ЗПМ и плотности ЗПМ. Размещение пористого материала на относе от стенки, достоинства этого приема. Достоинства и недостатки ЗПМ,ЗПК.
|
||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-06; просмотров: 1553; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.224.59.231 (0.005 с.) |