7 Materiais e Silenciadores Para a Absorção de Ruído

7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo

1/35

Universidade Federal de Gois

Escola de Engenharia Eltrica, Mecnica e de Computao

Disciplina: Acstica Bsica

Prof.: Marlipe Garcia Fagundes Neto

E-mail: [email protected]

Sala: E04

MATERIAIS ESILENCIADORES PARAABSORO DE RUDO


2/35

Quando o som incide sobre uma superfcie, uma parte da energia sonora refletida enquanto que uma parte transmitida e outra parcela absorvida.

INTRODUO


3/35

Materiais acsticos so utilizados para reduzir otempo de reverberao em uma sala ou servemcomo uma barreira para reduzir a intensidade

sonora. Em alguns casos eles podem servir para osdois casos, mas em muitas situaesprticas,materiais diferentes so utilizados pararealizar as duas tarefas mais eficientemente.

MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA


4/35

Os materiais de absoro acstica geralmenteso porosos ou fibrosos. Nesses materiais aabsoro se d pela dissipao da energia

sonora em calor atravs do atrito, devido aomovimento das molculas de ar no interior domaterial por causa da passagem da onda

sonora.



5/35

Estrutura dos materiais porosos e fibrosos:



6/35

Um material que tenha uma boa absoro acstica o material que permite as molculas de ar penetrar ese movimentar em seu interior, pois o atrito do arem movimento na superfcie das fibras do materialque causa a perda de energia.

Assim, a propriedade bsica dos materiaisabsorventes a resistncia que o material oferece aofluxo de ar. Uma melhor absoro sonora do materialrequer uma resistncia tima atravs do material.



7/35

Para quantificar as caractersticas internas dos materiaisutilizam-se trs parmetros: resistividade ao fluxo de ar,porosidade e o fator estrutural.

A resistividade especfica ao fluxo de ar definida como:

Em que a diferena de presso do ar medida nos doislados da amostra.

E u a velocidade do ar normal superfcie da amostra.

u

PRs

P



8/35

A resistividade ao fluxo de ar definida pelaresistividade especfica de fluxo porunidade de espessura e o seu valor tpico em

torno de .

O procedimento para medio da resistividadeao fluxo em laboratrio normalizado pela

norma NBR 8.517.

sR

)/(/10 44 mNsmRayl



9/35

A porosidade definida como:

Em que o volume de vazios da amostra e o volumetotal da amostra do material.

O fator estrutural (S) descreve a influncia da geometria da

estrutura interna do material sobre a compressibilidade dofluido e a densidade efetiva. Geralmente no possvel estimarteoricamente o valor de S.

t

V

V

Vh

VV tV



10/35

Variao qualitativa dos parmetros h,R e S em relao estrutura dos

materiais:



11/35

A caracterstica de absoro sonora dosmateriais determinado pelo coeficiente deabsoro sonora:

Onde a energia sonora absorvida e aenergia sonora incidente.

I

a

W

W

aW IW



12/35

Variao tpica do coeficiente de absoro sonora dos materiais em funo da frequncia,

para materiais porosos e fibrosos:



13/35

Fatores que influenciam a absoro sonora:



14/35

Coeficientes de absoro sonora de alguns materiais:



15/35

Os materiais fibrosos exigem proteo por suas fibrasserem frgeis e os materiais porosos exigem selagempor serem facilmente contaminveis.

Entre os vrios tipos de proteo utilizados nosmateriais fibrosos, destaca-se folhas de polietilenofechadas, com chapa de metal perfurada paraproteo externa.

A presena de chapa perfurada pode reduzir a curvade absoro em certas bandas de freqncia.



16/35

Proteo para materiais fibrosos com folha depolietileno e uma placa perfurada:



17/35

Existem basicamente dois mtodos para amedio do coeficiente de absoro sonora:em cmara reverberante e utilizando o tubo

de impedncia. Uma cmara reverberante possui as

superfcies construdas de tal modo a

maximizar o som refletido, gerando campodifuso.

MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA


18/35

Cmara reverberante:



19/35

A amostra colocada no piso da cmara e medido o tempode reverberao (tempo levado para que o nvel sonoro dorecinto caia 60 dB aps o desligamento da fonte) da cmaracom a amostra ( ) e sem a amostra ( ). O coeficiente deabsoro sonora calculado a partir da equao abaixo e

chamado de coeficiente de absoro sonora de Sabine.

Em que V o volume da cmara em e S rea da amostraem .

60T60'

T

60'

60

11161.0

TTS

V

3m2

m



20/35

Existem basicamente dois mtodos para amedio do coeficiente de absoro sonorautilizando o tubo de impedncia: o clssico

analgico e o digital. O tubo de impedncia possui como vantagens:

baixo custo, simplicidade e a necessidade de

poucos equipamentos.



21/35

Medio do coeficiente de absoro sonora com tubo deimpedncia atravs do mtodo analgico:



22/35

Recomenda-se os seguintes passos para aobteno de :

1. Mede-se a presso sonora mxima maisperto da superfcie da amostra e a mnima

.2. Com isso calcula-se L:

3. Com L, calcula-se ROE:

4. Com ROE, chega-se a :

max

P minP

2

min

2

maxlog10P

PL

2010

L

ROE

21

4

ROE

ROE



23/35

No mtodo digital, tornou-se possvel determinar ocoeficiente de absoro sonora para uma banda contnua defreqncias.

Um rudo branco gerado no interior do tubo e a presso

sonora no interior do tubo medida em duas posies. Osinal processado por um analisador digital de freqncia ecom isso determina-se a curva de absoro sonora domaterial em funo da freqncia.

Pode-se utilizar apenas um microfone ao invs de dois, de talforma que a cada medio, obtida a funo de transfernciaentre o sinal do microfone e o sinal do gerador.



24/35

Montagem para medio do coeficiente de absoro sonorautilizando o mtodo digital com um microfone:



25/35

Silenciadores so utilizados para atenuar o rudo emescoamento de fluidos.

Um silenciador resistivo uma cmara revestidainternamente com material absorvente poroso ou

fibroso. So utilizados na sada e/ou entrada de ventiladores,

exaustores, admisso de ar de motores decombusto interna, etc., para a atenuao de rudo

nas mdias e altas freqncias.

SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS


26/35

Os silenciadores resistivos podem ser de seo retangular ou circular.

Instalao tpica de silenciadores resistivos na entrada e sada de umventilador (a) e silenciador com seo retangular (b) e circular (c):



27/35

O duto revestido o silenciador resistivo mais simples utilizado para atenuaro rudo de ventiladores atravs de dutos de ventilao e de ar condicionado.

A perda na transmisso em dutos revestidos pode ser estimada por:

Em que o coeficiente de absoro sonora de Sabine do material derevestimento, L o comprimento do duto (em m), P o permetro da seotransversal do duto (em m) e S a rea da seo transversal do duto (em).

dBS

PLPT 4,105,1

2m



28/35

Um outro tipo de silenciador resistivo a Cmara(plenum). utilizado quando se necessita grandesatenuaes de rudo. constitudo de um cmara,com as paredes internas revestidas com material

absorvente, ligada a dois dutos de menor seotransversal, no alinhados e localizados em ladosopostos.

Devido s mltiplas reflexes no interior da cmara,o revestimento absorve grande parte da energiasonora.



29/35

Cmara (plenum):



30/35

A perda na transmisso da cmara pode ser dada por:

Em que o coeficiente de absoro sonora do revestimento

interno, rea interna da cmara em , a rea de sadada cmara em , d a distncia entre a entrada e sada dacmara em m e o ngulo que d faz com a normal dasuperfcie de entrada.

dBSd

SPTc

S

1

2coslog10

2

SS

cS

2

m2m



31/35

Os silenciadores reativos so segmentos de tubulaes que seinterconectam com cmaras maiores.

A atenuao sonora do silenciador reativo se deve sdescontinuidades de sua geometria interna, resultando emmltiplas reflexes o que gera uma dissipao da energia

sonora. Silenciadores reativos possuem os seguintes elementos

bsicos: cmaras de expanso, ressonadores em ramificaese tubos perfurados.

O silenciador reativo mais eficaz nas baixas freqncias do

que o resistivo. Enquanto que o resistivo mais eficaz nasaltas freqncias.



32/35

Silenciador reativo para motor de combustointerna, com duas cmaras ligadas por umtubo:



33/35

A cmara de expanso um silenciador reativomuito comum.

O comprimento da cmara escolhido de tal forma

que as ondas refletidas no interior se cancelem comas ondas incidentes.

Podem ser utilizadas em sistemas de exausto e desuprimento de ar ou na linha de suco de

compressores.



34/35

Geometria de uma cmara de expanso:



35/35

1. BISTAFA, S. R., ACSTICA APLICADA AO CONTROLE DERUDO, EDITORA EDGARD BLCHER,2006.

2. GERGES, S. N. Y., RUDO - Fundamentos e Controle,Imprensa Universitria da UFSC, Florianpolis, 2a Ed., 2000.

3. BERANEK, L. L.,

Noise Reduction, Robert E. Krieger

Publishing Company, New York, 1980.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

7 Materiais e Silenciadores Para a Absorção de Ruído

Documents

Transcript of 7 Materiais e Silenciadores Para a Absorção de Ruído