189984. lajstromszámú szabadalom • Eljárás áramlástechnikai zajcsökkentők méretezett kialakítására és hangtompító berendezés, különösen csővezetékekben terjedő zajok csillapítására
1 189.984 2 (ti. egy hangtompító hatásosságát a csillapításspektrum hibahelyei határozzák meg). További hiányosságként említjük meg, hogy a legtöbb gyakorlati esetben egy új hangtompító kialakításánál nem veszik figyelembe a zajforrás és a környezet akusztikai viszonyait, másszóval a hangtompító méretezés elméleti és numerikus módszerek hiányában nem rendszerszemléletű, ily módon a várt csillapítást egy újabb véletlenszerű tényező befolyásolja. A találmány alapvető célja zajcsökkentők méretezett kialakítására olyan eljárás és annak alkalmazásával olyan hangtompító berendezések kialakítása, amelyek lehetővé teszik az akusztikai elmélet korlátozó feltételeinek figyelmen kívül hagyásából, az akusztikai környezet hatásának elhanyagolásából, az egyes zajforrások változó üzemállapotainak figyelembe nem vételéből eredő hibák kiküszöbölését és optimális csillapításspektrum biztosítása mellett az áramlástechnikai és üzemanyagfogyasztási veszteségek csökkentését. További célként tűztük ki a hangtompítóberendezés és rendszer szerkezeti elemeinek gyártástechnológiai egyszerűsítését, a csereszabatos alkalmazhatóságot, valamint a különböző szerkezeti adottságokhoz történő maximális illeszthetőséget. A kitűzött céltolyan tárgyi eljárás kialakításával és alkalmazásával érjük el amelynek során a találmány értelmében először a zajforrás valamennyi üzemállapotában mérhető hangnyomásszint spektrumok maximum burkológörbéjének felvételével egy kiindulási pesszimális zajspektrumot határozunk meg, majd a bemeneti pont és a kimeneti pont között áganként egyenlő hangterjedésiúthosszúságú párhuzamos hangterjedési ágakat képező, egyenként elemi akusztikai hullámvezetőiket) tartalmazó és a pesszimális zajipektrum domináns frekvenciáin egyenként zajcsillapítási maximumokat mutató akusztikai tápvonalrendszerekből egy kiindulási konfigurációt alakítunk ki, ennek eredő zajcsillapítási spektrumát meghatározzuk ás azt a kiindulási pesszimális zajspektrumomal összehasonlítjuk, majd a kiindulási konfigurációban felvett elemi hullámvezetők hosszméreteit és/vagy az eredő rendszerhosszméreteket optimális eredő zajcsillapítási spektrum eléréséig változtatjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során az egyes hangterjedési ágakban alkalmazott elemi akusztikai hullámvezetők keresztmetszeti méreteit rendre a levágás frekvencia-kritériumot kielégítő módon, tehát körkeresztmetszet esetén legfeljebb az f = 0,293 c/r, míg (1) körtol eltérő keresztmetszetek esetén legfeljebb az fco = 0,5 c^w (2) összefüggés szerint választjuk meg, ahol f a levágási frekvencia Hz-ben, amely minden elemi akusztikai hullámvezetőre nézve legalább akkora, hogy felette a pesszimális zaispektmm kiugró domináns összetevőt már nem tartalmaz, c a hangsebesség m/Sec-ben, r az elemi hullámvezető keresztmetszetének sugara m-ben, ill. w az elemi hullámvezető legnagyobb keresztirányú mérete m-ben. A kiindulási konfigurációban az egyes hangterjedési ágakban alkalmazott elemi hullámvezetők Induló hosszméreteit (amelyeket később ciklikusan változtatunk) azon hullámvezetők esetében, amelyek kisebb keresztmetszettel egy másik hullámvezetőbe nyúlnak be, a zajforrás hangnyomásszintspektrum domináns frekvenciáinak megfelelő hullámhossz negyedére, a nagyobb keresztmetszetű elemi akusztikai hullámvezetők hosszát más domináns frekciáknek megfelelő hullámhossz felére, míg az alacsonyabb frekvenciákon (90...250 Hz között) a zajforráshoz csatlakozó ill. a környezethez csatoló hullámvezető méreteit az x = l/4Xi + n.Xj (3) összefüggés szerinti értékekre állítjuk be, ahol x a csatoló elemi hullámvezető hossza, Aj az i-edik domináns frekvenciának megfelelő hullámhossz, n pedig 0, 1, 2... A találmány szerinti eljárás célszerű és előnyös foganatosítási módjainál a kiindulási konfiguráció, majd ezt követően a ciklikus hosszméretváltoztatások révén módosított valamennyi közbenső konfiguráció eredő zajcsillapítási spektrumának meghatározásához az elemi hullámvezetőket akusztikai négypólusokként kezeljük, és a mindenkori konfiguráció eredő zajcsillapítási spektrumát ezek ismeretében a rendszertopológia (az egyes hangterjedési ágak, az ezekben elrendezett hullámvezetők kapcsolatai, viszonya, fekvése, arányai stb.) figyelembevételével építjük fel. A találmány szerinti eljárás foganatosításánál teliát a korábbi, ismertetett módszerrel ellentétben a hangtompító berendezést, ill. ennek vagy ezek rendszerét olyan elemi akusztikai hullámvezetőkből építjük fel, amelyben a hangnyomás és részecskesebesség állapotait nem egy impedancia jellegű adat, hanem négy frekvenciafüggő mennyiség, az ún. akusztikai négypólusparaméterek írják le. Az, elemi hullámvezetők — nn lyek a korábbiakban említett "csövek", "kamrák', "nyílások” helyett szerepelnek, állandó keresztmetszetű és adott hosszúságú, végeiken nyitott térrészek, melyek akusztikai viselkedése kizárólag egymáshoz kapcsolásuk, lezárásuk, ill. a zajforráshoz és az akusztikai környezethez történő csatolású módjától függ. Dy módon az ilyen, azonos jeliegű elemi hullámvezetőkből felépülő hangtompító berendezés ún. beiktatási zajcsillapítási karakterisztikáját (INSERTION LOSS SPECTRUM) kizárólag akusztikai négypólusparaméterek egymáshoz viszonyított értékei, valamint az akusztikai környezet és a zajforrás akusztikai jellemzői határozzák meg Általánosan egy elemi akusztikai hullámvezető akusztikai négypólusparaméterei az alábbiak: A = D = chyx B = Zosh-yx C = /l/Zo/sh^x ahol Z0 az elemi akusztikai hullámvezető kritikus akusztikai impedanciája (melyet lezáró impedanciaként alkalmazva reflexiómentes hullámterjedés alakul ki) y az elemi akusztikai hullámvezető ún. terjedési állandója és x az elemi hullámvezető hossza Amennyiben a zaj terjedésére szolgáló közeg maga is mozgásban van, a Z0 és a y mennyiségek a közeggel együttmozgó megfigyelési koordinátarendszer miatt maguk is tartalmazzák mind a hangsebességet, mind a közeg átlagos áramlási sebességét is; így ezek hányadosát, az ún. Mach számot is, ezért fenti összefüggések a közeg áramlásának akusztikai hatását is leírják. Fenti elemi akusztikai hullámvezeték láncbakap-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
