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
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro 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
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
5/35
Estrutura dos materiais porosos e fibrosos:
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
10/35
Variao qualitativa dos parmetros h,R e S em relao estrutura dos
materiais:
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
12/35
Variao tpica do coeficiente de absoro sonora dos materiais em funo da frequncia,
para materiais porosos e fibrosos:
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
13/35
Fatores que influenciam a absoro sonora:
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
14/35
Coeficientes de absoro sonora de alguns materiais:
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
16/35
Proteo para materiais fibrosos com folha depolietileno e uma placa perfurada:
MATERIAIS DE ABSORO ACSTICA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
18/35
Cmara reverberante:
MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
21/35
Medio do coeficiente de absoro sonora com tubo deimpedncia atravs do mtodo analgico:
MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
24/35
Montagem para medio do coeficiente de absoro sonorautilizando o mtodo digital com um microfone:
MEDIO DO COEF. DE ABSORO SONORA
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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):
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
29/35
Cmara (plenum):
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
32/35
Silenciador reativo para motor de combustointerna, com duas cmaras ligadas por umtubo:
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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.
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
34/35
Geometria de uma cmara de expanso:
SILENCIADORES RESISTIVOS E REATIVOS
7/25/2019 7 Materiais e Silenciadores Para a Absoro de Rudo
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
Top Related