Способ экспериментального определения оптимальных параметров акустического поглотителя Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 G10K11/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам исследования акустических свойств материалов.

Известен способ экспериментального опрёделеГния оптимальных параметров поглощающих материалов методом аккустического моделирования,основанлам на измерении распределения амплитуд колебаний давления в газовом тракте с установленилм на нем акустическим поглотителем Cl .

Основными недостатками известного

способа являются необходимость изготовления большого числа вариантов, что удорожает и удлиняет сроки доводки изделия, возможность при моделировании соблюдения в полной мере всех критериев подобия, граничных условий и свойств источника звука объекта моделирования .

Трудности автоматизации процесса отыскания оптимальных параметров акустического поглотителя в связи с необходимостью экспериментальной установки при смене поглотителей.

Известен также способ экспери1 «ентальногр определения оптимальных параметров акустического поглотителя 21 посредством воздействия звуковыми

колебаниями газа на образец и последующего контроля изменений двукового давления. При проведении измерений этим способом, обычно в трубе интерферометра, на одном конце трубы устанавливается излучатель звука, а на другом - опытный образец - отдельный элемент или система элементов исследуемого акустического поглотителя.

10 При .этом в трубе возбу сдается плос- . кая звуковая волна, падающая по нор- Мали к образцу. При сложении падающей и отраженной от него волн, в трубе интерферометра возникает стоячая 15 волна давления, измеряя микрофоном распределение измерения звукового давления по длине трубы интерферометра,вычисляют основную энергетическую характеристику испытуемого образца - коэффициент поглощения eL . Акустический

20 поглотитель, образец которого по данным испытаний имеет наибольшее значение d принимается за оптимальный.

25 Недостатком применения интерференционного способа является то, что определение оптимальных параметров поглотителя производится в условиях, принципиально отличакадихся от натур30 ных: при нормальном падения звуковой «олш, в отсутствии среднего потока и т.д. Это приводит к значительному снижению точности экcпepи 4eитaльнoro определения оптимальных параметров акустических поглотителей. Необходи юсть последовательного испытания большого числа образцов различных конструктивных вариантов акустических поглотителей значительно удорожает и удлиняет время измерение в процессе отЕ)1ска|Ния оптимальных параметров акустических поглотителей. Целью изобретения является разработка способа, позволякицего существе но повысить точность и сократить время измерений при экспериментально определении оптимальных параметров акустических поглотителей. Поставленная цель достигается тем что в способе экспериментального определения оптимальных параметров акустического поглотителя посредство воздействия звуковыми колебаниями газа на образец и последующего контроля изменений звукового давления од новременно измеряют колебания скорости газа на входе в образец при изменении его акустических характеристик, и по максимуму акустической мощности, поглощаемой.образцом, опре деляют оптимальные параметра акустического поглотителя. На чертеже представлена схема уст ройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит трубу ин терферометра (или магистраль натурно ного объекта) - 1, образец 2 акустнческого поглотителя, с подвижным поршнем 3 и измеряемым об-ьемом резонансной полости 4,. нить термоанемометра 5 для измерения колебаний скорости на входе в образец 2, чувствительный элемент 6 для измерения коле баний давления также на выходе в образец 2 (наНример, таблетка из пьезо керамики), усилитель 7 и термоанемометр 8. Способ состоит в следунвдем; образе акустического поглотителя 2 устанавливается на магистраль натурного объ , екта 1. Объект выводится на режим работы при котором в магистрали объекта 1 возникают звуковые колебания газа, воздействующие на образец 2. При это помимо измерений колебаний звукового давления на входе в образец 2 с помощью -чувствительного элемента 6 одновременно дополнительно производят измерение колебаний скорости газа также на входе в образец с помощью нити термоанемометра 5. Изменяя акустические характеристики образца 2 например,путем перемещения поршня 3 и измерения объема резонансовой полости 4) следят за величиной акустической мощности, по глощаемой образцом, пропорционально нтегральному усредненному значению роизведения сигнгшов на выхода усилиеля 7 и термоанемометра 8, которые, свою очередь, соответственно проорциональны колебаниям давления и скорости газа на входе в образец 2. Фиксируют оптимальные значения акустических параметров образца 2, соответствукхцих максимальному начению эффективной акустической мощности, отбираемой из системы образцом. По найденн&м указанньш способом оптимальньш. значениям акустических . napeuvieTpoB образца проектируется поглотитель, предназначенный для ослабления (или подавления) колебаний в магистралях натурного объекта. Повышение точности достигается за счет того, что оптимизация параметров поглотителей может производиться не только в модельных, но и в натурных условиях при полном соблюдении режимных параметров, граничных условий, свойств источника звука и акустического поля натурного объекта, для которого проектируется акустический поглотитель. Сокращение времени измерений при даннс способе достигается за счет того, что оптимизация параметров акустического поглотителя производится с использованием образца с изменяемыми акустическими характеристиками по конечнснлу выходному параметру - величине акустической мощности, отбираемой образцом из системы. При использовании предлагаемого способа отпадает необходимость изготовления большого числа вариантов опытных акустических поглотитеЛей, что значительно удешевляет и сокращает время доводки изделий. Изобретение может найти применение в проектных институтах и КБ, заннмакщихся борьбой с производственными шумс1ми, в частности при проектировании теплоэнергетических установок. Формула изобретения Способ экспе{жментального определения оптимальных параметров акустического поглотителя посредством воздействия звуковьали колебаниями газа на образец и последующего контроля изменений звукового давления, отличающийся тем, что с целью повышения точности и сокращения времени измерений, одновременно проводят измерения колебаний скорости газа на входе в образец при изменении его акустических характери ;тик и по максимуму акустической мсмцности, поглощаемой образцом, определяют оптимальные параметры акустического поглотителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руденко А.Н., Эпштейн В.Л., Косоротиков Ф.Я., Жемурадов А.П, Иследование элементов звукопоглоащищих конструкций. Технический отчет 7440, 1974, с. 35-40.

2.Писаревский Н.Н., Голубкова Л.В. Экспериментальная установка для измерения характеристик звукопоглошаюаих конструкций интерференционным методом при высоких уровнях звукового давления. Сборник Труды ЦАГИ

вып.

f , ff у ДЩ 1.- BJBA

5 1806, 1976. с. 54-75 (прототип).