Метод визначення опору потоку повітря пористих матеріалів на основі коефіцієнтів звукопоглинання

Abstract

Подано розроблене у системі Labview програмне забезпечення для автоматизації процесу розрахунку опору потокові повітря пористих матеріалів. Підхід полягає в автоматизованому збиранні та опрацюванні інформації із давача тиску та витратоміра. Розроблене програмне забезпечення дало змогу автоматизувати процес визначення коефіцієнтів звукопоглинання пористих матеріалів методом продування потоком повітря. Програмне забезпечення дає змогу виконувати аналіз даних у режимі реального часу. Співвідношення між зміною тиску і потоком повітря подано у вигляді графіка. Це дає змогу в реальному часі оцінити достовірність вимірювань. Описано процедуру та методи вимірювань. Викладено розроблений та реалізований метод визначення опору потоку повітря на основі коефіцієнтів поглинання звуку, що дало змогу порівняти результати, отримані з імпедансної трубки та лабораторної установки для визначення опору потоку повітря методом продування, порівнюючи тільки значення опору повітря, а не функцію залежності коефіцієнта поглинання від частоти. Для обчислення коефіцієнта звукопоглинання вибрано емпіричну модель Мікі, яка є модифікацією моделі Ділейні–Базлі, але, на відміну від останньої, виключає виникнення від’ємних значень коефіцієнта звукопоглинання на низьких частотах. Для перевірки методів значення опору потокову повітря визначено трьома способами: обчислено в результаті експерименту, з використанням лінійного наближення для всього набору даних й за допомогою запропонованого методу. На прикладі меламінової піни показано, що запропонований спосіб дає змогу краще зіставити регресійну пряму із експериментальними даними, а це, своєю чергою, дає можливість мінімізувати похибку вимірювання порівняно із раніше використовуваним методом.

The article presents software developed in the Labview system to automate the process of calculating the flow resistance of porous materials. The approach is to automatically collect and process information from a pressure sensors and a flow meter. The developed software made it possible to automate the process of determining the sound absorption coefficients of porous materials by the method of blowing airflow. The software allows performing real-time data analysis. The relationship between the change in pressure and the airflow are represented with a graph. This, in turn, makes it possible to evaluate the accuracy of measurements in real time. Measurement procedure and measurement methods are described. A method of rapid determination of airflow resistance based on sound absorption coefficients was developed and implemented. This allowed comparing the results obtained from an impedance tube and a laboratory stand for determining airflow resistance by the air-blowing method, comparing only the value of air resistance but not the function of the dependence of the absorption coefficient on the frequency. For the calculation of the sound absorption coefficient, an empirical Miki model was selected, which is a modification of the Delaney-Bazley model, but, unlike the latter, excludes the appearance of negative values of the sound absorption coefficient at low frequencies. To test the methods, the values of the airflow resistance were determined in three ways: calculated as a result of the experiment, calculated using a linear approximation for the entire data set, and calculated using the proposed method. The example of melamine foam shows that the proposed method is better able to map the regression line with the experimental data which minimizes the measurement error compared to the previously used method.