Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Акустическая добротность трубы
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Cистемный уровень проектирования > Математика и Физика
DS
Кто нибудь знает границы применения формулы для оценки добротности по потерям от трения о стенки Q=sqrt(1.5wR/N)*r, где w-угловая скорость, R - плотность газа, N - вязкость, r - радиус трубы.
Для частот >50 Кгц нет ли каких поправок ? А то у меня по расчету около 25, а меряется около 6.5.
Designer56
Интересно, какой размер трубы получается для резонанса на частотах >50 Кгц?
DS
Цитата(Designer56 @ Aug 3 2008, 21:58) *
Интересно, какой размер трубы получается для резонанса на частотах >50 Кгц?


Об этом и речь - длина меньше 10 мм, диаметр - меньше полумиллиметра. Это для второй гармоники. Но пропорции с музыкальными инструментами при этом сохраняются. Всякие там концевые поправки высчитываются правильно. А вот с добротностью - облом.
Designer56
А длина волны как соотносится с длиной трубы? По моим подсчетам, волна что-то около 0,006 м.
DS
Цитата(Designer56 @ Aug 3 2008, 22:25) *
А длина волны как соотносится с длиной трубы? По моим подсчетам, волна что-то около 0,006 м.


Так и есть, а диаметр - 1/25 - 1/30 длины.
Designer56
Вроде бы, насколько помню, длину нужно брать много меньше волны- тогда формулы справедливы.
DS
Цитата(Designer56 @ Aug 3 2008, 22:31) *
Вроде бы, насколько помню, длину нужно брать много меньше волны- тогда формулы справедливы.


Диаметр, наверное ?

Тут еще дело в том, что в слое у стенки толщиной порядка 50 мкм поведение газа - иное. Когда этот пристеночный объем мал по сравнению с общим, формулы верны, а вот когда примерно половина объема - не знаю. Вполне возможно, что именно это и снижает добротность в 4 раза.
Designer56
Цитата
Диаметр, наверное ?

Не, насколько помню- именно длинну...иначе стоячка возникает. Ну и краевые эффекты, само собой. Честно говоря, давно не заглядывал в теоретическую акустику.
DS
Цитата(Designer56 @ Aug 3 2008, 22:47) *
Не, насколько помню- именно длинну...иначе стоячка возникает. Ну и краевые эффекты, само собой. Честно говоря, давно не заглядывал в теоретическую акустику.


Так про нее, про стоячку, я речь и веду.
Designer56
а откуда такая задача?
DS
Ответственная деталь одного изделия. Мне надо точно представлять поведение в промышленном диапазоне температур/параметров воздуха.
Designer56
Есть такой труд по акустике- автор Фурдуев. Может, там найдется?
SIA
Цитата(DS @ Aug 3 2008, 22:37) *
Диаметр, наверное ?

Тут еще дело в том, что в слое у стенки толщиной порядка 50 мкм поведение газа - иное. Когда этот пристеночный объем мал по сравнению с общим, формулы верны, а вот когда примерно половина объема - не знаю. Вполне возможно, что именно это и снижает добротность в 4 раза.

Сказываются две вещи - неадиабатность (она же немного снижает частоту) и рост вязкого трения.
Точный расчет очень муторен, проще откалибровать экспериментально. Вязкость воздуха, в отличие от жидкостей, максимальна при максимальной температуре.
DS
Цитата(SIA @ Aug 4 2008, 01:07) *
Сказываются две вещи - неадиабатность (она же немного снижает частоту) и рост вязкого трения.
Точный расчет очень муторен, проще откалибровать экспериментально. Вязкость воздуха, в отличие от жидкостей, максимальна при максимальной температуре.


Cнижение частоты не сильно сказывается, поскольку добротность относительно низкая. А обмерять конструкцию - очень трудоемкое дело, к тому же я только на прошлой неделе придумал, как это можно делать достоверно.
Лучше бы рассчитать, поскольку мы иначе не гарантированы, что в следуещем изделии все параметры не будут различаться на +-порядок.
SIA
Цитата(DS @ Aug 4 2008, 10:59) *
Cнижение частоты не сильно сказывается, поскольку добротность относительно низкая. А обмерять конструкцию - очень трудоемкое дело, к тому же я только на прошлой неделе придумал, как это можно делать достоверно.
Лучше бы рассчитать, поскольку мы иначе не гарантированы, что в следуещем изделии все параметры не будут различаться на +-порядок.

Готовой и аттестованной расчетной методики для трубы Кундта, учитывающей вязкость и неадиабатность я не видел. Все равно придется писать свою, и обязательно проверять на нескольких заметно отличающихся образцах, желательно на разных газах. Т.е. сделать можно, но это стоит денег в любом случае. Если не валять дурака, времени на все вместе потребуется от двух недель до месяца.
DS
Цитата(SIA @ Aug 4 2008, 14:15) *
Готовой и аттестованной расчетной методики для трубы Кундта, учитывающей вязкость и неадиабатность я не видел. Все равно придется писать свою, и обязательно проверять на нескольких заметно отличающихся образцах, желательно на разных газах. Т.е. сделать можно, но это стоит денег в любом случае. Если не валять дурака, времени на все вместе потребуется от двух недель до месяца.


И куда я аттестованную методику буду вешать - в сортир на видное место ? Мне нужны формулы, которые убедят меня лично в том, что я правильно себе представляю реально происходящие процессы.
А с временем работы всякое бывает. Я бы вот так не стал назначать время, требуемое для измерения. Вдруг речь идет о резонансе в детонаторе ядерного устройства в процессе штатной работы biggrin.gif ?
SIA
Цитата(DS @ Aug 5 2008, 00:28) *
И куда я аттестованную методику буду вешать - в сортир на видное место ? Мне нужны формулы, которые убедят меня лично в том, что я правильно себе представляю реально происходящие процессы.
А с временем работы всякое бывает. Я бы вот так не стал назначать время, требуемое для измерения. Вдруг речь идет о резонансе в детонаторе ядерного устройства в процессе штатной работы biggrin.gif ?

Ерничать можно сколько угодно, но любые теоретические выкладки для практического использования надо подвергать экспериментальной проверке. Да, пользуясь только "карандашом и бумагой" или компом (без программы которая откалибрована по ранее проделанным опытам), "из первых принципов" часто можно получить качественно правильное решение. Но для того, чтобы оно стало количественным, нужна экспериментальная калибровка, причем не по одной точке. Что тут непонятного ? "Готовые формулы" с приемлемой точностью, как показывает практика, есть только для идеализированных случаев. Вся аэрогидромеханика до сих пор больше экспериментально-эмпирическая наука, нежели теория. Ну можно заняться численным решением уравнения Навье-Стокса совместно с уравнениями теплопроводности, толку- то?

p.s. Я сам занимался расчетом движения воздуха под мембраной конденсаторного микрофона - его нелинейность, микротурбулентность и эффекты теплопередачи очень сильно влияют на характеристики. К примеру, два капсюля, похожих по конструкции, легко могут могут отличаться по величине звукового давления, при котором искажения достигают 0,5%, на 30 дБ - в 30 раз. При этом более линейный капсюль - еще и имеет бОльшую чувствительность. Один - сделан фактически "наобум", хотя и уважаемой фирмой N, другой - правильно рассчитан. Вот и вся разница.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.