Fabrication évent amorti réglable pour enceinte apériodique
Cet article a pour objectif de déterminer la résistance acoustique d’un évent au moyen de calcul, une problématique pour les enceintes apériodiques ainsi que pour tout dispositif nécessitant un contrôle précis de la résistance acoustique..
Afin de vérifier la résistivité du filtre calculé, une méthode beaucoup plus précise consiste à analyser un échantillon de matériau amortissant au moyen d'un ensemble électro-pneumatique à fabriquer et d'un prix vraiment accesible.
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Tous les calculs de cet article sont applicables à la conception d'évent à résistance acoustique réglable et les paramètres spécifiques,longueur évent, diamètre conduit, matériaux acoustiques, peuvent être intégrés dans ces calculs.
Formule fondamentale utilisée en acoustique des matériaux poreux.:
Ra = (σ * L) / S
ou
- Ra = résistance acoustique (Pa·s/m³)
- σ = résistivité au flux du matériau (Pa·s/m²)
- L = épaisseur du matériau (m)
- S = surface de passage (m²)
Nous prenons pour exemple une surface de conduit (passage) de 40mm = 0.04m - ce conduit sera matérialisé par une impression 3D qui concrétisera nos calculs.
S= 0,001257 m²
L = 40mm (6 épaisseurs de coton de forte densité )
Le tableau ci-dessous énumère les matériaux susceptibles d'être utilisés dans le cadre de la conception d'une résistance acoustique:
Personnelement j'emploi des plaques de coton pour toilette bébé avec:
Valeurs typiques du coton
- Coton en vrac très peu tassé :
- environ 2 000 à 5 000 Pa·s/m³
- Ouate de coton / coton légèrement comprimé :
- environ 5 000 à 10 000 Pa·s/m³
- Feutre de coton ou coton fortement comprimé :
- environ 10 000 à 25 000 Pa·s/m³
Nous utiliserons une densité qui correspond à une valeur réaliste de 10 000 Pa·s/m²
Calcul : Ra = 10 000 x 0.04 / 0.001257 =~318 000 Pa·s/m³ = ~3,2 x 10^5 Pa·s/m³
Afin de donner un Ordre de grandeur utile pour filtres apériodiques le mini-tableau ci-dessous rappelle les effets d'amortissement en fonction de la résistivité de l'évent:
Dans le cœur de notre conduit, la résistance à l'écoulement d'environ 320000 Pa·s/m³ représente un amortissement efficace de l'enceinte acoustique.
Les figures suivantes représentent le prorte filtre pour matériaux résistifs.
Les éléments visibles
- Le cylindre blanc translucide (en haut à gauche) — c'est le porte-échantillon tubulaire, imprimé en 3D, dans lequel on insère le matériau à tester. Le flux d'air traverse axialement l'échantillon.
- Les deux disques verts — ce sont les échantillons de matériau amortissant (feutre, mousse ou textile dense vert), découpés au diamètre exact du porte-échantillon.
- La grille ronde blanche (en bas à droite, en deux parties) — c'est le système de maintien / grille perforée qui retient l'échantillon en place tout en laissant passer l'air librement sans ajouter de résistance significative au flux.
La figure de droite présente le porte filtre échantillon terminé et prèt à être intégré dans la paroi de l'enceinte apériodique.