Dit topic is verplaatst naar hier.
Onderwerp: geeft een grote slag woofer in een kleine subwoofer behuizing extra vervorming, door het niet lineare gedrag van lucht onder druk.
Pjotr hanteert 100 maal Volume Displacment om deze vervorming te voorkomen (ruw gezegd). Ik houd persoonlijk een vuistregel aan van 50 maal VD.
Het zoeken is naar een formule en links naar de achtergrond van dit verschijnsel.
Het eerste artikel is gevonden.
http://www.resolutionmag.com/pdfs/SWEETS~1/LOWFRE~1.PDF
Groeten Roland
Compressie van lucht & vervorming in een gesloten kast.
Moderator: Beheerdersteam
Re: Compressie van lucht & vervorming in een gesloten ka
Dat is tamelijk persoonlijk Roland. Maar in de praktijk valt de grootte van de kast wel mee hoor. Mooie bas krijg je niet uit een klein kastje. Waarom denk je dat een bassist met zo'n joekel van een ding blijft sjouwenRoland schreef:Dit topic is verplaatst naar hier.
Onderwerp: geeft een grote slag woofer in een kleine subwoofer behuizing extra vervorming, door het niet lineare gedrag van lucht onder druk.
Pjotr hanteert 100 maal Volume Displacment om deze vervorming te voorkomen (ruw gezegd). Ik houd persoonlijk een vuistregel aan van 50 maal VD.
Het is gewoon middelbareschoolnatuurkunde hoor. Google eens op "ideale gaswet". Voor lucht kom je dan tegen dat de druk toeneemt met de macht 1,4 -> (1/V)^1,4Het zoeken is naar een formule en links naar de achtergrond van dit verschijnsel.
Het eerste artikel is gevonden.
http://www.resolutionmag.com/pdfs/SWEETS~1/LOWFRE~1.PDF
Groeten Roland
Het is ook het mechanisme dat als je kast gaat vullen met dempingsmateriaal de kast acoustisch groter wordt.
-
asterduc
- Berichten: 4164
- Lid geworden op: vr 12 aug 2005, 20:24
- Locatie: Schilde, Antwerpen, B
- Contacteer:
Re: Compressie van lucht & vervorming in een gesloten ka
Pjotr schreef:Dat is tamelijk persoonlijk Roland. Maar in de praktijk valt de grootte van de kast wel mee hoor. Mooie bas krijg je niet uit een klein kastje. Waarom denk je dat een bassist met zo'n joekel van een ding blijft sjouwen
Da's puur voor de show.
Zeg nu zelf, zo'n klein kastje zou toch helemaal niet staan!
Ed.
- Bijlagen
-
Pfft Ed, koop dan gelijk een Lirpa systeem:
De baspoort kun je ook als puntenslijper voor je potloden gebruiken
Dr. Lirpa has done it again. The acronym stands not for Home-Theater-In-A-Box but for Highly Technical Invisible Bull...t. Through NASA-perfected techniques of ultra-miniaturization, Lirpa Labs has been able to compress a typical home theater speaker system consisting of five large two-way enclosures plus a large ported subwoofer into a single wireless titanium cabinet measuring only four inches tall and weighing only six lbs.! Advanced cross-cancellation and directional processing achieve enveloping 5.1- speaker surround effects from a single small point. Plus the sub doubles as a pencil sharper.
De baspoort kun je ook als puntenslijper voor je potloden gebruiken
Dr. Lirpa has done it again. The acronym stands not for Home-Theater-In-A-Box but for Highly Technical Invisible Bull...t. Through NASA-perfected techniques of ultra-miniaturization, Lirpa Labs has been able to compress a typical home theater speaker system consisting of five large two-way enclosures plus a large ported subwoofer into a single wireless titanium cabinet measuring only four inches tall and weighing only six lbs.! Advanced cross-cancellation and directional processing achieve enveloping 5.1- speaker surround effects from a single small point. Plus the sub doubles as a pencil sharper.
Ha ha. zo zie maar, vals spelen komt toch uit 
Terug on topic. Voor wat meer doorwrochte info over de gaswetten:
http://www.av8n.com/physics/gas-laws.htm
Terug on topic. Voor wat meer doorwrochte info over de gaswetten:
http://www.av8n.com/physics/gas-laws.htm
-
Henkjan
- Beheerder / Site Admin
- Berichten: 33823
- Lid geworden op: do 01 jan 1970, 1:00
- Locatie: Berkel en Rodenrijs
- Contacteer:
tja, als je met thermodynamica aan de slag wil... gut eens goed nadenken, had ik toch een aardig cijfer voor zelfs... jammer dat ik die diktaten al lang geleden bij t oud papier heb gedaan, maar misschien heb ik nog wel een of ander boek waar ik wat aan heb.
maar eerst even de basis vraag: wat wil je nou gaan uitrekenen. waar zou die vervorming vandaan moeten komen? drukopbouw in de kast? of dat die drukopbouw niet lineair is met de slag van de woofer?
maar eerst even de basis vraag: wat wil je nou gaan uitrekenen. waar zou die vervorming vandaan moeten komen? drukopbouw in de kast? of dat die drukopbouw niet lineair is met de slag van de woofer?
Hoi Henkjan,
Meer dan middelbareshool natuurkunde weet ik er ook niet van. Wat ik mij nog herinner is dat de drukopbouw niet lineair gaat als je lucht samenperst maar dar het met de macht 1,4 gaat. Kun jij daar meer over zeggen? Als dat zo is zou er wel een manier moeten zijn om aan de hand daarvan de vervorming uit te rekenen of dat in een simulatiemodelletje te stoppen. Heb wel het idee dat de vervormngscomponenten dan hoofdzakelijk even zullen zijn.
Bij een speaker heeft dat nl tot gevolg dat de Cm_box ook niet lineair zou zijn.
Meer dan middelbareshool natuurkunde weet ik er ook niet van. Wat ik mij nog herinner is dat de drukopbouw niet lineair gaat als je lucht samenperst maar dar het met de macht 1,4 gaat. Kun jij daar meer over zeggen? Als dat zo is zou er wel een manier moeten zijn om aan de hand daarvan de vervorming uit te rekenen of dat in een simulatiemodelletje te stoppen. Heb wel het idee dat de vervormngscomponenten dan hoofdzakelijk even zullen zijn.
Bij een speaker heeft dat nl tot gevolg dat de Cm_box ook niet lineair zou zijn.
Misschien is het een experiment waard om eens een nauwkeurige thermometer in een veels te kleine sub in te bouwen.
Zelf denk ik dat als er al iets opgewarmd wordt, dat vooral te verwijten is aan de versterker die zijn warmte afgeeft aan de lucht aan binnenkant van de kast. Het aandeel van de versterker is veel groter dan het aandeel van de woofer, of zit het anders in elkaar en wordt de lucht vooral tijdens de uitslag opgewarmd en is de lucht in nulstand van de woofer weer op de oorspronkelijke warmte? P stijgt dus T ook, P daalt dus T ook? Als de compressie geleidelijk aan voor temperatuurverhoging zorgt kan de ontstane overdruk altijd ontsnappen door de microgaatjes in het woofermembraan, of de net niet 100% sluitende schuimrubber ophanging. Als de woofer en kast 100% luchtdicht zijn en de temperatuur genoeg blijft stijgen dan zal het wellicht een ander verhaal worden. De woofer zal dan naar buiten puilen.
Als de lucht bij minimale compressie al dusdanig warm word dat er extra vervorming ontstaat, is het dus ook mogelijk om lucht dat op kamertemperatuur onder het vriespunt te krijgen door de lucht vacuum te maken?
mvg,
Montana
Zelf denk ik dat als er al iets opgewarmd wordt, dat vooral te verwijten is aan de versterker die zijn warmte afgeeft aan de lucht aan binnenkant van de kast. Het aandeel van de versterker is veel groter dan het aandeel van de woofer, of zit het anders in elkaar en wordt de lucht vooral tijdens de uitslag opgewarmd en is de lucht in nulstand van de woofer weer op de oorspronkelijke warmte? P stijgt dus T ook, P daalt dus T ook? Als de compressie geleidelijk aan voor temperatuurverhoging zorgt kan de ontstane overdruk altijd ontsnappen door de microgaatjes in het woofermembraan, of de net niet 100% sluitende schuimrubber ophanging. Als de woofer en kast 100% luchtdicht zijn en de temperatuur genoeg blijft stijgen dan zal het wellicht een ander verhaal worden. De woofer zal dan naar buiten puilen.
Als de lucht bij minimale compressie al dusdanig warm word dat er extra vervorming ontstaat, is het dus ook mogelijk om lucht dat op kamertemperatuur onder het vriespunt te krijgen door de lucht vacuum te maken?
mvg,
Montana
Netto wordt er niks opgewarmd in een luidsprekerkast. Met de compressieslag naar binnen wordt de lucht verwarmd maar met de expansieslag naar buiten weer afgekoeld. Gemiddeld blijft de druk en temperatuur gelijk.
Als er in een wervende tekst staat dat het dempingsmateriaal de akoestische energie omzet in warmte vergeten ze te vertellen dat de warmte ook weer vertraagd wordt afgestaan.
De enige opwarming zal misschien ontstaan door het warm worden van de spreekspoel.
Wat betreft het afkoelen van de kamer dacht ik dat er al koelkasten zijn die werken met akoestische pompen.
Als er in een wervende tekst staat dat het dempingsmateriaal de akoestische energie omzet in warmte vergeten ze te vertellen dat de warmte ook weer vertraagd wordt afgestaan.
De enige opwarming zal misschien ontstaan door het warm worden van de spreekspoel.
Wat betreft het afkoelen van de kamer dacht ik dat er al koelkasten zijn die werken met akoestische pompen.
-
asterduc
- Berichten: 4164
- Lid geworden op: vr 12 aug 2005, 20:24
- Locatie: Schilde, Antwerpen, B
- Contacteer:
Drukopbouw en warmte opname / afgifte.
Ik herinner mij dat dit thema regelmatig aan bod komt.
Druk en temperatuurmetingen zijn zeeer eenvoudig uit te voeren.
Het zou een mooi topic zijn om dergelijke opmeting door te voeren en hier te publiceren.
Iemand?
Misschien een idee voor Sander's volgende elektuur.
Ik herinner mij dat dit thema regelmatig aan bod komt.
Druk en temperatuurmetingen zijn zeeer eenvoudig uit te voeren.
Het zou een mooi topic zijn om dergelijke opmeting door te voeren en hier te publiceren.
Iemand?
Misschien een idee voor Sander's volgende elektuur.
Ok Ed,
We zijn benieuwd naar je resultaten. Maar als iemand nou eens precies uitlegt hoe het zit.
In dat andere topic waar dit eigenlijk begon, gaf ik al aan dat ik eens een voorstel gezien heb om de box helemaal met metalen pannensponsen te vullen om de temperatuur meer constant te houden.
We zijn benieuwd naar je resultaten. Maar als iemand nou eens precies uitlegt hoe het zit.
In dat andere topic waar dit eigenlijk begon, gaf ik al aan dat ik eens een voorstel gezien heb om de box helemaal met metalen pannensponsen te vullen om de temperatuur meer constant te houden.
Laatst gewijzigd door Pjotr op zo 06 mei 2007, 8:41, 2 keer totaal gewijzigd.
Volgens mij maakt het niet uit of je probeert een buffer aan te brengen dmv pannensponzen.. Die buffer moet namelijk de regels van de gaswetten volgen en de warmte net zo snel afgeven als opnemen.Pjotr schreef:Ok Ed,
We zijn benieuwd naar je resultaten. Maar als iemand nou eens precies uitlegt hoe het zit.
In dat andere topic waar dit eigenlijk begon, gaf ik al aan dat ik eens een voorstel gezien heb om de box helemaal met metalen pannensponsen te vullen om de temperatuur meer constant te houden.
Ja dat klopt, het zal dan voor lage frequenties beter werken dan voor hoge. Maar dat wil je ook, bij hoge frequenties is de amplitude nl veel lager.
Toch is dit ook het mechanisme waarom een box schijnbaar groter wordt (lagere veerkracht van de lucht) als je hem vult met dempingsmateriaal. Het is wel grappig dat je in de literatuur daarvoor een limiet ziet van 1,4 (100% isothermisch) en dat is precies die macht van 1,4 die je bij de gaswet tegenkomt.
Toch is dit ook het mechanisme waarom een box schijnbaar groter wordt (lagere veerkracht van de lucht) als je hem vult met dempingsmateriaal. Het is wel grappig dat je in de literatuur daarvoor een limiet ziet van 1,4 (100% isothermisch) en dat is precies die macht van 1,4 die je bij de gaswet tegenkomt.
Die pannensponzen zijn idd in de praktijk gelijk aan het dempingsmateriaal. Heb ik al eerder iets over geschreven op dit forum. Meten van dit effect in een speakerbox kun je vergeten. Er bestaan simpelweg geen -voor de leek verkrijgbare- thermometers die met een frequentie van orde 50Hz nauwkeurig transiente temperaturen van de ordegrootte microkelvins kunnen meten.
In hoeverre een volume adiabatisch of isotherm is, hangt af van de zogenaamde thermische penetratiediepte. Dat is de afstand waarover warmtegeleiding zich voortplant gedurende een halve trillingsperiode. Voor lucht en 50Hz is die van de order 0.1mm. Ieder volume dat grotere afmetingen heeft is dus vrijwel adiabatisch. Alleen de lucht die zich binnen de thermische penetratiediepte van een wand bevind is isotherm. Dempingsmateriaal vergroot het contactoppervlak tussen lucht en een vaste stof op vaste temperatuur. Dus is er een groter gedeelte van de lucht isotherm. Voor maximale werking moeten de openingen in het dempingsmateriaal, waar dus de lucht zich bevindt, vergelijkbaar zijn met die thermische penetratiediepte. En dat haal je niet met pannensponzen.
(Extra voorwaarde is ook nog dat het dempingsmateriaal een grotere warmtecapaciteit heeft dan de lucht, maar dat is meestal geen probleem).
De niet-lineariteit komt niet zozeer door de factor 1.4, maar door de 1/V. Als we een volume V laten veranderen met een kleine dV, dan geeft dat een kleine verandering dp:
p+dp~1/(V-dV)
Die 1/(V+dV) kun je met een zogenaamde Taylorreeks uitwerken:
1/(1-x) = 1+x+x^2+x^3+.....
Als je 1/(V-dV) schrijft als (1/V)*(1/(1-(dV/V)) zie je de gelijkenis.
Als dV nu veel kleiner is dan V, is de x een heel klein getal. In de reeks is 'x^2' dan ook verwaarloosbaar klein tov 'x'. Dan mag je de 'x^2' term verwaarlozen, en is je afhankelijkheid dus lineair. Maar hoe groter dV wordt tov V, des te groter wordt de 'x^2' term, en gaat niet-lineair gedrag dus een rol spelen. Voor de hogere-orde termen geldt uiteraard iets vergelijkbaars.
De verhouding die voor een box van belang is, is Vd/Vb. Bij Vd/Vb=0.1 is de kwadratische term dus 0.01, oftewel 10% van de lineaire term. Bij Vd/Vb=0.01 is de kwadratische term 0.0001, oftwel slechts 1% van de lineaire term.
In hoeverre een volume adiabatisch of isotherm is, hangt af van de zogenaamde thermische penetratiediepte. Dat is de afstand waarover warmtegeleiding zich voortplant gedurende een halve trillingsperiode. Voor lucht en 50Hz is die van de order 0.1mm. Ieder volume dat grotere afmetingen heeft is dus vrijwel adiabatisch. Alleen de lucht die zich binnen de thermische penetratiediepte van een wand bevind is isotherm. Dempingsmateriaal vergroot het contactoppervlak tussen lucht en een vaste stof op vaste temperatuur. Dus is er een groter gedeelte van de lucht isotherm. Voor maximale werking moeten de openingen in het dempingsmateriaal, waar dus de lucht zich bevindt, vergelijkbaar zijn met die thermische penetratiediepte. En dat haal je niet met pannensponzen.
(Extra voorwaarde is ook nog dat het dempingsmateriaal een grotere warmtecapaciteit heeft dan de lucht, maar dat is meestal geen probleem).
De niet-lineariteit komt niet zozeer door de factor 1.4, maar door de 1/V. Als we een volume V laten veranderen met een kleine dV, dan geeft dat een kleine verandering dp:
p+dp~1/(V-dV)
Die 1/(V+dV) kun je met een zogenaamde Taylorreeks uitwerken:
1/(1-x) = 1+x+x^2+x^3+.....
Als je 1/(V-dV) schrijft als (1/V)*(1/(1-(dV/V)) zie je de gelijkenis.
Als dV nu veel kleiner is dan V, is de x een heel klein getal. In de reeks is 'x^2' dan ook verwaarloosbaar klein tov 'x'. Dan mag je de 'x^2' term verwaarlozen, en is je afhankelijkheid dus lineair. Maar hoe groter dV wordt tov V, des te groter wordt de 'x^2' term, en gaat niet-lineair gedrag dus een rol spelen. Voor de hogere-orde termen geldt uiteraard iets vergelijkbaars.
De verhouding die voor een box van belang is, is Vd/Vb. Bij Vd/Vb=0.1 is de kwadratische term dus 0.01, oftewel 10% van de lineaire term. Bij Vd/Vb=0.01 is de kwadratische term 0.0001, oftwel slechts 1% van de lineaire term.
Hoi Daniel,
Vergeet even niet dat bij die pannensponsen de lucht er langs beweegt. Volgens jouw redenering zou dan geforceerde koeling bij een PC koeler ook niet werken. Met dempingsmateriaal haal je op zijn best een factor 1,25. Misschien zou je met pannensponsen meer halen? Volgens jou niet dus maar heeft iemand dat ooit wel eens geprobeerd?
Dat van die delta V had ik ook al aangehaald. Maar dat de gamma (in feite de specifieke warmteverhouding van lucht) van 1,4 er minder toe doet ben ik niet met je eens. Als ik die niet meeneem in mijn elektro-mechanisch PSpice model kom ik toch echt verkeerd uit t.o.v. de benadering van Thiele en Small.
Vergeet even niet dat bij die pannensponsen de lucht er langs beweegt. Volgens jouw redenering zou dan geforceerde koeling bij een PC koeler ook niet werken. Met dempingsmateriaal haal je op zijn best een factor 1,25. Misschien zou je met pannensponsen meer halen? Volgens jou niet dus maar heeft iemand dat ooit wel eens geprobeerd?
Dat van die delta V had ik ook al aangehaald. Maar dat de gamma (in feite de specifieke warmteverhouding van lucht) van 1,4 er minder toe doet ben ik niet met je eens. Als ik die niet meeneem in mijn elektro-mechanisch PSpice model kom ik toch echt verkeerd uit t.o.v. de benadering van Thiele en Small.
Luchtsnelheden en debieten bij geforceerde ventilatorkoeling zijn wel even wat anders dan de sneheden in een gesloten kast. Maar het zal wel een rolletje spelen inderdaad. Ik denk echter dat dat een klein rolletje is.Pjotr schreef:Hoi Daniel,
Vergeet even niet dat bij die pannensponsen de lucht er langs beweegt. Volgens jouw redenering zou dan geforceerde koeling bij een PC koeler ook niet werken. Met dempingsmateriaal haal je op zijn best een factor 1,25. Misschien zou je met pannensponsen meer halen? Volgens jou niet dus maar heeft iemand dat ooit wel eens geprobeerd?
Dat van die delta V had ik ook al aangehaald. Maar dat de gamma (in feite de specifieke warmteverhouding van lucht) van 1,4 er minder toe doet ben ik niet met je eens. Als ik die niet meeneem in mijn elektro-mechanisch PSpice model kom ik toch echt verkeerd uit t.o.v. de benadering van Thiele en Small.
Ik ken de benadering van T&S niet, dus kan daar feitelijk niets over zeggen. Over de factor 1.4 (is idd verhouding warmtecapaciteiten cp/cv=gamma) kan ik het volgende kwijt. Iedereen kent 'm in de vorm p/V^gamma=C. Maar eigenlijk is dat weer de oplossing van de differentiaalvergelijking:
dp=gamma*(p/V)*dV
En daar doet ie dus gewoon lineair mee.
Hmmm.... ja, dat is waar en zo heb ik het ook in PSpice geïmplementeerddaniel schreef:
..............................
dp=gamma*(p/V)*dV
En daar doet ie dus gewoon lineair mee.
<Edit>
T&S hebben alle mechanische grootheden geconverteerd naar elektrische, spoelen, weerstanden en condensatoren (ja het bleven elektroboeren
) en daarmee een volledig elektrisch model gemaakt. Daarop zijn vrijwel alle boxsimulatieprogramma'tjes gebaseerd.Zelf heb ik destijds de mechanische componenten mechanisch gehouden en gewoon een model van een massa-veersysteem gemaakt dat aangedreven wordt door een elektomotor. Was min of meer uit noodzaak om een PR te simuleren. Dat deden de toenmalige simulatieprogjes niet.
dat gebeurt wel vaker hoor, dat soort analogieen. (om nog maar te zwijgen over hoe vaak een auto als analogon gebruikt wordt).Pjotr schreef:Hmmm.... ja, dat is waar en zo heb ik het ook in PSpice geïmplementeerddaniel schreef:
..............................
dp=gamma*(p/V)*dV
En daar doet ie dus gewoon lineair mee.
<Edit>
T&S hebben alle mechanische grootheden geconverteerd naar elektrische, spoelen, weerstanden en condensatoren (ja het bleven elektroboeren
Zelf heb ik destijds de mechanische componenten mechanisch gehouden en gewoon een model van een massa-veersysteem gemaakt dat aangedreven wordt door een elektomotor. Was min of meer uit noodzaak om een PR te simuleren. Dat deden de toenmalige simulatieprogjes niet.
Uiteindelijk komt het allemaal op dezelfde wetten van de fysica uit, en gaat het om begrippen als massa, traagheid, energie en weerstand.