Коэффициенты звукопоглощения материалов, предметов, людей, драпировок, различных типов волокнистой теплоизоляции в зависимости от частоты звука.

ГОСТы, СНиПы Карта сайта TehTab.ru Поиск по сайту TehTab.ru	Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница / / Техническая информация/ / Физический справочник/ / Звук. Ультразвук./ / Коэффициенты звукопоглощения. Затухание звука в средах. / / Коэффициенты звукопоглощения материалов, предметов, людей, драпировок, различных типов волокнистой теплоизоляции в зависимости от частоты звука. Коэффициенты звукопоглощения материалов, предметов, людей, драпировок, различных типов волокнистой теплоизоляции в зависимости от частоты звука. Коэффициент поглощения / коэффициент звукопоглощения, это отношение поглощённой звуковой энергии ко всей энергии, падающей на материал. За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м2 открытого окна. Коэффициент звукопоглощения может изменяться в пределах от 0 до 1. При нулевом значении коэффициента звукопоглощения звук полностью отражается, при полном звукопоглощении коэффициент равен единице.  К звукопоглощающим материалам обычно относят те, которые имеют коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 Гц («Защита от шума» СНиП II — 12 — 77). Коэффициент звукопоглощения определяется в так называемой акустической трубе и подсчитывается по формуле: А(зв)=Е(погл)/Е(пад) Е(пад) = Е(рас) + Е(прош) где А(зв) — коэффициент звукопоглощения; Е(погл) — поглощённая звуковая волна; Е(пад) — падающая звуковая волна; E(отр) — отраженная звуковая волна; Е(рас) — звуковая волна, рассеянная в материале; Е(прош) — звуковая волна, прошедшая через материал. Таблица 1. Коэффициенты звукопоглощения материалов, предметов, людей, драпировок в зависимости от частоты звука.   Коэффициенты звукопоглощения материалов, предметов, людей, драпировок в зависимости от частоты звука. Название материала или конструкции Коэффициенты звукопоглощения при частоте 125 Гц 250 Гц 500 Гц 1000 Гц 2000 Гц 4000 Гц Строительные материалы — коэффициенты звукопоглощения Бетонная стена гладкая, неокрашенная 0,010 0,012 0,015 0,019 0,023 0,035 Кирпичная стена неоштукатуренная 0,024 0,025 0,032 0,042 0,049 0,070 Штукатурка гипсовая гладкая по кирпичной стене, окрашенная 0,012 0,013 0,017 0,020 0,023 0,025 Плиты сухой штукатурки 0,020 0,050 0,060 0,080 0,040 0,060 Линолеум толщиной 5 мм на твердой основе 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,040 Стекло одинарное 0,035 — 0,027 — 0,020 — Драпировки и ковры — коэффициенты звукопоглощения Ткань хлопчатобумажная 360 г/м2 0,030 0,040 0,110 0,170 0,240 0,350 Ткань бархатная 650 г/м2 0,050 0,120 0,350 0,450 0,380 0,360 Ковер толщиной 1 см с ворсом, на бетоне 0,090 0,080 0,210 0,270 0,270 0,370 Резиновый ковер толщиной 0. 5 см 0,040 0,040 0,080 0,120 0,130 0,100 Поглощение объектов и людей — коэффициенты звукопоглощения Стул с жестким сиденьем и спинкой 0,020 0,020 0,030 0,035 0,038 0,038 Стул с мягким сиденьем и спинкой 0,090 0,120 0,140 0,160 0,150 0,160 Слушатель (Человек) 0,360 0,430 0,470 0,440 0,490 0,490   Таблица 2. Коэффициенты звукопоглощения различных типов волокнистой теплоизоляции в зависимости от частоты звука. Коэффициенты звукопоглощения различных типов волокнистой теплоизоляции в зависимости от частоты звука. Диапазон частот Толщина звукоизоляции 50 мм базальтовый утеплитель порфирит стекловолокно, стекловата минеральная теплоизляция Низкочастотный,     125 Гц 0,20 0,1 нет данных 0,18 Среднечастотный, 1000 Гц 0,95 0,94 0,8 0,76 Высокочастотный, 2000 Гц  0,94 0,94 нет данных 0,79 Диапазон частот Толщина звукоизоляции 100 мм базальтовый утеплитель порфирит стекловолокно минеральная теплоизоляция Низкочастотный, 125 Гц 0,4 0,26 нет данных 0,36 Среднечастотный, 1000 Гц 0,96 0,9 0,81 0,85 Высокочастотный, 2000 Гц  0,85 0,93 нет данных 0,8   Дополнительная информация от TehTab. ru:
Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru Реклама, сотрудничество: [email protected]	Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Коэффициент звукового поглощения — что это?

Статьи

При падении звуковой энергии на ограждение оно частично отражается от данного ограждения, частично поглощается, что влечет за собой переход звуковой на теплоэнергию, и частично переходить через него. Звукопоглощающие материалы являются материалами, основная способность которых заключается в поглощении звуковой энергии.

Звуковое поле, которое создается определенным звуковым источником в помещении, составляется наложением прямых и отраженных от ограждения звуковых волн. Благодаря отражению существенно растет звуковая интенсивность, а свойство звучания шума изменяется в худшую сторону. Снижение звукопоглощающими материалами энергии отраженных волн благоприятно влияет на звуковое поле.

Изделия ТМ «Базальтек» характеризуются высокой пористостью и чрезвычайно маленьким размером самих пор.

Следовательно, изделия соответствуют звукоизоляционным нормам, предусматривающим наличие многих маленьких сообщающихся пор. Строение звукоизоляционных материалов должно соответствовать указанным требованиям по той причине, что звуковая волна, проходя через толщу материала, начинает колебать заключенный в его порах воздух, при этом мелкие поры больше сопротивляются воздушному потоку по сравнению с крупными. Происходит торможение движения воздуха в них, при этом трение приводит к превращению части механической энергии в тепловую.

Характеристикой звукопоглощающего свойства материала также является коэффициентный показатель поглощения, представляющий собой соотношение между поглощенной звуковой энергией и всей энергией, которая падает на материал. Единицей поглощения звука условно считается звукопоглощение один квадратный метр открытого окна. Изменение коэффициента звукопоглощения может варьироваться в границах от нулевого до единичного значения. Нулевой коэффициент звукопоглощения означает полное отражение звука, единичный — стопроцентное звукопоглощение.

Если показатель звукопоглощения материала меньший или превышает значение 0,4 при частоте 1000 Гц, то такой материал считается звукопоглощающим (в соответствии с «Защитой от шума» СНиП II — 12 — 77). В первой и второй таблице представлены коэффициентные показатели звукопоглощения разнообразных материалов. Для определения коэффициента звукопоглощения используется т. н. акустическая труба, а подсчет данного коэффициента производится по формуле:
А(зв.) = Е(погл.) / Е(пад.)
Е(погл.) = Е(рас.) + Е(прош.)

где: А(зв) — коэффициент звукопоглощения; Е(погл) — поглощённая звуковая волна; Е(пад) — падающая звуковая волна; E(отр) — отраженная звуковая волна; Е(рас) — звуковая волна, рассеянная в материале; Е(прош) — звуковая волна, прошедшая через материал.

Уровень шума зависит от такого важного фактора, как время реверберации (время звучания сигнала, который отражается). К примеру, время реверберации в помещении, объем которого составляет 100 кубических метров и имеет жесткие поверхности, может равняться пяти-восьми секундам. При использовании для покрытия поверхности поглощающего акустического материала, время реверберации составляет менее одной секунды, что можно сравнить с условиями в хорошо меблированном жилом помещении. Результатом снижения времени реверберации до упомянутого выше уровня становится увеличение звукового комфорта помещений, создание оптимальной рабочей атмосферы в спортзале или зале для проведения лекций, кинотеатре, офисном или студийном помещении и так далее.

Коэффициент звукопоглощения материалов

таблица №1

Сравнительная характеристика коэффициента звукопоглощения волокнистой теплоизоляции

таблица №2

Все статьи

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

• Детерминанты недоношенности в Университетском педиатрическом центре Банги (CHUPB)()

  CJ Kiteze Nguinzanémou, B. O. Bogning Mejiozem, S. Ningatoloum Nazita, FD Fiobème, E.V. Ngatimo, JE Kosh-Komba Palet, I.M. Wando Kangalé, E. Kiteze Bandassa, S.-C.H. Димер, Ж.-К. Годи

  Открытый журнал педиатрии Том 12 № 5, 23 ноября 2022 г.

  DOI: 10.4236/ojped.2022.125086
  17 загрузок  90 просмотров

• Вызовы Опыт управления школами с привлечением учащихся с нарушениями зрения: пример средней школы в Намибии()

  Лукас Матати Джосуа, Синти Калиинашо Хайхамбо, Гилберт Ликандо

  Творческое образование Том 13 № 11, 23 ноября 2022 г.

  DOI: 10.4236/ce.2022.1311227
  5 загрузок  44 просмотров

• Гнойный плеврит, выявляющий лимфобластную лимфому типа Т: отчет о педиатрическом клиническом случае ()

  Фатима Эззахра Тахири, Карима Эльфакири, Гизлен Драйсс, Нурредин Рада, Мохаммед Бускрауи, Бтиссам Зуита, Дуния Басрауи, Хишам Джалал

  Открытый журнал педиатрии Том 12 № 5, 23 ноября 2022 г.

  DOI: 10.4236/ojped.2022.125083
  10 загрузок  32 просмотров

• Извлечение времени реакции человека из наблюдений методом постоянных стимулов()

  Хонгюн Ван, Марьям Адамзаде, Уэсли А. Бергей, Шеннон Э. Фоули, Хун Чжоу

  Journal of Applied Mathematics and Physics Vol.10 No.11, 23 ноября 2022 г.

  DOI: 10.4236/jamp.2022.1011220
  3 загрузки  25 просмотров

• Дискретизированный по времени вариационный итерационный метод для процесса стохастической волатильности со скачками()

  Генриетта Ифи Оярикре, Эбимене Джеймс Мамаду

  Достижения чистой математики Том 12 № 11, 23 ноября 2022 г.

  DOI: 10.4236/apm.2022.1211052
  6 загрузок  31 просмотр

• Искусственный интеллект и правовая система будущего: право на доступ к электрической энергии искусственного интеллекта()

  Ху Жэнь

  Открытый журнал социальных наук Том 10 № 12, 23 ноября 2022 г.

  DOI: 10.4236/jss.2022.1012030
  2 загрузки  22 просмотра

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

Бесплатные информационные бюллетени SCIRP

Copyright © 2006-2022 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.

верхний

Сравнение звукопоглощающих свойств звукопоглотителей из макулатуры и гофрокартона :: Биоресурсы

Чанлерт П., Джинтара А. и Манома В. (2022). « Сравнение звукопоглощающих свойств звукопоглощающих материалов, изготовленных из использованной копировальной бумаги и гофрированного картона «, BioResources 17(4), 5612-5621.

Аннотация

В связи с растущим спросом на экологически чистые и недорогие звукопоглотители в этом исследовании изучались композиты, изготовленные из переработанной бумажной массы и мочевиноформальдегидного клея. Варьируя содержание целлюлозы, были изготовлены пять образцов из использованной копировальной бумаги и пять образцов из использованного гофрированного картона. Для одного и того же типа пористого поглотителя тот, у которого более низкая объемная плотность, имеет более высокую общую пористость, что приводит к более высокому спектру коэффициента звукопоглощения (SAC). По звукопоглощающим характеристикам композиционные материалы из копировальной бумаги с насыпной плотностью менее 442,4 кг/м3 и композиты из гофрированного картона с плотностью менее 474,8 кг/м3 могут быть альтернативой коммерческому пенополиуретану той же толщины. Коэффициент шумоподавления (NRC), а также средний SAC всех композитов гофрокартона на средних (αM) и высоких (αH) частотах были выше, чем у композитов копировальной бумаги. Однако средний SAC на низкой частоте (αL) явно не отличался для копировальной бумаги и композиционных материалов из гофрированного картона. В заключение следует отметить, что композиты из гофрированного картона являются лучшими кандидатами в качестве звукопоглощающих материалов, чем композиты из копировальной бумаги с тем же содержанием целлюлозы.

Скачать PDF

Статья полностью

Сравнение звукопоглощающих свойств звукопоглотителей из использованной копировальной бумаги и гофрированного картона

Пуринторн Чанлерт*, Анита Джинтара и Випарат Манома

В связи с растущим спросом на экологически чистые и недорогие звукопоглотители в этом исследовании изучались композиты, изготовленные из переработанной бумажной массы и мочевиноформальдегидного клея. Варьируя содержание целлюлозы, были изготовлены пять образцов из использованной копировальной бумаги и пять образцов из использованного гофрированного картона. Для одного и того же типа пористого поглотителя тот, у которого более низкая объемная плотность, имеет более высокую общую пористость, что приводит к более высокому спектру коэффициента звукопоглощения (SAC). Звукопоглощающие характеристики композитов копировальной бумаги с насыпной плотностью менее 442,4 кг/м ³ и композиты из гофрированного картона с плотностью менее 474,8 кг/м ³ могут быть альтернативой коммерческому пенополиуретану той же толщины. Коэффициент шумоподавления (NRC), а также средний SAC всех гофрокомпозитов на средних ( α _M ) и высоких ( α _H ) частотах были выше, чем у композитов копировальной бумаги. Однако средний SAC на низкой частоте ( α _L ) не отличался явно для композитов из копировальной бумаги и гофрированного картона. В заключение следует отметить, что композиты из гофрированного картона являются лучшими кандидатами в качестве звукопоглощающих материалов, чем композиты из копировальной бумаги с тем же содержанием целлюлозы.

DOI: 10.15376/biores.17.4.5612-5621

Ключевые слова: Вторичное сырье; Гофрокартон; Копировальная бумага; Звукопоглощение

Контактная информация: Факультет науки и технологии Университета Сонгкхла Раджабхат, Муанг, Сонгкхла

Таиланд; * Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ГРАФИЧЕСКАЯ РЕЗЮМЕ

ВВЕДЕНИЕ

В течение нескольких десятилетий шум был формой загрязнения, вызывающей озабоченность у обычных домохозяйств, особенно в городских районах. Звукопоглощающие материалы были внедрены в строительной отрасли для снижения нежелательного отвлекающего шума в окружающей среде. Минеральная вата, стекловата и другие полимерные пенопласты на нефтяной основе являются типами строительных материалов, обычно используемых в качестве звукопоглотителей благодаря их способности поглощать окружающий шум (Асо и Киношита 19). 65; Урис и др. 1999). Однако, поскольку большинство из них являются чисто синтетическими и получены в нефтяной промышленности, они значительно дороги и способствуют неблагоприятному воздействию на окружающую среду, например, глобальному потеплению. Кроме того, из-за исключительно длительного срока хранения и сложности сжигания эти синтетические звукопоглотители создают проблемы для устойчивого контроля над отходами. Исследователи были привлечены к изучению экологически безопасных звукопоглощающих материалов, таких как переработанные материалы, полученные из побочных продуктов сельского хозяйства или бытовых отходов (Ян 9).0268 и др. 2003; Парк и др. 2020). Большинство таких звукопоглощающих материалов недороги, а некоторые из них биоразлагаемы. Использование таких материалов может сократить использование синтетических звукопоглотителей и уменьшить количество отходов, которые будут вывозиться на свалки или сжигаться.

Табан и др. . (2021) изучали звукопоглощение акустических панелей, изготовленных из отходов финиковой пальмы. На уровнях высоких частот выше 2000 Гц материалы толщиной 55 мм и плотностью 175 кг/м ³ продемонстрировал коэффициент звукопоглощения при случайном падении (SAC _R ) примерно от 0,90 до 0,95. Звукопоглощающие способности переработанной джинсовой ткани и джутового волокна исследовались Raj et al . (2020). Джинсовая дровяная ткань с толщиной образца 70 мм и плотностью 45 кг/м ³ показала более высокий коэффициент шумоподавления (NRC), чем коммерческая стекловата, в то время как джутовое волокно той же толщины и плотности имело несколько более низкое значение NRC. чем коммерческая стекловата.

Независимо от источника, волокно необходимо для изготовления бумаги. Древесина является основным и исходным источником целлюлозного волокна, используемого в бумажной промышленности (Małachowska и др. . 2020). Сначала древесная щепа перерабатывается в целлюлозу, представляющую собой лигноцеллюлозный волокнистый материал. Процесс варки целлюлозы осуществляется химическим или механическим способом. После процесса варки часть целлюлозы готова для производства небеленой бумаги. Однако часть целлюлозы подвергается отбеливанию. В целом бумага, изготовленная из беленой целлюлозы, имеет меньшую прочность, чем бумага, изготовленная из небеленой целлюлозы. Прочность и долговечность бумаги также зависят от других факторов, таких как тип древесины, химические вещества, используемые в процессе, плотность бумаги и другие. Поскольку бумага, изготовленная из первичной целлюлозы, значительно дороже, менее дорогая переработанная бумага привлекательна для некоторых пользователей.

В 2018 году в США было образовано 67 390 000 коротких тонн бумажных отходов. Из этих отходов 45 970 000 тонн было переработано, 4 200 000 тонн было сожжено для получения энергии, а 17 220 000 тонн было захоронено (Агентство по охране окружающей среды США, 2018 г.). В 2020 году в Соединенном Королевстве (Великобритания) было образовано 5 533 000 метрических тонн отходов бумажной упаковки. Только 3 628 000 тонн (65,6%) были восстановлены и переработаны (Министерство окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства Соединенного Королевства, 2021 г. ). Согласно этой статистике, до сих пор остается много макулатуры, которая не перерабатывается.

В этом исследовании переработанная целлюлоза из гофрированного картона и многоцелевой копировальной бумаги была превращена в звукопоглощающие материалы. Спектр коэффициента нормального падающего звука (КПЗ), КСР, средний КПЗ на низких ( α _L ), средних ( α _M ) и высоких ( α _H ) частотах Оба типа акустических материалов были исследованы и сравнены с коммерческим акустическим пенополиуретаном (ПУ). Целью данного исследования было выяснить, какой тип бумаги больше подходит для изготовления звукопоглощающих материалов. Изменяя содержание целлюлозы, изучали изменения характеристик звукопоглощения.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

Подготовка звукопоглощающих материалов

Звукопоглощающие материалы были изготовлены в двух комплектах. Первый набор был изготовлен из бывшей в употреблении многоцелевой копировальной бумаги из офиса факультета науки и технологии Университета Сонгкхла Раджабхат, Таиланд (80 г/м2; Idea Work Co. , Бангкок, Таиланд). Второй комплект был изготовлен из гофрированного картона, полученного из обычных упаковочных коробок (Thailand Post Co., Бангкок, Таиланд). Оба набора образцов были превращены в круглый образец с фиксированными размерами диаметром 28,6 мм и толщиной 40 мм, которые подходили для измерения SAC при нормальном падении с использованием цилиндрической трубки импеданса.

Использованная копировальная бумага была разорвана на мелкие кусочки и выдержана в 10% растворе гидроксида натрия (NaOH) в течение 1 часа. Бумаги промывали водой до тех пор, пока раствор NaOH не вымывался, и сушили на солнце до удаления остаточной влаги, что обычно занимало 2 солнечных дня. 50 г высушенных кусочков бумаги измельчали ​​в течение 2 минут для получения бумажной массы с помощью домашнего блендера с мешалкой (E-14, Sharp, Япония, 400 Вт, 220 В, 50 Гц). Скорость двигателя блендера находится в диапазоне от 10 000 до 15 000 об/мин. Лопасть мешалки должна быть острой. Высушенную пульпу смешивали с мочевиноформальдегидным клеем (Bosny Co. , Лондон, Великобритания) в массовом соотношении 5, 6, 7, 8 и 9.частей целлюлозы и 6 частей высушенной клеевой массы, как указано в таблице 1. Смесь помещали в круглую форму из нержавеющей стали с размерами диаметра 28,6 мм и толщиной 40 мм. Смесь в форме помещали в конвекционную печь при 90°С на 2 часа, охлаждали и затем вынимали из формы. Процесс изготовления звукопоглотителей из использованного гофрированного картона был аналогичен копировальной бумаге. Поскольку гофрированный картон был прочнее копировальной бумаги, время процесса шлифовки было увеличено примерно до 3 минут. Наконец, было приготовлено 10 рецептур образцов. Информация об образце, включая объемную плотность и общую пористость, была измерена и оценена (таблица 1).

Рис. 1. а) Схема цилиндрической двухмикрофонной импедансной трубки и б) изображение установки импедансной трубки, использованной при измерении

Измерение SAC

SAC при нормальном падении был измерен с использованием метода импедансной трубки с двумя микрофонами. Конструкция импедансной трубки была выполнена в соответствии со стандартами ASTM E1050 (1990 г.) и ISO 10534-2 (1994 г.). Диаметр и длина импедансной трубки составляли 28,6 мм и 1000 мм соответственно. Образец помещался в держатель образца на конце трубки рядом с микрофонными каналами, а динамик располагался на другом конце. Микрофоны ¼ дюйма лабораторного класса (GRAS 40PP; GRAS Sound & Vibration, Skovlytoften, Дания) герметизировали и помещали в держатели микрофонов. Звуковые сигналы поступали на компьютер через устройство сбора данных, оптимизированное для акустических измерений (NI-9).230; National Instruments, Остин, Техас, США). Нормальный инцидент SAC был оценен с использованием уравнения. 1,

(1)

где SAC — коэффициент звукопоглощения при нормальном падении, H ₁₂ — передаточная функция звуковых сигналов от Mic-1 и Mic-2, j — мнимое число — волновое число звука ( частотная зависимость), с — смещение между Mic-1 и Mic-2, а x ₁ — смещение между Mic-1 и образцом. Сбор и интерпретация данных выполнялись с использованием модуля сбора данных Python.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Звукопоглотители из копировальной бумаги имеют два отдельных цвета. Белый был цветом копировальной бумаги, а коричневый — цветом карбамидоформальдегидного клея. Добавление копировальной бумаги сделало образец более белым по цвету. Образцы, изготовленные из использованной копировальной бумаги, имели среднюю толщину 39.2 ± 0,9 мм, а образцы из гофрированного картона имели среднюю толщину 39,4 ± 0,9 мм. Средний диаметр всех образцов составлял 28,6 ± 0,1 мм, что позволяло поместиться внутри держателя образца импедансной трубки. В этом исследовании в качестве эталона использовались материалы на нефтехимической основе, в том числе имеющиеся в продаже пенополиуретаны, которые разработаны специально для целей поглощения шума. Панель была вырезана в круглую форму с тем же диаметром и толщиной, что и образцы.

Рис. 2. Изображения a) коммерческой панели из пенополиуретана, b) образцов копировальной бумаги и c) образцов гофрированного картона

Рис. 3. Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), a) CP#2 и b) CB#2

Информация об образце, включая объемную плотность, была измерена и представлена ​​в таблице 1. Название образца «CP (копировальная бумага)» и «CB (гофрокартон)» № 1, № 2, № 3, № 4 и № 5, представляют собой образцы с соотношением массы целлюлозы и клея 5:6, 6:6, 7:6, 8:6 и 9:6 соответственно.

Общая пористость, открытая пористость и закрытая пористость представляют собой объем всех, открытых и закрытых пор на объем образца, соответственно, где Общая пористость может быть оценена из , где и — объемная плотность образца и волокнистого вещества, соответственно. В этом исследовании плотность древесного материала считалась однородной со значением 1540 кг/м ³ (Dunlap 1914), в то время как для полиуретанового материала она составляла около 1100 кг/м ³ (Baser and Khakhar 19).94). Предполагаемая общая пористость каждого образца показана в таблице 1. Для одного и того же типа пористых поглотителей тот, у которого более высокая открытая пористость, как правило, обладает более высокой звукопоглощающей способностью (Allard and Atalla 2009).

Таблица 1. Образец информации

Содержание целлюлозы напрямую влияет на объемную плотность и общую пористость образца. При фиксированных размерах образец с более высоким содержанием целлюлозы будет иметь более высокую объемную плотность и более низкую пористость. Образец CP#5 имел самое высокое содержание целлюлозы, что обусловило самую высокую объемную плотность и самую низкую общую пористость (570,6 кг/м 9 ).0288 3 и 0,63 соответственно) среди образцов копировальной бумаги. Соответственно, она была такой же для CB#5 (557,6 кг/м ³ и 0,64 соответственно) образцов гофрированного картона. Согласно табл. 1, образцы, изготовленные из копировальной бумаги, имели несколько большую насыпную плотность и меньшую общую пористость, чем образцы из гофрокартона с той же долей целлюлозы.

Согласно рис. 4 и 5, CP#1 и CB#1 имели самые высокие спектры SAC среди всех образцов копировальной бумаги и гофрокартона, соответственно, с наибольшей общей пористостью. Согласно СЭМ-изображениям двух типов образцов с одинаковым содержанием целлюлозы (рис. 2), в образце гофрированного картона было больше открытых пор, чем в копировальной бумаге. Кроме того, волокнистый звукопоглотитель с меньшим диаметром волокна увеличивает сопротивление воздушному потоку (Carman 1935). В целом звукопоглотители с большим удельным сопротивлением воздушному потоку дают более низкие спектры SAC (Allard and Atalla 2009). Меньшие диаметры волокна могут увеличить вероятность закрытых пор, что приведет к увеличению удельного сопротивления воздушному потоку. Из-за меньшего диаметра волокна спектры SAC композитов копировальной бумаги () были ниже, чем спектры гофрированного картона () с тем же содержанием целлюлозы.

NRC — это рейтинговая система, обычно используемая в коммерческих продуктах для описания эффективности звукопоглощения в диапазоне частот обычного человеческого разговора. NRC представляет собой среднее значение SAC на частотах 250, 500, 1000 и 2000 Гц. В соответствии со стандартом ISO 354 (2003) значение NRC сообщается с разрешением 0,05.

Рис. 4 . Спектры SAC а) коммерческого акустического пенополиуретана, b) CP № 1, c) CP № 2, d) CP № 3, e) CP № 4 и f) образцы CP № 5

Рис. 5. Спектры SAC а) коммерческого акустического пенополиуретана, б) ТУ №1, в) ТУ №2, г) ТУ №3, д) ТУ №4 и е) ТУ №5.

Диапазоны низких, средних и высоких частот определены в соответствии со стандартом ISO 11654 (1997). Для среднего значения звукопоглощения на низких частотах ( α _L ), его можно определить по среднему SAC на частотах октавной полосы от 100 до 400 Гц (100, 125, 200, 315 и 400 Гц). Соответственно среднее звукопоглощение на средних ( α _M ) и высоких ( α _H ) частотах можно оценить по среднему SAC в октавных полосах частот от 500 до 1600 Гц (500, 630, 800). , 1000, 1250 и 1600 Гц) и от 2000 до 5000 Гц (2000, 2500, 3150, 4000 и 5000 Гц) соответственно.

Таблица 2. NRC и средние коэффициенты звукопоглощения на низких ( α _L ), средних ( α _M ) и высоких ( α _H ) частотах

Рис. 6. NRC и средние значения SAC на низких ( α _L ), средних ( α _M ) _, и высоких ( α _{9 ) частотах а}

H 9 ) копировальная бумага и б) образцы гофрированного картона

Согласно рис. 4, образец CP#1 имел самый высокий спектр SAC среди образцов копировальной бумаги. Его спектр был немного ниже, чем у пенополиуретана, хотя его NRC был выше. NRC для образцов CP № 2 – № 5 были одинаковыми, поскольку они составляли от 0,25 до 0,30, что было ниже, чем у пенополиуретана. Для SAC при низкой частоте все образцы копировальной бумаги имели более высокие значения α _L , чем пенополиуретан. В диапазоне средних частот α _M CP#1 составлял 0,55, что было заметно выше, чем у пенополиуретана (0,40). CP # 2 — образцы № 5 имели в среднем α _M значения 0,25 ± 0,03, что ниже, чем у пенополиуретана. В диапазоне высоких частот образец CP#1 имел α _H намного выше, чем другие образцы копировальной бумаги. Образцы КП № 2 – № 5 имели аналогичные значения α _H 0,41 ± 0,02. Образцы CP № 2 – № 5 продемонстрировали значительно более низкие значения α _H , чем пенополиуретан. В целом можно сделать вывод, что образец CP#1, имеющий наименьшую плотность и наибольшую общую пористость среди образцов копировальной бумаги, демонстрирует значительно более высокую звукопоглощающую способность, чем другие образцы с более высоким содержанием целлюлозы, и может служить альтернативой звукопоглотителю пенополиуретан.

Образцы

CB № 1, № 2 и № 3 имели более высокие значения NRC, чем пенополиуретан. При низкой частоте образец CB#1 имел самое низкое значение α _L среди образцов гофрированного картона, в то время как оно было выше, чем α _L для пенополиуретана. С другой стороны, образец CB#3 имел самое высокое значение α _L (0,33) среди образцов гофрированного картона. При средней частоте образцы CB#1, #2 и #3 имели более высокие значения α _M , чем пенополиуретан, как видно на рис.6. Образец CB # 2 имел самые высокие α _M (0,77), тогда как образец CB#5 имел самое низкое значение α _M (0,27). При высокой частоте образцы CB#1 и #2 имели более высокие значения α _H , чем пенополиуретан. Образцы с более высоким содержанием пульпы (CB#3, #4 и #5) имели значения α _H , которые постепенно уменьшались по мере увеличения содержания в них пульпы. Однако скорость уменьшения значений α _H не была такой экспоненциальной, как изменение α _H между образцами CP №1 и №2.

Как видно на рис. 6, образцы из гофрированного картона явно продемонстрировали превосходную звукопоглощающую способность по сравнению с образцами из копировальной бумаги. Средние значения NRC, α _M и α _H образцов гофрокартона составили 0,45 ± 0,15, 0,52 ± 0,21 и 0,65 ± 0,14 соответственно. Они были заметно выше, чем у копировальной бумаги (0,32 ± 0,10, 0,31 ± 0,14 и 0,46 ± 0,11 соответственно). Тем не менее, разница в их средних 9 была небольшой.0268 α _L , при 0,25 ± 0,07 для гофрокартона и 0,26 ± 0,05 для копировальной бумаги.

Звукопоглотители из переработанной целлюлозы являются потенциальными заменителями коммерческих звукопоглотителей, таких как пенополиуретан. Принимая во внимание NRC, некоторые композиты из копировальной бумаги (< 442,4 кг/м 90 288 3 90 289 ) и композиты из гофрированного картона (< 474,8 кг/м 90 288 3 90 289 ) могут считаться звукопоглотителями, альтернативными коммерческому пенополиуретану той же толщины, несмотря на их объемная плотность примерно в 15-21 раз выше, чем у пенополиуретана. Как упоминает Парк и др. (2020), ожидается увеличение использования недорогих и экологически чистых звукопоглотителей. Использование переработанных материалов в этом исследовании имеет экологические и экономические преимущества для общества за счет замены шумопоглотителей на нефтехимической основе, таких как пенополиуретан.

ВЫВОДЫ

1. Для одного и того же типа пористого поглотителя тот, у которого более низкая объемная плотность, как правило, имеет большую общую пористость, что приводит к большей звукопоглощающей способности. С учетом коэффициента шумоподавления (КШУ) композиты копировальной бумаги с насыпной плотностью менее 442,4 кг/м ³ и композиты из гофрированного картона с плотностью ниже 474,8 кг/м ³ могут считаться альтернативой коммерческому пенополиуретану той же толщины.
2. Результаты коэффициента звукопоглощения (SAC) соответствуют результатам предыдущих исследований. Звукопоглощающая способность волокнисто-пористых поглотителей с большим диаметром волокна выше. Спектры SAC композитов из гофрированного картона () были выше, чем у композитов из копировальной бумаги ().
3. NRC, средний SAC при средней () и высокой () частоте всех композитов гофрированного картона был выше, чем у композитов копировальной бумаги. Тем не менее, это не было явным различием для среднего SAC на низкой частоте () между копировальной бумагой и композитами из гофрированного картона. Таким образом, гофрированный картон является более подходящим материалом для звукопоглотителей, чем копировальная бумага с тем же содержанием целлюлозы.
4. В будущих исследованиях, возможно, стоит изучить более математический подход, поскольку математические модели эффективны для прогнозирования способности аналогичных материалов поглощать звук. Кроме того, необходимы дополнительные варианты гофрированного картона для расширения изучения этого типа волокнисто-пористого поглотителя.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают благодарность за предоставленное оборудование и приборы Факультету науки и технологий Университета Сонгкхла Раджабхат, Таиланд.

ССЫЛКИ

Аллард, К., и Аталла, Н. (2009). Распространение звука в пористых средах , 1 ^st Ed., Wiley, Hoboken, NJ. DOI: 10.1002/9780470747339

ASTM E1050 (1990). «Стандартный метод испытаний импеданса и поглощения акустических материалов с использованием трубки, двух микрофонов и системы цифрового частотного анализа», ASTM International, West Conshohocken, PA.

Асо С. и Киношита Р. (1965). «Коэффициент звукопоглощения стекловаты», Journal of Textile Machinery Society of Japan 18(11), 649-653. DOI: 10.4188/transjtmsj1965b.18.t649

Басер С.А. и Хахар Д.В. (1994). «Моделирование динамики образования вспененного полиуретана R-11», Polymer Engineering & Science 34(8), 632-641.

Карман, ПК (1935). «Поток жидкости через зернистые слои», Химические инженерные исследования и проектирование 75(1), С32-С38. DOI: 10.1016/S0263-8762(97)80003-2

Данлэп, Ф. (1914). «Плотность древесного вещества и пористость древесины», Журнал сельскохозяйственных исследований 2(6), 423-428.

Департамент окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства Соединенного Королевства (2021 г.). «Цифры, составленные по общему количеству отходов, образующихся для всей Великобритании», UK Statistics on Waste , (https://www.gov.uk/government/statistics/uk-waste-data), по состоянию на 15 марта. 2022.

ИСО 10534-2 (1998). «Акустика. Определение коэффициента звукопоглощения и импеданса в импедансных трубках. Часть 2. Метод передаточной функции», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

ИСО 11654 (1997). «Акустика. Звукопоглотители для использования в зданиях. Рейтинг звукопоглощения», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

ИСО 354 (2003 г.). «Акустика. Измерение звукопоглощения в реверберационной комнате», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария.

Малаховская, Э., Дубовик, М., Бурушевский, П., Лоевская, Й., и Пшибыш, П. (2020). «Влияние содержания лигнина в целлюлозной массе на прочность бумаги», Scientific Reports 10, статья №. 19998. DOI: 10.1038/s41598-020-77101-2

Пак С.-Х., Ли М., Сео П.-Н., Канг Э.-К. и Канг К.-В. (2020). «Акустические свойства древесноволокнистых плит, приготовленных с различной плотностью и содержанием смолы», BioResources 15(3), 5291-5304. DOI: 10.15376/biores.15.3.5291-5304

Радж, М., Фатима, С., и Тандон, Н. (2020). «Переработанные материалы как потенциальная замена синтетическим звукопоглотителям: исследование некачественных джинсовых тканей и отходов джутовых волокон», Applied Acoustics 159, статья №. 107070. DOI: 10.1016/j.apacoust.2019.107070

Табан Э., Амининасаб С., Солтани П., Берарди У., Абди Д. Д. и Самаи С. Э. (2021). «Использование волокон финиковой пальмы в качестве звукопоглощающего материала», Journal of Building Engineering 41, статья №. 102752. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102752

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) (2018 г.). «Бумага и картон: данные по материалам», EPA (https://www.