Приложение Б (обязательное). Методы определения сопротивления продуванию потоком воздуха

Приложение Б
(обязательное)

Методы определения сопротивления продуванию потоком воздуха

В настоящем приложении приведены методы определения сопротивления продуванию постоянным (метод А) и переменным (метод В) потоком воздуха и сопротивления потоку воздуха акустических материалов и изделий. Термины с соответствующими определениями, относящиеся к указанным акустическим характеристикам, приведены в разделе 3 (см. 3.15 - 3.17).

Б.1 Метод определения сопротивления продуванию постоянным потоком воздуха (метод А)

Метод А заключается в прохождении регулируемого однонаправленного потока воздуха через образец, имеющий форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, и измерении перепада давления между двумя открытыми поверхностями образца (см. рисунок Б.1).

Б.2 Метод определения сопротивления продуванию переменным потоком воздуха (метод В)

Метод В заключается в прохождении медленно меняющегося (переменного) потока воздуха через образец, имеющий форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, и измерении переменной составляющей давления в испытательном объеме, ограниченном образцом (см. рисунок Б.2).

Б.3 Средства испытания, применяемые в методе А

Измерительная камера, в которую помещают образец для испытания.

Устройство, создающее постоянный поток воздуха.

Прибор для измерения объемной скорости потока воздуха.

Прибор для измерения разности давлений воздуха, проходящего через образец.

Прибор для измерения толщины образца, помещенного в измерительную камеру.

Схема установки с цилиндрической измерительной камерой для проведения испытания методом А приведена на рисунке Б.3.

Б.3.1 Измерительная камера

Измерительная камера должна иметь форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда. Пример цилиндрической камеры приведен на рисунке Б.3.

Если поперечное сечение камеры имеет форму круга, то ее внутренний диаметр должен превышать 95 мм.

Поперечное сечение камеры, имеющей форму прямоугольного параллелепипеда, должно быть предпочтительно квадратным. Длина стороны квадрата должна быть не менее 90 мм.

Полная высота камеры должна быть такой, чтобы в ней создавался ламинарный однонаправленный поток воздуха, входящий в образец и выходящий из него.

Высота камеры должна быть не менее чем на 100 мм больше толщины испытуемого образца.

Образец располагают внутри измерительной камеры (если необходимо, то на перфорированном держателе) достаточно высоко над основанием камеры. Перфорированный держатель должен иметь равномерно распределенные отверстия, суммарная площадь которых должна быть не менее 50% площади держателя. Диаметр отверстий в держателе должен быть не менее 3 мм.

Примечание - Допускается в отдельных случаях увеличивать суммарную площадь отверстий, чтобы не ограничивать поток воздуха, проходящий через образец.

Места соединения приборов для измерения давления и объемной скорости потока воздуха с камерой должны быть герметичными, не допускать утечек воздуха и располагаться ниже перфорированного держателя.

Б.3.2 Устройство, создающее поток воздуха

Рекомендуется использовать устройство, позволяющее создавать пониженное давление воздуха, например, водоструйный или вакуумный насос.

Допускается использовать систему нагнетания, создающую повышенное давление (например, воздушный компрессор) при условии, что система не будет загрязнять воздух, поступающий в испытуемый образец.

Устройство, создающее поток воздуха, должно обеспечивать регулирование потока воздуха и его стабильность в нижней части измерительной камеры.

Устройство должно также обеспечивать такую интенсивность потока воздуха, чтобы его скорость была бы достаточно низкой для обеспечения измерения сопротивления продуванию независимо от скорости.

Рекомендуется использовать также устройство, обеспечивающее снижение скорости потока воздуха не более .

Б.3.3 Прибор для измерения объемной скорости потока воздуха

Прибор для измерения объемной скорости потока воздуха устанавливают между устройством, создающим поток воздуха, и испытуемым образцом, находящимся внутри измерительной камеры, как можно ближе к образцу.

Прибор должен обеспечивать измерение объемной скорости потока воздуха с точностью % установленного значения.

Б.3.4 Прибор для измерения разности давлений

Прибор должен обеспечивать измерение снижения разности давлений до минимального значения, равного 0,1 Па %.

Б.4 Средства испытания, применяемые в методе В

Измерительная камера, в которую помещают испытуемый образец.

Устройство, создающее переменный поток воздуха.

Прибор для измерения переменной составляющей давления в испытательном объеме, ограниченном образцом.

Прибор для измерения толщины образца, помещенного в измерительную камеру.

Примеры измерительных камер с разными держателями для образцов приведены на рисунках Б.4 и Б.5.

Б.4.1 Измерительная камера

Измерительная камера должна состоять из двух частей:

- держателя для испытуемого образца;

- испытательного объема (см. рисунки Б.4 и Б.5).

Обе части измерительной камеры должны иметь форму кругового цилиндра, как показано на рисунках Б.4 и Б.5, или прямоугольного параллелепипеда.

Если поперечное сечение держателя для образца имеет форму круга, то внутренний диаметр держателя должен быть более 95 мм.

Поперечное сечение прямоугольного держателя для образца должно быть предпочтительно квадратным. Длина стороны квадрата должна быть не менее 90 мм.

Площадь поперечного сечения испытательного объема измерительной камеры должна быть равна площади поперечного сечения держателя для образца.

Испытуемый образец должен находиться внутри держателя (или на перфорированной опоре, если необходимо). Нижняя лицевая поверхность образца должна ограничивать испытательный объем измерительной камеры.

Держатель для образца (если применяется) должен иметь равномерно распределенные отверстия суммарной площадью не менее 50% площади опоры. Диаметр отверстий в держателе должен быть не менее 3 мм.

Примечание - В отдельных случаях необходимо увеличивать суммарную площадь отверстий держателя, чтобы не ограничивать поток воздуха, проходящий через испытуемый образец. В этом случае сопротивление продуванию потоком воздуха держателя (измеренное при расходе воздуха, превышающем максимальный расход воздуха при испытании образца) должно быть менее 1% значения сопротивления продуванию испытуемого образца.

Б.4.2 Устройство, создающее переменный поток воздуха

Переменный поток воздуха создают поршнем, совершающим синусоидальные колебания частотой примерно 2 Гц. Среднеквадратичное значение объемной скорости переменного потока воздуха , , определяют по формуле

, (Б.1)

где f - частота колебания поршня, Гц;

h - ход поршня (двойная амплитуда смещения), м;

- площадь поперечного сечения поршня, .

Среднеквадратичное значение линейной скорости потока воздуха , м/с, определяют по формуле

, (Б.2)

где - среднеквадратичное значение объемной скорости переменного потока воздуха, ;

А - площадь поперечного сечения образца, .

Рекомендуется использовать диапазон значений от 0,5 до 4 мм/с.

Переменное давление под держателем с испытуемым образцом измеряют конденсаторным микрофоном, соединенным с измерительным прибором. Измерительный прибор калибруют с помощью поршневого калибратора, соединенного с испытательным объемом, в который помещен образец. При калибровании держатель с образцом герметизируют. При проведении измерений герметизируют держатель с образцом и соединение поршневого калибратора с испытательным объемом. Переменное давление, создаваемое поршневым калибратором , Па, определяют по формуле

, (Б.3)

где - атмосферное давление, Па;

- произведение амплитуды колебания поршневого калибратора на площадь поперечного сечения поршневого калибратора, ;

V - объем измерительной камеры, .

Измерительный прибор калибруют в абсолютных единицах давления. При постоянной амплитуде колебаний поршневого калибратора шкала показывает непосредственно удельное сопротивление продуванию потоком воздуха, .

Диаметр поршневого калибратора должен быть равен приблизительно 10 мм, а его ход - 5 мм.

Примечание - Сравнение результатов испытания образца с известным удельным сопротивлением продуванию показывает, что при колебаниях поршня частотой 2 Гц давление в измерительной камере изменяется почти адиабатически.

Б.4.3 Прибор для измерения толщины образца

Держатель испытуемого образца должен быть снабжен микрометром или другим индикаторным прибором, обеспечивающим измерение толщины образца с погрешностью % измеренного значения.

Б.5 Образцы для испытания

Б.5.1 Образцы для испытания могут иметь форму кругового цилиндра или прямоугольного параллелепипеда в зависимости от типа применяемой измерительной камеры.

Б.5.2 При испытании образцов мягких сжимаемых материалов (волокнистых материалов или мягких пенопластов) подготовку образцов к испытанию следует проводить так, чтобы снизить утечку воздуха вдоль боковых граней образца. В этих случаях поперечные размеры образцов должны незначительно превышать внутренние поперечные размеры измерительной камеры.

Размеры образцов из жестких материалов должны быть равны внутренним поперечным размерам измерительной камеры.

Примечание - При проведении испытания не допускается нарушение формы испытуемого образца.

Б.5.3 Толщину испытуемых образцов выбирают так, чтобы полученные перепады давления воздуха с двух сторон образца могли быть измерены. Толщина образцов должна быть соизмеримой с высотой измерительной камеры.

Если толщина образцов не достаточна для создания перепада давления, то используют составные образцы, изготовленные не более чем из пяти образцов, наложенных друг на друга.

Б.5.4 Для изготовления образцов отбирают не менее трех изделий, из каждого изделия вырезают по три образца.

Б.6 Методика проведения испытания

Б.6.1 Испытуемый образец, подготовленный в соответствии с Б.5, помещают в измерительную камеру.

Б.6.2 Герметизируют зазоры между боковыми гранями образца и стенками измерительной камеры. Для герметизации жестких образцов допускается использовать вазелин.

Б.6.3 Прибор для измерения толщины образца приводят в соприкосновение с верхней поверхностью образца, слегка сжимая его (если необходимо).

Б.6.4 Измеряют толщину образца и результат измерения используют для определения объема и плотности образца в свободном или сжатом состоянии.

Б.6.5 Акустические материалы, удельное сопротивление продуванию которых увеличивается при увеличении линейной скорости потока воздуха, следует испытывать при наименьшей возможной скорости потока воздуха. Нижний предел линейной скорости потока воздуха u рекомендуется принимать равным м/с. Данное значение скорости соответствует звуковому давлению 0,2 Па (80 дБ относительно опорного значения 20 ).

При испытании методом А перепад давления измеряют или при линейной скорости потока воздуха м/с, или ступенчато снижая ее до нижнего предела.

Удельное сопротивление продуванию потоком воздуха определяют по формуле (2), приведенной в 3.16.

В случае ступенчатого снижения скорости потока воздуха для каждого образца строят график зависимости удельного сопротивления продуванию от линейной скорости потока воздуха. По графику определяют удельное сопротивление продуванию при м/с методом графического усреднения или (если необходимо) экстраполированием до указанного значения.

При испытании методом В удельное сопротивление продуванию определяют, как правило, при среднеквадратичной скорости , равной м/с. В других случаях следует использовать метод А, применяя ступенчатое снижение линейной скорости потока воздуха до нижнего предела.

Б.7 Отчет об испытании

Результаты испытаний должны быть приведены в отчете об испытании.

Отчет об испытании должен содержать:

- сведения об акустическом материале или изделии, их плотность с указанием стандарта на метод определения плотности;

- примененный метод и минимальное значение линейной скорости потока воздуха при определении сопротивления продуванию;

- условия испытания, например, форму и размеры измерительной камеры;

- методику подготовки образца к испытанию;

- число испытуемых образцов и размеры их поперечного сечения;

- размещение оси испытуемого образца по отношению к направлению осей изделия, из которого вырезан образец (если необходимо);

- вид покрытия (при его наличии);

- толщину и плотность образцов в процессе испытания;

- любые отклонения от требований настоящего стандарта, которые могли бы повлиять на результаты испытания.