Расчёт параметров панельного поглотителя

Добрый день, интересует формула для расчёта параметров углового панельного поглотителя, у которого предусмотрено полное заполнение мин.ватой пространства позади мембраны ( 10 мм. от мембраны и до поверхности стены).
Я понял, что на сайте Acoustic Group они используют именно такую конструкцию панельного поглотителя, считая её более эффективной. Якобы расширяется частотный диапазон вверх и вниз и КЗП становится более равномерным.

Я пользуюсь калькулятором Андрея Смирнова по ссылке: http://www.acoustic.ua/forms/calculator6.html . За что ему большущий респект .
Однако, он не рекомендует, что бы минераловатная плита прилегала к задней стенке корпуса ПП. Например, глубина корпуса 10 см., а толщина используемой минераловатной панели - 5 см. Хотя при небольшой глубине около 7 - 8 см. иначе не получается... .
Для расчёта параметров углового панельного поглотителя используется та же самая формула, что и для плоского девайса, только в качестве значения глубины корпуса берётся половина перпендикуляра, опущенного в угол с фронтальной поверхности мембраны.
Собственно, одно из главных отличий НЧКП Андрея Смирнова от конструкции традиционного ПП заключается не в толщине или размещении мин.ваты, а в том, что в конструкции НЧКП минераловатная панель фиксируется в горизонтальной плоскости и не совершает унисонных колебательных движений совместно с мембраной, за счёт чего повышается эффективность вязкого трения в пористой/волокнистой структуре пористого поглотителя .

По ссылке http://www.picatom.com/19/%20-1563.html приведены значения КЗП ПП с одним слоем и полностью забитым углом. Как видите, при одинаковых размерах, последний имеет преимущество в виде сдвижения резонансной часты ВНИЗ.

Приведу цитату инженера-акустика с Acoustic Group:

Цитата:На самом деле все так и есть. Рассмотрим графики, приведенные выше для угловых поглотителей. Выделим частотную полосу, в которой ПП работает хорошо, например, в которой значение КЗП не менее 0,8.
Для поглотителя с одним слоем ваты этот диапазон составляет примерно от 57 до 70 Гц, т.е. его ширина 13 Гц. Относительная ширина составляет около 1/3 октавы.
Для поглотителя, полностью заполненного ватой, диапазон составляет примерно от 23 до 40 Гц, т.е. его ширина 17 Гц. Но при этом относительная ширина составляет чуть менее 1 октавы.
Таким образом, частотный диапазон также расширился.

Выходит полностью заполненный угол в конструкции углового ПП имеет более низкую резонансную частоту и ширину поглощения, при тех же размерах чем НЧКП Андеря Смирнов с одним слоём ваты!

В сабжевой "ветке" на сайте Acoustic Group по ссылке http://zips.ua/viewtopic.php?f=3&t=1256&...a84622a68d автор поста Николай Канев приводит множество факторов, от которых зависит значение резонансной частоты и эффективность работы ПП. И там же, в конце поста, подводится итог - суть его сводится к возможности практического использования некоего более или менее приемлемого, то есть, соответствующего действительности расчёта.
Алексей, если Вы найдёте и приведёте иные специальные проверенные формулы для расчёта различных видов ПП - я буду это только приветствовать .

Касаемо расчёта параметров ПП на калькуляторе Андрея Смирнова.
Нужно понимать, что настроить ПП на нужную резонансную частоту можно двумя способами. Первый - используя более тяжёлую мембрану, но более мелкий корпус. Второй - используя более лёгкую мембрану, но, при этом, более глубокий корпус.
То есть, если имеет место техническое ограничение по глубине девайса - пользуемся первым вариантом. Если же от логики - правильнее второй.
Аргументирую. Чем тяжелее мембрана, тем, естественно, её тяжелее "раскачать" звуковым волнам. Проще говоря, ПП со слишком тяжёлой мембраной практически не будет работать на сравнительно небольших уровнях громкости.
Андрей Смирнов, например, не рекомендует использовать в небольших комнатах ПП с мембранами, имеющими поверхностную массу более 10 кг./м.кв. (лучше 4 - 6 кг./м.кв.).
Таким образом, для начала следует определиться с наиболее критичным параметром:
1. Поверхностная масса мембраны (желательно "вписаться" до 5 - 6 кг./м.кв.);
2. Глубина корпуса.
Затем, например, задав значение "поверхностной плотности панели" в верхней ячейке, экспериментально подбираем "глубину конструкции" в нижней ячейке, таким образом, чтобы в ячейке "резонансная частота" появилось нужное значение резонансной частоты.
Или, наоборот, сначала задаём "глубину конструкции" и экспериментируем с "поверхностной плотностью панели" до получения того же результата.
Как я уже говорил, при решении этой задачи возможны два варианта решения - более тяжёлая мембрана при более мелком корпусе или, наоборот, более лёгкая мембрана, но в более глубоком корпусе.
Желательно хотя бы приблизительно знать поверхностную массу материалов, которые потенциально могут подойти для изготовления мембраны (ДВП, фанера различной толщины, МДФ...). Как рассчитать и регулировать этот параметр читай в разделе "Вопросы по изготовлению панельных поглотителей (ПП)" по ссылке http://doctor-sound.com.ru/forum/showthread.php?tid=33 .

На что нужно обратить внимание при расчёте параметров панельного поглотителя!
Наклейка вязкоэластичного материала на внутреннюю поверхность мембраны ПП увеличивает внутренние потери акустической энергии в ней, тем самым, уменьшая переизлучение на резонансной частоте устройства обратно в пространство комнаты. Помимо этого, увеличивая массу мембраны, Вы можете или уменьшить глубину девайса или настроить поглотитель на более низкую частоту.
Вообще, незадемпфированная конструкция панельного поглотителя по сути является не только поглотителем, но и в значительной степени, резонатором, то есть излучателем проблемной частоты, само собой, привносящим в звучание специфическую тональную окраску.
На практике вопрос не так прост... Для того, чтобы разобраться... Если Вы обычно слушаете музыку на небольшой громкости и/или рассматриваемая мода не сильно активна (но при этом таки требует коррекции), то рациональнее изготовить ПП с относительно лёгкой мембраной, поскольку тяжёлую мембрану звук малой интенсивности просто "не раскачает" и эффект от использования такого девайса в таких условиях будет неудовлетворительным. С другой стороны, если Вы предпочитаете слушать музыку громко и/или проблемная мода имеет большую амплитуду, то по уже вполне понятным причинам рациональнее использовать девайс с более тяжёлой мембраной...
Но и это ещё не всё! Если проблемная мода представляет собой обособленный высокоамплитудный пик, то рациональнее использовать панельный поглотитель с максимальной добротностью, то есть с минимальным демпфированием (в первую очередь это касается минараловатного наполнения). Если же мы имеем дело с несколькими сливающимися пиками, растянутыми по шкале частот, то, очевидно, что в данном случае будет более уместным использовать задемпфированный девайс с меньшей добротностью.
Для подгонки поверхностной массы мембраны до расчётных значений удобно использовать нарезанный прямоугольными фрагментами самоклеющийся Tecsound SY50 или SY70 с поверхностной массой 5 и 7 кг./м.кв., соответственно. Можно использовать и другие эластичные материалы, например, звукоизоляционную самоклеющуюся фольгированную мембрану STP Silver толщиной 2 мм. с поверхностной массой 3 кг./м.кв.
Андрей Смирнов в рекомендациях по самостоятельному изготовлению НЧКП указывает оптимальную для типичных жилых комнат массу мембраны примерно 4 - 6 кг./м.кв. Также он указывает на тот факт, что принципиально для одной и той же резонансной частоты предпочтительнее использовать девайс с более глубоким корпусом и более лёгкой мембраной, хотя это и не является догмой.
Я в своей КДП использую две группы ПП, настроенные на разные резонансные частоты.

По поводу размеров и количества НЧКП в музыкальной комнате.
Ни в одном калькуляторе или методике рассчёта ПП Вы не найдёте зависимости характеристик девайса от его размеров. Однако, на самом деле, она таки имеет место, просто не фатальное... Например, понятно, что центральная область мембраны и её краевые зоны будут колебаться с разной амплитудой (то бишь, режим явно не поршневой...). Также понятно, что мембрана с большей площадью (при прочих равных) будет колебаться с большей амплитудой, чем меньшая мембрана. При этом, если лёгкая мембрана будет иметь большую площадь, то она может "некрасиво" провисать...
Таким образом общепринятым является положение, что минимальный размер одной секции девайса должен иметь размер примерно 1200 х 600 мм. Именно такой размер является уже более или менее приемлемым для нормального функционирования устройства, с одной стороны, и соответствует стандартному размеру минераловатной панели, с другой (что, само по себе, здорово упрощает монтаж...).
Конечно, на практике размер секции может быть или немного меньше (очень лёгкая жёсткая мембрана и/или отличия в размерах минераловатной панели), или несколько больше, например в просторных комнатах. Однако стремиться к заведомо большим размерам не имеет смысла, поскольку девайс начинает выходить за пределы области максимального SPL целевой частоты и захватывать области других мод...
Теперь о целостных/полных конструкциях. Дело в том, что правильно смонтированный ПП должен располагаться в угловой зоне и иметь высоту от поверхности пола до потолка, чтобы захватывать верхний и нижний трёхгранные углы... Поэтому они могут представлять собой одну секцию размерами, например, 2500 х 600 мм. (при высоте потолка 2,5 м.) или комбинацию двух обособленных секций размерами 1250 х 600 мм. в общем корпусе, расположенными одна над другой.
Следует отметить, что первый вариант более эффективен, поскольку имеет большую площадь мембраны. В то же время, второй вариант при стационарном исполнении непосредственно на поверхности стены, значительно облегчает монтажные работы...
Общепринятая минимальная конфигурация - два полных ПП во фронтальных углах в одной плоскости (например в плоскости фронтальной стены). Заранее рассчитать нужное количество девайсов не представляется возможным - это дело экспериментов и опыта... Поэтому, в случае низкой эффективности первоначальной конфигурации, как правило, пользуются правилом удвоения фонда НЧ поглощения, то есть, добавляют ещё два полных девайса в тыловых углах или во фронтальных, но уже в плоскости боковых стен. Если и этого мало - снова удваиваем уже второй вариант конфигурации (то есть, увеличиваем исходную конфигурацию в 4 раза) и т.д.
При заданном значении частоты настройки глубина девайса напрямую зависит от значения поверхностной массы мембраны, то есть, легче мембрана - глубже корпус и наоборот...
Размещённая внутри корпуса минераловатная панель, с одной стороны, не должна касаться колеблющейся мембраны и ограничивать её ход, а, с другой, она должна располагаться на возможно меньшем расстоянии от тыловой поверхности мембраны для обеспечения более высокой эффективности девайса.
Определиться со значением проблемной частоты можно по графику Waterfall (не АЧХ!).
Если девайс правильно рассчитан, корректно изготовлен и правильно смонтирован - в бытовых условиях, как правило, точной подстройки и экспериментов с конструкцией не потребуется...
Угловые НЧ поглотители, типа Superchunks не мешают работе ПП (если, конечно, не занимают место, предназначенное для монтажа ПП) поскольку имеют иной принцип действия и поглощают в широком, более высоком частотном диапазоне. Поэтому при необходимости их можно комбинировать.
За диапазон ниже примерно 40 Гц. забудьте, поскольку даже ПП там малоэффективны...
И, пожалуй, самое важное! Если предварительно характеристики баса не оптимизированы с помощью методик размещения АС и точки прослушивания, то достичь желаемого результата только путём использования даже большого количества бас-ловушек вряд ли удастся.

(03-09-2018 19:00 )Wezar писал(а):  В калькуляторе А. Смирнова, габариты панели - метр на полметра. Есть ли какие-либо соображения по поводу иных габаритов? Или что изменится с изменением формы такой панели? Узкая она или широкая. И точно узнать какой нужен габарит не представляется возможным?

Wezar, следите за тем, в какой "ветке" вы размещаете сообщения - перенёс ваш пост из темы "О гипсокартоне или о гибких облицовках в музыкальной комнате", к которому данный вопрос не имеет ни малейшего отношения .
Если вы поэкспериментируете с калькулятором А. Смирнова, то заметите, что минимально рекомендуемые габариты панельного поглотителя варьируются, в зависимости от частоты настройки. А именно, бОльшие размеры рекомендуются для более низких частот настройки и, наоборот .
Причём, прямой сложной дискретной зависимости между этими параметрами в калькуляторе нет, но и без расчётов понятно, что конструктив с относительно малой мембраной не позволит ей колебаться с достаточно большой амплитудой, что является непременным условием для низких значений резонансной частоты .
Отчасти, это обусловлено тем фактом, что жёстко зафиксированная в плоскости мембрана имеет максимальную амплитуду колебаний только в её центральной области, а по мере приближения к её периметру, амплитуда снижается, вплоть до полного отсутствия по линии крепления. То есть, при заданных размерах, теоретически, поглотитель был бы гораздо более эффективен, если бы его мембрана совершала не изгибные колебания, а поршневые движения .
Таким образом, принципиально, чем больше площадь мембраны, тем более эффективен НЧ панельный поглотитель .
С другой стороны, слишком широкими панельные поглотители также делать не рекомендуется, поскольку они начинают захватывать области с высокими значениями звукового давления соседних более частот, что не всегда полезно но, при этом, их эффективность на проектной частоте не увеличивается .
Именно поэтому, как правило, ширину ПП выбирают в интервале - не менее 600 мм. в малых комнатах, но не более 750-800 мм. (в больших комнатах) .

Добрый день, если настраивать ПП на частоту выше 100 гц, подойдет ли минплита толщиной 27 мм? И так же желательно использовать мембрану плотностью к примеру 4 кг, ведь тогда не получится настроить ПП на , скажем 160 или 200 гц?

Настраивая ПП на частоту выше 100 Гц., нужно понимать, что придётся и/или уменьшать поверхностную массу мембраны, и/или уменьшать глубину корпуса устройства. И тут есть пара-тройка чисто практических нюансов
Уменьшая поверхностную массу мембраны, параллельно, мы уменьшаем и её жёсткость. То есть, она становится податливой, перестаёт "держать плоскость", как результат, на поверхности мембраны могут формироваться неровности "пузо"
Уменьшая глубину корпуса, можно столкнуться с проблемой, когда стандартная минераловатная панель толщиной , скажем, 50 мм. физически не помещается в мелком корпусе... В принципе, можно использовать и менее тонкие минераловатные панели, но, как правило, панели толщиной 20-30 мм. имеют гораздо большую объёмную массу, порядка 120-150 кг./м.куб. и более, поскольку предназначены, главным образом, для звукоизоляции пола. А это для демпфирования конструкции ПП однозначно плохо!
Но ведь можно рассматривать и альтернативные решения! Например, СЧ поглотители, перфорированные или щелевые составные резонаторы Гельмгольца с относительно небольшим процентом перфорации, отверстиями сравнительно малого диаметра, приличной толщиной фронтальной панели, достаточно большим относом от поверхности ограждения, реально эффективны на частотах до 100 Гц. и даже ниже