Приложение А (рекомендуемое). Физические механизмы

Приложение А
(рекомендуемое)

Физические механизмы

А.1 Формулы (3) - (5) в 6.2 позволяют рассчитать коэффициент затухания , не разделяя влияние на него различных физических механизмов затухания, что затрудняет смысловое понимание формул. В настоящем приложении приведены формулы расчета коэффициента затухания из-за действия нижерассматриваемых механизмов затухания.

А.2 Формулы настоящего приложения носят скорее физический, чем эмпирический характер, что способствует наиболее полному теоретическому пониманию физических процессов затухания. Значения констант в формулах получены на основе теоретического представления и анализа обширных экспериментальных данных по результатам лабораторных измерений поглощения звука атмосферой при сухом и влажном воздухе.

А.3 Коэффициент затухания , дБ/м, может быть выражен суммой четырех коэффициентов по формуле

, (А.1)

где - коэффициент затухания вследствие звукопоглощения в процессах переноса с позиций "классической" физики;

- коэффициент затухания вследствие молекулярного поглощения при вращательной релаксации;

и - коэффициенты затухания вследствие молекулярного поглощения при колебательной релаксации кислорода и азота соответственно.

Примечание - Молекулярное поглощение углекислым газом учтено в формулах вибрационной релаксации кислорода и азота.

А.4 Сумма первых двух членов формулы (А.1), обозначаемая , для температур воздуха по настоящему стандарту хорошо аппроксимируется формулой

. (А.2)

Эталонные значения давления и температуры в формуле (А.2) соответствуют указанным в 4.2.

А.5 Коэффициенты затухания при колебательной релаксации кислорода и азота рассчитывают по формулам:

; (А.3)

; (А.4)

где с - скорость звука, м/с;

- релаксационная частота, Гц;

- максимальное затухание при колебательной релаксации на длине траектории, равной длине звуковой волны в метрах, дБ;

О и N - индексы, обозначающие кислород и азот соответственно.

Релаксационные частоты кислорода и азота рассчитывают по формулам (3) и (4) в 6.2.

А.6 Скорость звука в настоящем стандарте рассчитывают по формуле:

. (А.5)

Примечание - В формуле (А.5) влиянием водяных паров на скорость звука пренебрегают. Оно составляет не более 0,3% при условиях, указанных в разделе 7.

А.7 Максимальное затухание при колебательной релаксации , зависящее только от температуры воздуха, рассчитывают по формулам:

; (А.6)

; (А.7)

где - характеристическая температура колебательной релаксации;

X - молярная доля в сухом воздухе кислорода (индекс "О") и азота (индекс "N").

А.8 В настоящем стандарте приняты следующие значения величин и X:

и ;

и (см. 4.1).

Константа 1,559 рассчитана по выражению .

А.9 Формула (5) в 6.2 получена подстановкой в формулу (А.1) величин по формулам (А.2) - (А.7).