число Рейнольдса

[Yauhen]

Ну так ламинарность потока и определяет так называемое критическое число Рейнольдса... Выше его - поток перейдет в турбулентный. Ниже в ламинарный. Но бывают сложные случаи. К примеру на экспопорте возможен струйный шум и при правильных расчетах... Там возможен срыв потока, а этот вопрос не мог обсуждаться здесь - его решение находилось в среде аэродинамиков, а не звукарей...

Хотелось бы уточнить, что имеется в віду под "срывом потока"?

Здесь поток не под плоскостью летательного аппарата или крыла птицы, злесь он другой: это движущаяся в канале масса газа или жидкости. Деваться ей некуда, она вынуждена двигаться под действием вынуждающей силы в ограниченном со всех сторон (кроме как спереди и сзади) пространстве. Ниже критического числа поток будет ламинарным, без всяких срывов. Выше - перейдет в турбулентный.

По исследованиям Harman, порты начинают терять эффективность в диапазоне Re от 30 до 60 тысяч, далее в большинстве случаев наступает резкое падение эффективности портов.

Но если стенки порта очень гладкие, то поток становится турбулентным при Re намного бОльших, вплоть до 100 тысяч и даже больше.

Струйный шум в экспопотре чаще всего может возникать на острых кромках входа и выхода. Еще одна причина - большая скорость взаимодействия (встречи) "воздушной пробки" с массой воздуха вне порта.

Есть и третья причина, но пока это только догадки, и озвучивать рано.

 

 

_

[Папа Карло]

Yauhen, прежде чем ответить Вам и форумной общественности мне потребуется собраться с мыслями чтобы максимально кратко, а главное понятно, объяснить что такое "срыв потока".

Но чтобы говорить с Вами на одном языке мне желательно почитать про эти исследования Харман Кардон... Ссылочкой на них не поделитесь?

[Vitalens]

Yauhen, Папа Карло,Оффтоп

Приятно аж читать, интеллектуальный и вежливый диалог:hi:

[Капитан Улитка]

Оффтоп

Yauhen, Папа Карло,Оффтоп

Приятно аж читать, интеллектуальный и вежливый диалог:hi:

Оффтоп

а главное, что информации ценной появляется больше

!

[Yauhen]

Yauhen, прежде чем ответить Вам и форумной общественности мне потребуется собраться с мыслями чтобы максимально кратко, а главное понятно, объяснить что такое "срыв потока".

Но чтобы говорить с Вами на одном языке мне желательно почитать про эти исследования Харман Кардон... Ссылочкой на них не поделитесь?

Раньше этот материал был в свободном доступе на сайте Харман Кардон, затем его убрали, и теперь он доступен за оплату в Audio Engineering Society.

Не исключаю, что где-нибудь этот труд можно найти и бесплатно. У меня этот отчет не сохранился, к сожалению.

Там исследовались факторы, влияющие на отдачу портов, и влияние Re рассматривалось довольно поверхностно среди прочих факторов, но всё же интересны их экспериментальные данные.

 

 

_

Изменено 5 апреля, 2016 пользователем Yauhen

[RVS]

Вот такие темы должны быть в топе или закреплены, а не срачи про прайд...

 

По теме очень интересный вопрос, есть уважаемые считающие что не скорость в порте, не число R учитывать не надо, хотелось бы услышать на чем основывается ваше мнение?

[Папа Карло]

Нашел хороший видеоролик времен СССР о пограничном слое и способах управления им.

Посмотрев его, можно будет понять какой метод борьбы со струйными шумами более нам подходит...

https://www.youtube.com/watch?v=XaW7H078iIE

На всякий случай ссылка https:_//_www_.youtube_.com/watch?v=XaW7H078iIE Нужно только убрать все нижние подчеркивания после того как забьете в поисковик...

 

Не углубляясь в подробности, хочу заметить, что чаще всего чисто ламинарных потоков в природе не существует! Сам по себе воздух, даже неподвижный, в какой то степени турбулентен. Эта турбулентность вызвана как градиентами температуры в самом воздухе и прилегающих к нему предметов, так и звуковыми колебаниями, кои на самом деле есть всегда, так и какими либо возмутителями спокойствия воздуха в виде передвигающихся в нем объектов или их частей различных размеров и скоростей. К примеру, после взлета вертолета МИ-26 турбулентность воздуха сохраняется еще около получаса. Модели, запущенные в воздух, попадая в эти клочки турбулентности иногда просто разрывает на детали.

 

Поэтому на практике чаще применяют термины степени турбулентности - слабо-турбулентный и сильно-турбулентный.

В нашем случае с фазоинверторами поток может быть как раз двух степеней турбулентности в зависимости от линейного хода, установленного в данный тип акустического оформления динамика.

Увеличение диаметра порта позволяет перейти в зону со слабой турбуленцией, что конечно же уменьшает шумы, но лишь до определенной величины, потому что на весьма низких скоростях потока в трубе возможен так называемый срыв потока или отрыв пограничного слоя. При низких скоростях это происходит по причине быстрого набухания пограничного слоя и низкой энергии в нем самом, а градиенты давления способны вызвать его течение даже против потока внутри трубы.

Именно этот факт не позволяет побороть струйный шум окончательно.

 

Из видео ролика становится ясно каким образом можно ламинизировать поток и осуществить идею безотрывного обтекания. Остается лишь один вопрос : Какой именно способ выбрать?

Ответ будет таков : Необходимо использовать тот способ, который позволит получить полностью ламинарное течение в трубе с безотрывным обтеканием при любых (возможных) скоростях потока в трубе.

Эти способы не могут быть связаны с дополнительной турбулизацией потока, как делают те же Харман-Кардоны, B&W, Polk Audio, КЕF и т.д.!!!

Это решение в лоб, основанное на идеи шероховатости внутренней поверхности трубы ФИ или входной части экспо порта.

Уместен лишь способ перфорированной трубы с отсосом пограничного слоя.

Этот отсос можно осуществить различными способами. Соответственно именно в этом направлении нужно направить взор изобретательности

 

Далее привожу еще одну работу акустиков, где достаточно подробно изложены идеи борьбы со струйными шумами при помощи оптимизации формы порта и попытки работать со слабо-турбулентным потоком.

 

http://koti.kapsi.fi/jahonen/Audio/Papers/AES_PortPaper.pdf

Изменено 6 апреля, 2016 пользователем Папа Карло

[Yauhen]

Далее привожу еще одну работу акустиков, где достаточно подробно изложены идеи борьбы со струйными шумами при помощи оптимизации формы порта и попытки работать со слабо-турбулентным потоком.

http://koti.kapsi.fi/jahonen/Audio/Papers/AES_PortPaper.pdf

Так это и есть тот самый отчет Harman.

 

Что касается ролика - там в самом начале говорится "При больших числах Рейнольдса".

Вы же говорите, что

потому что на весьма низких скоростях потока в трубе возможен так называемый срыв потока или отрыв пограничного слоя.

Отрыв потока от чего "на весьма низких скоростях"?

И возникает второй вопрос, каков вклад этого "отрыва", если он есть, на шумы при "весьма низких скоростях". Какая сила что от чего отрывает?

 

Вспомним, что основным источником турбулентности в прямом порте является шероховатость его стенок,

То есть, разница в скоростях различных слоев потока возникает из-за "притормаживания" воздуха у стенок порта. Чем выше объемная скорость потока, тем больше эта разница в скоростях у периферии и в середине поперечного профиля. С увеличением объемной скорости потока "притормаживание" всё больше распространяется к центру, и наконец, при определенных условиях поток становится полностью турбулентным, канал запирается, направленное движение прекращается.

 

Для изучения этих эффектов лучше использовать видеоматериалы по анализу потока в трубе. Обтекание воздухом крыла тут менее применимо.

 

 

_

Изменено 6 апреля, 2016 пользователем Yauhen

[Yauhen]

http://koti.kapsi.fi/jahonen/Audio/Papers/AES_PortPaper.pdf

Посмотрел документ более внимательно.. Это НЕ оригинал, а какая-то перелопаченная версия. Причем скверно перелопаченная. Многое из оригинала просто отсутствует. В том числе, нет графиков эффективности портов с разными значениями Re.

 

З.Ы. Упс, есть - фиг.20-23. Оказалось, мой просмотрщик ПДФ работает криво. То показывает страницы, то нет.

Но это по-прежнему не оригинал.

 

 

_

Изменено 6 апреля, 2016 пользователем Yauhen

[Папа Карло]

Так это и есть тот самый отчет Harman.

О, как! А говорили , что платно Значит искать я еще не разучился.

там в самом начале говорится "При больших числах Рейнольдса".

Там много чего еще говорится. Нужно не делать выводов по первой услышанной фразе, так как она неправильно Вами понята в данном аэродинамическом контексте. В конце концов само понятие "большая скорость" в аэродинамике имеет вполне определенную трактовку при помощи множества чисел подобия - число Рейнольдса "Re" , одно из таких чисел. Что такое число подобия? Это число, которое математически приведено к какой то константе или переменной чтобы анализировать процессы. Самое известное нам с детства число подобия - масштаб.

Отрыв потока от чего "на весьма низких скоростях"?

И возникает второй вопрос, каков вклад этого "отрыва", если он есть, на шумы при "весьма низких скоростях". Какая сила что от чего отрывает?

Вклад достаточный для того чтобы сказать: А шум есть все равно!

По поводу силы, отрывающей пограничный слой я Вам дал достаточно информации. Загуглив словосочетание "пограничный слой" или "теория пограничного слоя",

получите исчерпывающий ответ на свои вопросы.

Вспомним' date=' что основным источником турбулентности в прямом порте является шероховатость его стенок[/quote']

То есть в гладком порте, с полированными стенками поток должен быть всегда ламинарным???

Увы!!! Не будет он там ламинарным по причине того, что динамик гонит изначально турбулентный поток воздуха.

Для изучения этих эффектов лучше использовать видеоматериалы по анализу потока в трубе. Обтекание воздухом крыла тут менее применимо.

Да хоть в плоском канале! Ваше объяснение запирания трубы не совсем корректно. Если бы объяснение на пальцах совпадало с процессами, происходящими в действительности, то многих вещей не могло бы быть. По крайней мере, не затрагивая вопросов адиабатических процессов в воздухе объяснить сей факт не получится. Аэродинамика на самом деле с акустикой имеет много больше общего, чем кажется. Вопрос в том, что классическая аэродинамика не всегда дает однозначные ответы на вопросы аэродинамики сверх низких скоростей. А акустика как раздел физики не дает ссылок на аэродинамику. Хотя все излучатели звука (практически все) излучают звук благодаря движению своих частей в воздухе. А аэродинамика как раз изучает такие движения...

Проще говоря: по законам классической аэродинамики майский жук летать не должен! Однако, летает, и даже жужжит (при числах Рейнольдса порядка 10000 - это оооочень мало и поток вроде как ламинарный , то есть жук жужжать не должен тоже)...:blush:

Изменено 6 апреля, 2016 пользователем Папа Карло

[Yauhen]

О, как! А говорили , что платно Значит искать я еще не разучился.

Да, так. Это не оригинал документа. Стало быть, есть куда совершенствоваться.

 

Там много чего еще говорится. Нужно не делать выводов по первой услышанной фразе, так как она неправильно Вами понята в данном аэродинамическом контексте.

Всё просто: фраза "большие числа Рейнольдса" мною понята как "близкие к критическому". Для воздуха критическое значение 68500.

Кстати, откуда взята ваша формула для расчета Re? У меня другая, причем длина канала там не фигурирует.

 

Вклад достаточный для того чтобы сказать: А шум есть все равно!

Как-то вот недостаточно. Цифры озвучьте, пожалуйста, при каких "сверхнизких" скоростях шум становится заметным. А я проверю, воссоздав ваши условия.

 

По поводу силы, отрывающей пограничный слой я Вам дал достаточно информации. Загуглив словосочетание "пограничный слой" или "теория пограничного слоя",

получите исчерпывающий ответ на свои вопросы.

Получил. Эта теория связывает отрыв с большим градиентом давления, которого нет при "сверхнизких" скоростях потока воздуха в трубе.

 

То есть в гладком порте, с полированными стенками поток должен быть всегда ламинарным???

Шероховатость поверхности всегда конечная величина. Даже если поверхность полированная до зеркального состояния, она обладает определенной шероховатостью. Отсюда и возникают силы торможения у стенок.

Кроме того, ламинарный поток или турбулентный, зависит не только от шероховатости (это само собой), но и от других факторов. Даже в вашей формуле некоторые из них есть.

 

Увы!!! Не будет он там ламинарным по причине того, что динамик гонит изначально турбулентный поток воздуха.

Стало быть, ламинарность-таки существует. Ура! :good:

Что такое "изначально турбулентный", мне непонятно. Изложите критерии изначальной турбулентности, пожалуйста.

 

Да хоть в плоском канале! Ваше объяснение запирания трубы не совсем корректно. Если бы объяснение на пальцах совпадало с процессами, происходящими в действительности, то многих вещей не могло бы быть. По крайней мере, не затрагивая вопросов адиабатических процессов в воздухе объяснить сей факт не получится.

Зависит от того, какой точности модель мы хотим получить.

Для "на пальцах" нет нужды задействовать адиабатический процесс. А так, конечно, желательно бы его учитывать. Вполне возможно, когда-нибудь сабостроение придет и к этому.

 

Аэродинамика на самом деле с акустикой имеет много больше общего, чем кажется.

Кому кажется?

 

Вопрос в том, что классическая аэродинамика не всегда дает однозначные ответы на вопросы аэродинамики сверх низких скоростей.

Лукавим.

Нет никакой аэродинамики сверх низких скоростей.

 

А акустика как раздел физики не дает ссылок на аэродинамику. Хотя все излучатели звука (практически все) излучают звук благодаря движению своих частей в воздухе. А аэродинамика как раз изучает такие движения...

Ну вот мы и работаем на стыке разделов науки.

Говорят, что так нередко совершаются открытия.

 

Проще говоря: по законам классической аэродинамики майский жук летать не должен! Однако, летает, и даже жужжит (при числах Рейнольдса порядка 10000 - это оооочень мало и поток вроде как ламинарный , то есть жук жужжать не должен тоже)...:blush:

Можно ссылку на вот это "10000, ламинарный, жук летать не должен"?

 

 

_

Изменено 6 апреля, 2016 пользователем Yauhen

[Папа Карло]

Почему то думаю, что так ответить будет правильнее..

Оффтоп

Это не оригинал документа. Стало быть' date=' есть куда совершенствоваться.[/quote']

И тем не менее документ содержит весьма конкретные, полезные умозаключения, позволяющие бесплатно расширить свой кругозор многим участникам форума, совершенно или не полностью сведущим в данном вопросе. Собственно, для такого обмена информацией данная тема и была создана (наверное?).

Всё просто: фраза "большие числа Рейнольдса" мною понята как "близкие к критическому". Для воздуха критическое значение 68500.

Кстати, откуда взята ваша формула для расчета Re? У меня другая, причем длина канала там не фигурирует.

Моя формула взята из самой формулы... Можете сами посмотреть ее в Википедии... Частное от кинематической вязкости воздуха при температурах воздуха близких к 20 градусам по Цельсию , и при плотностях и влажностях близких к Н.У. по ГОСТ дадут коэффициент 66-70 при условии, что хорда ( длина обтекаемого участка вдоль потока) измеряется в мм, а скорость потока в м/с.

 

По поводу Ваших Re(кретич.)=68500... Откуда взято число?

Как-то вот недостаточно. Цифры озвучьте' date=' пожалуйста, при каких "сверхнизких" скоростях шум становится заметным. А я проверю, воссоздав ваши условия.[/quote']

Меньше метра в секунду достаточно? Причем, наиболее он будет слышен на экспо порте, конусном и песочные часы... Менее всего на прямом порте с фасками на внутренних гранях (любых больше 0,5 мм радиусом). Только на сколько объективным будет Ваше сравнение и выводы??? Как это будет проверяться?

Эта теория связывает отрыв с большим градиентом давления' date=' которого нет при "сверхнизких" скоростях потока воздуха в трубе.[/quote']

Тогда обозначьте пожалуйста какой градиент по Вашему большой?

Есть какие нибудь наметки или реальные измерения этих градиентов?

Еще раз : энергия, накапливаемая в пограничном слое напрямую зависит от скорости установившегося потока и сил вязкости. Мало скорости - мало энергии удержаться на поверхности. Для плоской пластины критические числа колеблются от 3000 до 20000. И они сильно зависят от степени турбулентности потока воздуха, которым пытались эти числа измерить... И мы еще не затронули вопросы кривизны и угла атаки!.. С ними дела еще хуже!

Шероховатость поверхности всегда конечная величина. Даже если поверхность полированная до зеркального состояния, она обладает определенной шероховатостью. Отсюда и возникают силы торможения у стенок.

Кроме того, ламинарный поток или турбулентный, зависит не только от шероховатости (это само собой), но и от других факторов. Даже в вашей формуле некоторые из них есть.

Масло масляное! Видно, что понятие "шероховатость" представляете с точки зрения "класса чистоты поверхности по ГОСТ". Поверьте, чтобы воздух отличил зеркало от наждачки потребуется наждачка как минимум №20-40 по импортной спецификации.

Стало быть, ламинарность-таки существует. Ура!

Что такое "изначально турбулентный", мне непонятно. Изложите критерии изначальной турбулентности, пожалуйста.

Существует, но как сферический конь в вакууме!

Ламинарный поток можно сделать, а не ждать от природы. Как уже сказал: Отсос (ОН самый) воздуха с поверхности при помощи насоса или иным способом через перфорацию в этой самой поверхности. Других способов НЕТ! Боженька не придумал! По остальным вопросам вэлкам к трудам ЦАГИ...

Зависит от того, какой точности модель мы хотим получить.

Для "на пальцах" нет нужды задействовать адиабатический процесс. А так, конечно, желательно бы его учитывать. Вполне возможно, когда-нибудь сабостроение придет и к этому.

Учитывая степень глубины Вашего копания в моих постах видимо очень точную модель! Можете сами посмотреть недостатки Вашей проги при углах раскрывов свыше 12 градусов... И тем не менее для практиков Ваша прога класс!!! :greeting:

Лукавим.

Нет никакой аэродинамики сверх низких скоростей.

Угу! Щаз... Аббревиатура "LDA" переводится как Low Draw Airfoils или для незнающих о существовании таких крыльевых профилей ( А ДЛЯ ЧЕГО ПО ВАШЕМУ ИХ РАЗРАБАТЫВАЛИ????????) это переводится как низкоскоростной, или полностью как несущие профиля для особо низких чисел Рейнольдса с улучшенными характеристиками. Если нужно, то дам ссылки на эти профиля, но только в личке... Иначе флейм, мне топик-стартера жаль, хороший парень!:hi:

Можно ссылку на вот это "10000, ламинарный, жук летать не должен"?

Можете поискать сами, этот факт известен как минимум лет 50...

Изменено 6 апреля, 2016 пользователем Папа Карло

[Yauhen]

Оффтоп

Моя формула взята из самой формулы... Можете сами посмотреть ее в Википедии... Частное от кинематической вязкости воздуха при температурах воздуха близких к 20 градусам по Цельсию , и при плотностях и влажностях близких к Н.У. по ГОСТ дадут коэффициент 66-70 при условии, что хорда ( длина обтекаемого участка вдоль потока) измеряется в мм, а скорость потока в м/с.

Ок, Вики так Вики: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE_%D0%A0%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B4%D1%81%D0%B0

длина здесь не фигурирует, и кинематическая вязкость в знаменателе, а не наоборот.

 

Меньше метра в секунду достаточно? Причем, наиболее он будет слышен на экспо порте, конусном и песочные часы... Менее всего на прямом порте с фасками на внутренних гранях (любых больше 0,5 мм радиусом). Только на сколько объективным будет Ваше сравнение и выводы??? Как это будет проверяться?

По моим данным, на экспо с множителем функции порядка 0,25 шум слышен менее всего. Более всего – на простом порте с несглаженнысм краями, при скоростях воздуха более 5-6 м/с. "Слышен" в моем понимании означает уверенное распознавание шумов на расстоянии 0,5 метра от порта при подводимой мощности синусоидального сигнала до 2 Вт. То есть, при уровне полезного сигнала порядка 86 дБ.

Какими буду ваши критерии заметности шумов при "сверхнизких" скоростях?

 

Тогда обозначьте пожалуйста какой градиент по Вашему большой?

Есть какие нибудь наметки или реальные измерения этих градиентов?

Еще раз: энергия, накапливаемая в пограничном слое напрямую зависит от скорости установившегося потока и сил вязкости. Мало скорости - мало энергии удержаться на поверхности. Для плоской пластины критические числа колеблются от 3000 до 20000. И они сильно зависят от степени турбулентности потока воздуха, которым пытались эти числа измерить...

Вы упускаете, что эти самые "критические числа для пластины" связаны с большими числами Рейнольдса, которые отсутствуют при (сверх)низких скоростях газового потока. Если я неправ, жду ссылку, которую вы обещали.

 

Масло масляное! Видно, что понятие "шероховатость" представляете с точки зрения "класса чистоты поверхности по ГОСТ".

Никакого "масла". ГОСТ так и называется: "Обозначение шероховатости поверхностей". Шероховатость выражается в параметрах шероховатости, а классы чистоты – это уже конкретные численные значения, определенные советским ГОСТ аж 1959 года.

Шероховатость поверхности я представляю как инженер-конструктор, проектировавший мех. конструкции около 10 лет. Снизить шероховатость и означает уменьшить значение параметра шероховатости, например, Ra.

 

Поверьте, чтобы воздух отличил зеркало от наждачки потребуется наждачка как минимум №20-40 по импортной спецификации.

Почему я должен верить вам на слово? Вы хотя бы ознакомились с тем документом, ссылку на который выложили. Подсказываю, где искать: графики на рисунке 20, страница 34 (55).

 

Существует, но как сферический конь в вакууме!

Ламина́рное тече́ние — течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций. (с)

Если не верите, что такое существует, то см., например, обучающие видео с использованием дыма для визуализации. Или даже то, которое вы привели, там поток в установке считается и изображается ламинарным.

 

Ламинарный поток можно сделать, а не ждать от природы. Как уже сказал: Отсос (ОН самый) воздуха с поверхности при помощи насоса или иным способом через перфорацию в этой самой поверхности. Других способов НЕТ! Боженька не придумал! По остальным вопросам вэлкам к трудам ЦАГИ...

Поскольку полностью ламинарных потоков не существует (с), то любой поток можно сделать лишь менее турбулентным. Я правильно понял ваши высказывания?

Если да, то одна из мер – снижение шероховатости поверхности (см. труд инженеров Харман).

 

Учитывая степень глубины Вашего копания в моих постах видимо очень точную модель! Можете сами посмотреть недостатки Вашей проги при углах раскрывов свыше 12 градусов... И тем не менее для практиков Ваша прога класс!!! :greeting:

Спасибо на добром слове. Я знаю недостатки программы.

 

Угу! Щаз... Аббревиатура "LDA" переводится как Low Draw Airfoils или для незнающих о существовании таких крыльевых профилей ( А ДЛЯ ЧЕГО ПО ВАШЕМУ ИХ РАЗРАБАТЫВАЛИ????????) это переводится как низкоскоростной, или полностью как несущие профиля для особо низких чисел Рейнольдса с улучшенными характеристиками. Если нужно, то дам ссылки на эти профиля, но только в личке... Иначе флейм, мне топик-стартера жаль, хороший парень!:hi:

У вас было словосочетание "сверх"(низкие), которого нет в оригинале названия. Оно-то и обратило на себя моё внимание.

 

Можете поискать сами, этот факт известен как минимум лет 50...

Сам факт мне известен (шмель как бы тоже летать не должен), и какое-то объяснение было дано еще в 1970 году. Но я спрашивал ссылку на материал, где говорится о ламинарном потоке и Re=10000 в связи с полетом майского жука.

 

 

_

Изменено 6 апреля, 2016 пользователем Yauhen