تحقیق بررسی مفهوم جذب انرژی

تحقیق بررسی مفهوم جذب انرژی در 30 صفحه ورد قابل ویرایش 

تعریف جذب

مفهوم جذب [1]در آكوستیك اتلاف انرژی به هنگام برخورد موج صدا به یك سطح و سپس انعكاس آن است. كلمة «جذب» رااغلب اشخاص عادی برای بیان عمل یك اسفنج هنگامی كه آب را به خود می كشد، به كار می گیرند، كه این معنا شامل آكوستیك نمی شود. آب جذب شده توسط اسفنج دوباره در دسترس خواهد بود، اما نوفه «جذب» شده توسط آكوستیك تایل را نمی توان دوباره به دست آورد. زیرا به صورت حرارت تلف شده است. مفهوم جذب آكوستیكی در درجه نخست شامل فضاهای داخلی می شود. اگر دیواری وجود نداشته باشد، صدا فقط در اثر افزایش فاصله منبع كاهش می یابد.

اگر فرض كنیم كه یك موج با انرژی تابشی معینی با زاویه ای تصادفی به سطحی برخورد كند، مقداری از انرژی تابشی به طرف محیطی كه سرچشمه شعاع تابشی در آن قرار گرفته است، منعكس می شود و بقیه انرژی تابشی به داخل مادة سطح مزبور نفوذ و غالباً از میان آن عبور می كند. با استفاده از روش شعاعی ضریب جذب به صورت زیر تعریف می شود

بنابراین ضریب جذب نمایانگر نسبتی از انرژی صوتی تلف شده به انرژی سرچشمه صداست كه مقدار آن از صفر تا یك متغیر است( یعنی از صفر تا صددرصد) بنابراین اگر ضریب جذب مساوی صفر باشد، به این معناست كه انرژی تلف شده و تمام صدا در فضایی كه سرچشمه در آن است باقی می ماند. این بدان معنی است كه تمام دیوارهایاز نظر آكوستیكی «سخت» هستند و انرژی باتابیده شده با انرژی تابشی برابر است. همان طور كه این ضریب به سمت 1.0 میل می كند، یعنی انرژی بیشتر و بیشتر تلف شده است و انرژی بازتابشی رفته رفته جزء كوچكتری از انرژی تابیده شده خوهد شد. از نظر آكوستیكی به چنین سطحی «نرم» گفته می شود.

به طریق مشابه ضریب عبوری را می توان به صورت زیر تعریف كرد:

انرژی كلی از جمع ضریب جذب و ضریب عبوری به صورت زیر به دست می آید.

از اتلافی كه به علت اصطحكاك به وجود می آید (تبدیل به حرارت) صرفنظر شده است. این اتلاف بر اثر اصطحكاك، بسیار اتلاف ناچیزی است، حتی در بالاتری مقدارش. بعداً خواهیم دید.

 مقدار عددی ضریب جذب همان طور كه قبلاً گفته شد، برای تمام موارد شناخته شده مقداری معین بین 1% (یك درصد) برای سطوح بسیار سخت مثل فولاد صیقلی یا بتن فشرده تا 99% برای مواد بسیار جاذب است. ضریب جذب یك پنجره باز 100 درصد  در نظر گرفته می شود.

بعضی ازكارخانه ها مواد جاذب آكوستیكی با ضریب جذب بالاتر از یك (یعنی جذب بهتر از 100 درصد) را هم در فهرستهای خود گنجانیده اند كه البته این كار، سود بردن از فقدان دانش پایه ای در مورد مفهوم جذب است.

در مورد تولیداتی كه معمولاً با نام « یونیت جاذب »  مشخص می شوند، ماده جاذب مثل جعبه كوچكی كه روی دیوار نصب شده باشد، نسبت به سطح  دیواره برآمده است. سطح بیرون آمده از دیوار تماماً با مواد جاذب پوشیده شده است، ولی جعبه به اندازة یك وجه خود از سطح دیورار را اشغال می كند. بنابراین، در این حالت در هر فوت مربع دیوار جذب بیشتری نسبت به حالتی كه سطح دیوار به طور عادی پوشیده شده باشد، خوهیم داشت. بنابراین سازندگان ضریب جذب این تولیدات را بیشتر از صد درصد ذكر می كنند. حال اگر این یونیتها متصل به هم نصب شوند، به طوری كه صدا ب وجه های كناری برخورد نداشته باشد، ادعاهای سازندگان تحقق نخواهد یافت. برای اینكه یونیتهای جاذب موثر باشند، باید با فاصله از یكدیگر قرار بگیرند. در غیر اینصورت جذب در هر فوت مربع سطح دیوار به كمتر از صد درصد نزول می كند.

ضریب جذب همچنین تابعی از فركانس امواج صداست. طول موجهای كوتاهتر (فركانسهای بالا) نسبت به طول موجهای بزرگتر ( فركانسهای كمتر) خاصیت نفوذ بیشتری در دیوارها دارند و آسانتر به انرژی حرارتی تبدیل می شود. درفركانسهای بالاتر نسبت به فركانسهای پایین عموماً ضریب جذب بالاتری داریم.

یكی از خواص عمومی برای اینكه مواد جاذب موثر واقع شوند، داشتن سطح شفاف یا غیر حایل برای امواج صداست. همان طور كه شیشه برای نور شفاف محسوب می شود، مواردی هم برای عبور صدا شفاف هستند. دیگر اینكه مواد جاذب صدا باید دارای مكانیز می باشند كه امواج صوتی، هنگام عبور از آنها در اثر اصطحكاك به انرژی حرارتی تبدیل بشوند.

آكوستیك تایل

در سال 1922 برای اولنی بار در آمریكا و سپس در سایر كشورها اختراعی به ثبت رسید كه برای آرامش غوغا در مكانهای پرهیاهو از قبیل رستورانها – مغازه ها – ادارات بانكها – كارخانجات – سالن ورزش – كریدرهای ادارات – كلاسهای درس – سربازخانه ها – بیمارستانها – هتل ها و نظایر آن میتوان برای پوشش سقف آنها از تایلهای مقوائی باشیارها یا حفره هائی در سطح آن استفاده نمود تأثیر حفره ها و شیارها را در منحنی آبسورپسیون میتوان در شكل c51 مورد بررسی قرار داد.

بموجب این اختراع ابتدا یك كارخانه آمریكائی و اینك كارخانه های دیگری در دیگر كشورها تایل های مقوائی با:

میلیمتر 15= d                                       میلیمتر 3 و 5 a=

كه عبارت از 4410 حفره در متر مربع می باشد می سازند كه بنام آكوستیك تایل در كلیه موارد نامبرده در فوق مورد استفاده قرار می گیرند. بدیهی است كه اعداد داده شده بطور تجربی تعیین گردیده اند و برخی از سازندگان دستورالعمل های خاص خود را كه مغایر با دستور فوق می باشد بكار می برند. (بجای حفره شیار نیز جایز است).

بدیهی است كه مشخصات فنی و منحنی تغییرات ضریب آبسورپسیون برای آكوستیك تایلها كاملاً متفاوت و در هر مورد بایستی به كاتالك كارخانه سازنده مراجعه گردد.

آبسوربنت های پوسته ای (پانل)

چنانچه صفحات نازكی را كه دارای مقاومت نشت بسیار بزرگی نیز می باشند (نظیر تخته سه لائی و نئوپان و فیبر) بوسیله یك داربست چوبی بر روی دیوار نصب نمایند.

ملاحظه می شود كه این صفحات همانند آنچه كه در ابتدای بخش مصالح آبسوربنت (شكل 51) مورد بررسی قرار گرفت میتوانند در فركانسهای كم، ضریب آبسورپسیون نسبتاً زیادی بوجود آورند كه فركانس روزنانس fo (فركانسی كه در آن ضریب آبسورپسیون ماكزیمم می شود ) طبق رابطه تجربی.

تعیین می گردد كه در آن M جرم صفحه برحسب كیلوگرم در هر متر مربع و d فاصله هوائی پشت صفحه (ضخامت چوبهای داربست) برحسب سانتیمتر می باشند.

مثلاً برای یك صفحه نئوپان بوزن 10 كیلوگرم در متر مربع ؟؟ بستگی به تقسیمات داربست دارد و با بكار بردن مواد پوروز در پشت پوسته ها می توان ضریب آبسورپسیون را تا 50% الی 70% رسانید.

بدین سان با وجود صرفه جوئی در مصرف مواد آبسوربنت، میتوان ضریب آبسورپسیون قابل ملاحظه ای كه با مواد پوروز فقط با ضخامت خیلی زیاد میسر می گردید، بدست آورد.