Akusztikailag átlátszó cső
Akusztikailag átlátszó cső
Tokaji Kristóf MSc II. évf.
e-mail: tokaji.kristof@gmail.com
Konzulens: Dr. Horváth Csaba, Áramlástan Tanszék
e-mail: horvath@ara.bme.hu
Az iparban és a hétköznapokban is széleskörűen alkalmazott légtechnikai eszköz a ventilátor. Így bármerre is fordulunk, körbe vesznek minket a mindennapjainkban. A mai modern társadalomban gyakran az egyik legfontosabb szempont az emberek kényelme, melyet zavar az egyre nagyobb méretű zajszennyezés, amelynek jelentős forrása a körülöttünk működő ventilátorok. Az alkalmazott forgógép gyakran csőrendszerben van elhelyezve, amely sajátos akusztikai tulajdonságokkal bír. A ventilátor akusztikai fejlesztéséhez és zajának csökkentéséhez ismerni kell a zaj jellemzőit és keletkezésének helyét. Erre alkalmas módszer a nyalábformálás, melyet mikrofontömb alkalmazásával lehet végrehajtani. A mikrofontömb csőbe való beépítése bonyolult, így alternatív megközelítést keresve, a csövön kívüli alkalmazásához egy akusztikailag átlátszó csövet terveztem.
A tervezésnél a legfontosabb követelmények az akusztikai áteresztés, az áramlástani zártság és a szerkezeti szilárdság. A mikrofontömb szakirodalmat [1] tanulmányozva a jelenlegi alkalmazások nem bizonyultak ideálisnak. Így csőrendszerbe építhető hangtompító és általános akusztikai ismeretekre támaszkodva alakítottam ki a jelenlegi összeállítást. Az akusztikailag átlátszó cső vázát egy perforált cső [2] alkotja, mely kis akusztikai tompítással rendelkezik és szilárdságilag biztosítja a megfelelő alakot. Az áramlástani zártságot egy kis akusztikai impedanciájú anyaggal oldottam meg. Az akusztikailag átlátszó cső alkalmazható kis nyomáskülönbségek, illetve nagyobb nyomáskülönbségek esetén is. Utóbbi esetben a bevonat egy folyékony gumiból felvitt réteg, amely rátapadva a csőre ellenáll a nagy nyomáskülönbségnek. Jelenlegi kutatásom tárgya a kis nyomások esetén alkalmazott stretch fólia bevonattal ellátott akusztikailag átlátszó cső. A stretch fólia csomagolóanyagként is alkalmazott rugalmas fólia, amely akusztikailag jó áteresztéssel rendelkezik és kis nyomáskülönbségek esetén megfelelően biztosítja az áramlástani zártságot.
A későbbi felhasználás érdekében fel kell térképezni az akusztikailag átlátszó cső hangáteresztő tulajdonságait. Különböző hangforrás (hossz- és sugármenti) és mikrofontömb (ránézési szög) elhelyezéssel meghatároztam az átviteli függvényt, amely információt ad az akusztikai tulajdonságokról. Továbbá megvizsgáltam a rendszer alkalmazhatóságát ventilátoros esettanulmányokon is, amely megerősítette, hogy megfelelő kalibráció után az akusztikailag átlátszó cső alkalmas valós mérések végrehajtására. A kiértékelésnél először a kapott spektrumokat vizsgálva hasonlítottam össze az eseteket, így meghatározva az ideális elhelyezkedés geometriáját, illetve a mérhető frekvencia intervallumot. A második kivizsgálás egy előtanulmány arra, hogy mennyire lehet beazonosítani a tényleges zajforrások helyét. Megvizsgáltam, hogy behatárolható-e, hogy egy adott frekvenciasávban a ventilátoron belül hol tapasztalható a legnagyobb zaj. Ebből következtetni lehet a zaj keletkezési helyére. Ez a módszer a későbbiekben lehetőséget biztosít a ventilátor zajának csökkentésére.
Ezen tanulmány kutatásom első évének részeredményeit foglalja össze. Az általam tervezett és összeállított akusztikailag átlátszó cső alkalmazható akusztikai vizsgálatokban, amelyek részét képezhetik a ventilátorok fejlesztési folyamatának.
Irodalom:
1. Jaeger et al. “Effect of Surface Treatment on Array Microphone Self-Noise,” 6th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference and Exhibit, AIAA Paper 2000-1937, 2000.
2. T.J. Shultz, Acoustical Uses for Perforated Metals: Principles and Applications
szerző
-
Tokaji Kristóf
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Horváth Csaba
adjunktus, Áramlástan Tanszék
