Физика \ Электроакустика и звуковое вещание

Волновая теория процессов в помещении. Геометрическая (лучевая) теория. Звукопоглощающие свойства материалов и конструкции, страница 2

Три теории с разных сторон объединяют акустические процессы, происходящие в помещение. Геометрическая теория более применимак анализу акустических процессов в помещении больших размеров. Статистическая и волновая теории более применимы к помещениям небольших размеров.

Звукопоглощающие свойства материалов и конструкции.

- коэффициент отражения

, (7.1)

- коэффициент отражения по интенсивности

, (7.2)

Если происходит отражение от преграды с больше, чем (сталь, мрамор), то у поверхности пучность – давление и узел колебательной скорости. Если много меньше, чем (пористые резины, пенопласт), то у поверхности давление равно нулю, а колебательная скорость нет.

- коэффициент поглощения

, (7.3)

Обычно коэффициент поглощения в материале частотно зависим, зависит и от угла падения. Если волна падает нормально, то коэффициент отражения максимален.

- удельное акустическое сопротивление

, (7.4)

Зависимость коэффициента поглощения не монотонна для различных материалов.

Все звукопоглощающие материалы по делятся на:

По принципу поглощения: По применению:

Сплошные, Стеновые,

Пористые. Облицовочные,

Драпировки,

Специальные

Сплошные материалы.

(бетон, кирпич, мрамор, дерево, резина и т.д.) – они могут быть и облицовочные, и строительные, тогда a - возрастает.

Принято, что для таких материалов больше, чем , коэффициент поглощения мал. Обычно он увеличивается с увеличением частоты, но очень слабо. У сплошных мягких материалов (резины) коэффициент поглощения порядка 10 %, а у твердых около 5%.

Пористые материалы.

(штукатурка, плиты с перфорацией, щиты, портьеры, ковры и т.д.)

Такие материалы используются только как облицовочные и за ними всегда находятся ограждающие покрытия (например, бетонная стена). Для таких материалов учитывают коэффициент поглощения, вместе с коэффициентами поглощения материалов, которые находятся за ними. Поглощение определяется только потерями на трение в самом материале, которые зависят от колебательной скорости. Где узел колебательной скорости, там коэффициент поглощения будет меньше.

U = 0

1 – ковер на стене;

2 – ковер на расстоянии r = 20 см от стены.

Коэффициент поглощения разных материалов

1 – известковая штукатурка по деревянной обрешетке;

2 – ковер с ворсом на бетонном полу;

3 – арборит в плитах, толщиной 2 см;

4 – фиброакустит в плитах, толщиной 3,5 см;

5 – драпировка на стене;

6 – драпировка на расстоянии 10 см от стены.

Пористые материалы неэффективны на НЧ, преимущественны на ВЧ

Конструкции.

Мембранные поглотители (самые применяемые - щиты Бекеши).

1 2

1 – натянутый холст;

2 – толстая фанера; 3 – войлок.

Щит Бекеши

От 0,5 до 5 см – ширина в зависимости от частоты.

Используют для поглощения на НЧ, бывают в виде колонн.

125	250	500	1000	2000
0,8	0,81	0,73	0,53	0,46

- максимум поглощения на резонансных частотах

, (7.5)

где F – сила натяжения;

r – плотность холста;

– длина, ширина и толщина полотна;

– порядковый номер резонансной частоты.

К конструкциям также относятся резонансные поглотители.

Резонансные поглотители.

l₀

1 – металлическая сетка для внесения потерь в резонатор;

2 – отверстие резонатора, S – площадь;

3 – объем резонатора;

4 – металлический лист, - толщина;

5 – воображаемая граница между резонаторами;

6 – жесткая стена.

Эффективно поглощают энергию на частотах, близких к собственной резонансной частоте. Эффективность определяется потерями в горле резонатора, где скорость υ максимальна.