Geluidsniveau vs luchtdruk

JaY-S

Hoe kun je uitrekenen hoe het geluidsniveau van een geluidsbron wordt verlaagd naarmate je druk steeds verder verlaagd? Dus wat is de verhouding tussen het geluidsniveau en de luchtdruk.

Ik heb een compressor in een kleine stalen doos en die doos wil ik vacuumzuigen ter geluidsisolatie. Ik wil eerst berekenen wat het verlagen van de luchtdruk doet met het geluidsniveau (dB versus mbar).

Weet iemand hier iets over, want to nu toe heb ik er weinig over kunnen vinden!

Alvast bedankt!

JaY-S

Niemand kent hier een formule of afleiding voor?

Een bron produceert bijv. 45 decibel bij 1 bar atm. druk

Als je dit naar 40 decibel wilt terugbrengen door de druk te verlagen, naar welke druk moet je dan toe?

Misschien is er een verband tussen de trillingen in de lucht en de druk?

thermo1945

Geluid is eigenlijk een (adiabatische) drukgolf.

De energie van de golf is evenredig met het kwadraat van de amplitude.

Daarom vermoed is: als je de druk 3x zo laag maakt, wordt de energie van de golf 3²x zo klein.

eendavid

Dat gaat over het drukverschil, niet over de druk in de achtergrond. Zolang je eenzelfde drukfluctuaties kan opleggen, blijft de energie die de golf meedraagt dezelfde. Het punt is alleen dat naarmate het gas ijler wordt, het 'moeilijker' wordt om deze fluctuaties op te leggen. Ik zie het kwantitatieve antwoord niet in 1-2-3, maar als we wat geduld hebben komt misschien iemand met meer kennis van zaken langs.

E.Desart

Ik heb geen data om dit te checken (dus post onder voorbehoud).

Ik vermoed dat de afname uitgedrukt in dB van de intensiteit (of druk) zich lineair gedraagt met de afname van de druk.

Correctie versus druk: 10*log(P/atm)

P: absolute vacuümdruk

atm: standaard atmosferische druk.

De karakteristieke akoestische impedantie : Z0 (0 in subscript) = c*rho

rho = densiteit (kg/m³)

c = snelheid geluid = praktisch drukonafhankelijk

http://en.wikipedia.org/wiki/Acoustic_impedance

Intensiteit:

http://en.wikipedia.org/wiki/Sound_intensity

Hoe druk je een vacuüm eigenlijk uit? een 10 % vacuüm betekent dit 10% absolute druk of 90% vacuüm.

In elk geval, en in zover mijn benadering klopt zou 10%, resp 1% absolute druk betekenen:

correctie = 10*log(0.1) = -10 dB

correctie = 10*log(0.01) = -20 dB

Wat ik mij wel vaag herinner is dat je inderdaad een zeer goed vacuüm moet hebben voordat je enig serieuze isolatie kan hebben waardoor het zinloos wordt voor panelen (implosie alleen te voorkomen door maatregelen die het systeem akoestisch naar de bliksem helpen).

Het is zo'n typisch onderwerp dat meermaals geopperd wordt omdat het zo attractief lijkt.

JaY-S

Moet dat niet zijn: 20*log(P/atm) ?

http://nl.wikipedia.org/wiki/Geluidsniveau

Stel, ik zou vacumeren tot 0.1 absolute druk in de stalen doos, dan zou het geluidsniveau met 20*log(0.1/1) = -20 dB verminderen. Klopt dit dan? Ik ben momenteel aan het testen en ik heb niet het idee dat ik tot zeer diep vacuum hoef te gaan. Het grootste probleem zijn de trillingen (contactgeluiden) en de afdichting.

jhnbk

p₀ is niet de atmosferische druk maar de druk van de gehoordrempel.

JaY-S

Idd, klopt. Maar is 10*log(P/atm) dan wel een juiste formule? Er moet toch een verband bestaan tussen deze twee factoren!?

jhnbk

Ik zie niet in waarom er een verband zou bestaan tussen p₀ en de de atmosferische druk bijvoorbeeld. Met p bestaat er eventueel een verband maar dat is mij niet gekend.

Jan van de Velde

Ik weet eerlijk gezegd niet of ik E. Desarts post hier dunnetjes overdoe, maar ik vond een calculator die de "sound attenuation" berekent (o.a.) afh van de luchtdruk. (nog) geen idee welke formule erachter steekt.

http://www.csgnetwork.com/atmossndabsorbcalc.html

EDIT:

Ik denk dat vergelijking (26) in dit document enige aandacht verdient:

www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/87865main_H-895.pdf

E.Desart

Jan,

Die calculator slaat terug op de absorptie van geluid door lucht.

In tegenstelling met de snelheid van geluid speelt druk hier wel een rol.

Die calculator is gebaseerd op ISO 9613-1 (Internationale Standard)

Dit is de wiskunde hierachter: Dit heb ik gekopieerd uit een vroegere post van mij (wat op zijn beurt weer gekopieerd was van een nog vroegere post van mij):

http://forum.studiotips.com/viewtopic.php?...cf2b509f0d#p770

ISO 9613-1 : 1993 (E)

NOISE ABSORPTION BY AIR

This has only sense when one puts this in an Excel Template or something.

To calculate this for individual cases calls for a lot of time, only to prevent typos already

There are 4 parameters which can be entered:

1) Frequency in Hz

2) Temperature in K (Kelvin). For future indoors use this can be fixed to a standard room temperature of 293.15 K = 20°C = 68°F

3) Relative Humidity in %. For future indoors use this can be fixed to a standard of 50 to 60% or whatever represents a standard RH for one's circumstances.

4) Atmospheric pressure in kPa (kiloPascal) This can be fixed to a standard of 101.325 kPa (standard pressure at sea level).

as = a * s [dB] total absorption at distance s

Pt = Pi * exp(-x * as) [Pa]

x = 1/(10 * log((exp(1))^2) = ca 0.1151 (value in norm, formula E. Desart)

Delta Lt = 10 * log( Pi^2 / Pt^2 ) = as [dB]

a = 8.686 * f ^2 * ((1.84 * 10^-11 * (Pa / Pr)^-1 * (T / To)^(1/2)) + y) [dB/m]

y = (T / To)^(-5/2) * (0.01275 * exp(-2239.1 / T) * (frO + f ^2 / frO)^-1 + z)

z = 0.1068 * exp(-3352 / T) * (frN + f ^2 / frN)^-1

frO = (Pa / Pr) * (24 + 4.04 * 10^4 * h * ((0.02 + h) / (0.391 + h)))

frN = (Pa / Pr)*(T / To)^(-1/2) * (9 + 280 * h * exp(-4.170 * ((T / To)^(-1/3)-1)))

h = hr * ((Psat / Pr) / (Pa / Pr)) = hr * (Psat / Pa)

Psat = Pr * 10^(-6.8346 * (To1/T)^1.261 + 4.6151)

a ........ pure-tone sound attenuation coefficient, in dB/m, for atmospheric absorption

s ........ distance in m through which the sounds propagates

Pi ....... initial sound pressure amplitude, in Pa

Pt ....... sound pressure amplitude, in Pa

Pa ...... ambient atmospheric pressure in kPa

Pr ....... reference ambient atmospheric pressure: 101.325 kPa

Psat .. saturation vapor pressure ca equals:

.................. International Meteorological Tables WMO-No.188 TP94

.................. World Meteorological Organization - Geneva Switzerland

T ........ ambient atmospheric temperature in K (Kelvin).

........... K = 273.15 + Temperature in °C (by US known as centigrade, Europe as Celsius)

To ...... reference temperature in K: 293.15 K (20 °C)

To1..... triple-point isotherm temp: 273.16 K = 273.15 + 0.01 K (0.01 °C)

h ........ molar concentration of water vapor, as a percentage

hr........ relative humidity as a percentage

f ......... frequency

frO ..... oxygen relaxation frequency

frN ..... nitrogen relaxation frequency

x ........ Just a help factor to shorten formula, improvement on standard by Eric Desart

y ........ Just a help factor to shorten formula

z ........ Just a help factor to shorten formula

Hier zijn wel een aantal begrenzende parameters en toleranties in functie van die parameters, maar binnen normale grenzen is dit de officiële Europese rekenmethode (volgens mij ook in gebruik nu door USers die een minder gedetailleerde benadering hadden).

Dit berekent absorptie voor zuivere tonen. Dit wil zeggen dat voor bandbreedtes als 1/3 of 1/1 octaafbanden er enige integratie nodig is. zeker bij hogere frequenties, aangezien de luchtabsorptie in het laag zeer klein is. In het hoog stijgt dat exponentieel.

Dit heeft weinig te maken met de vraag van de topic starter.

Zijn geluidsdruk formule die hij hier gaf is duidelijk beantwoord door jhnbk. Deze formule heeft ook geen relatie met zijn oorspronkelijke vraag.

Inzake zijn vraag zelf was mijn antwoord correct, maar hier spelen blijkbaar nog andere factoren mee (mismatch impedantie) waar ik nog nergens enige vorm van quantificatie voor vond, alleen vage referenties naar beïnvloedende factoren.

Ik heb jouw laatste link nog niet bekeken, wel even naar die calculator gekeken die ik herkende.

Jan van de Velde

E.Desart schreef:Die calculator slaat terug op de absorptie van geluid door lucht.

In tegenstelling met de snelheid van geluid speelt druk hier wel een rol.

Daar ging het toch ook over?

..//.. Ik wil eerst berekenen wat het verlagen van de luchtdruk doet met het geluidsniveau (dB versus mbar).

E.Desart

Jan,

Ik kom hier later op terug.

Ik ben na jouw bericht een tijd bezig geweest de randcondities (grenzen) van deze norm in Excel over te dragen, zodat ik deze grafisch kan voorstellen. IK heb deze norm nooit gebruikt voor dergelijke extremen.

Maar dit is een behoorlijk complexe norm. Ik heb hier meer tijd voor nodig, die ik nu gewoon niet heb.

Voor standaard-gebruik dient deze norm voor het gebruik van luchtabsorptie bij geluidsuitbreiding buiten, binnen een aantal eenvoudige grenzen.

Ca rond normale atmosferische condities, van 50 Hz tot 10 kHz, van -20 tot 50°C, RH van 10 tot 100 %.

Eens buiten deze randcondities wordt nauwkeurigheid en grenzen bepaald in functie van een complex van te berekenen interactieve parameters.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Geluidsniveau vs luchtdruk

Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk

Re: Geluidsniveau vs luchtdruk