BASTA - längd basreflexrör

[PAL14]

Hej!
Försöker räkna ut längd på basreflexrör mha Basta, behöver hjälp med att fatta!

Det presenteras två olika längder i Basta: "Effective port length" och "Actual port length". I mitt fall 173mm resp 114mm. 2 st portar 70 mm diameter.
Vad menas med "Effective port length? Hur långt inklusive trattar skall röret vara?

Mvh Per Anders

[jansch]

Hej!
Försöker räkna ut längd på basreflexrör mha Basta, behöver hjälp med att fatta!

Det presenteras två olika längder i Basta: "Effective port length" och "Actual port length". I mitt fall 173mm resp 114mm. 2 st portar 70 mm diameter.
Vad menas med "Effective port length? Hur långt inklusive trattar skall röret vara?

Mvh Per Anders

En basreflexport bildar en "plugg" av luft som har en viss massa och som rör sig fram/tillbaka.
"luftpluggen" som rör sig är i praktiken längre än röret = Effective port length.
Det som är viktigt är alltså den totala massan (tyngden) av luften som rör sig.

(lite enkelt uttryckt.......)

[PAL14]

Ok, tolkar jag det rätt då att röret inklusive trattar skall vara 114mm?

[juanth]

Stämmer

[PAL14]

Tack

[Kraniet]

Ja fast det stämmer inte.
Den faktiskta rörlängden blir i praktiken ofta kortare än det som står i Basta.
Tror man kan räkna med ca 75-85% av det som är angivet som faktisk längd i basta.
Men det måste kontrolleras under byggfasen.

[PAL14]

Ok, får kontrollmäta helt enkelt. Är det det att trattarna har olika utformning som gör att man inte kan använda formel?

[Kraniet]

Ok, får kontrollmäta helt enkelt. Är det det att trattarna har olika utformning som gör att man inte kan använda formel?

Jo trattens utformning inverkar men även andra saker som inverkar, som avstånd till olika begränsningsytor tex.

[jansch]

Ok, får kontrollmäta helt enkelt. Är det det att trattarna har olika utformning som gör att man inte kan använda formel?

Strömningslära är inte att lek med......

Trattars utformning, förhållande mellan längd/diameter, ytskikten och t.ex strömningshastigheten påverkar. Idealet att laminär strömning (laminärt flöde) skapas är en utopi trots låga strömningshastigheter.
Förenklad teori i detta sammanhang gör att man i slutändan måste mäta lägsta impedans eller ännu bättre fasvinkeln för att få reda på verklig resonansfrekvens och Q-värde.

[Calleberg]

Vill man göra det enkelt för sig så letar man bara rätt på vart konutslaget har sitt minima, det är ochså portens resonansfrekvens.
Allt man behöver då är en tongeneratorapp och ett finger Man kommer enkelt träffa rätt inom +- 0,5Hz

[I-or]

Strömningslära är inte att lek med......

Trattars utformning, förhållande mellan längd/diameter, ytskikten och t.ex strömningshastigheten påverkar. Idealet att laminär strömning (laminärt flöde) skapas är en utopi trots låga strömningshastigheter.
Förenklad teori i detta sammanhang gör att man i slutändan måste mäta lägsta impedans eller ännu bättre fasvinkeln för att få reda på verklig resonansfrekvens och Q-värde.

Det skulle man kunna tro, men flödet är i princip helt laminärt upp till relativt höga strömningshastigheter eftersom de dynamiska variationerna gör det svårt för virvlar att hinna bildas innan flödet ändrar riktning. Strömningsförhållandena inne i porten beskrivs som vanligt av Reynolds tal, men det handlar här om minst en tiopotens högre värden än för normal, statisk, rörströmning innan flödet kan betraktas som turbulent. Det luriga är utloppen, där det gäller att skapa förutsättningar för bra övergångar utan flödesseparation och virvelavlösning. Här är Strouhals tal av värde för den basala analysen, men man måste FEM-optimera formen på utloppen för att komma ända fram. Man kan dock även med kantiga portavslutningar utgå ifrån att man har huvudsakligen laminär strömning upp till en strömningshastighet om ca 5-10 m/s och med optimerade egenskaper upp till ca 20-25 m/s.

Om flödet inte vore laminärt skulle distorsionen vara hög, vilket definitivt inte är fallet så länge som strömningshastigheten håller sig inom rimliga gränser. Faktum är att portdistorsionen är försvinnande låg och typiskt domineras av elementets egendistorsion trots att konförskjutningarna är mycket små runt avstämningsfrekvensen. Ett under vissa förutsättningar ganska stort problem kan dock vara det modulationsbrus som uppstår även vid låg turbulensgrad när rörresonanser exciteras, speciellt vid lite högre avstämningsfrekvenser.

Att avstämningsfrekvensen ibland inte stämmer exakt beror inte på strömningsmekaniska fenomen, utan att de praktiska akustiska förutsättningarna är något annorlunda än i det idealiserade fallet (portplacering, form, rumsinverkan m.m). Har man koll på ingående dimensioner så kan man dock vara ganska säker på att beräkningarna för portresonansfrekvensen stämmer tillräckligt väl.

[jansch]

Strömningslära är inte att lek med......

Trattars utformning, förhållande mellan längd/diameter, ytskikten och t.ex strömningshastigheten påverkar. Idealet att laminär strömning (laminärt flöde) skapas är en utopi trots låga strömningshastigheter.
Förenklad teori i detta sammanhang gör att man i slutändan måste mäta lägsta impedans eller ännu bättre fasvinkeln för att få reda på verklig resonansfrekvens och Q-värde.

Det skulle man kunna tro, men flödet är i princip helt laminärt upp till relativt höga strömningshastigheter eftersom de dynamiska variationerna gör det svårt för virvlar att hinna bildas innan flödet ändrar riktning. Strömningsförhållandena inne i porten beskrivs som vanligt av Reynolds tal, men det handlar här om minst en tiopotens högre värden än för normal, statisk, rörströmning innan flödet kan betraktas som turbulent. Det luriga är utloppen, där det gäller att skapa förutsättningar för bra övergångar utan flödesseparation och virvelavlösning. Här är Strouhals tal av värde för den basala analysen, men man måste FEM-optimera formen på utloppen för att komma ända fram. Man kan dock även med kantiga portavslutningar utgå ifrån att man har huvudsakligen laminär strömning upp till en strömningshastighet om ca 5-10 m/s och med optimerade egenskaper upp till ca 20-25 m/s.

Om flödet inte vore laminärt skulle distorsionen vara hög, vilket definitivt inte är fallet så länge som strömningshastigheten håller sig inom rimliga gränser. Faktum är att portdistorsionen är försvinnande låg och typiskt domineras av elementets egendistorsion trots att konförskjutningarna är mycket små runt avstämningsfrekvensen. Ett under vissa förutsättningar ganska stort problem kan dock vara det modulationsbrus som uppstår även vid låg turbulensgrad när rörresonanser exciteras, speciellt vid lite högre avstämningsfrekvenser.

Att avstämningsfrekvensen ibland inte stämmer exakt beror inte på strömningsmekaniska fenomen, utan att de praktiska akustiska förutsättningarna är något annorlunda än i det idealiserade fallet (portplacering, form, rumsinverkan m.m). Har man koll på ingående dimensioner så kan man dock vara ganska säker på att beräkningarna för portresonansfrekvensen stämmer tillräckligt väl.

Att upprätthålla laminär strömning i röret är givetvis inte svårt vid låga Reynoldstal vilket det förhoppingsvis är frågan om i en basreflexport, förutsatt att röret är någorlunda slätt (låg friktionsfaktor). Det säger dock inte mycket om vad som händer i området utanför röret.

Förstår dock inte varför du skriver det jag blåmarkerat , menar du att en "plan" vågfront skapas direkt i portöppningen?

[I-or]

Reynolds tal inne i porten behöver inte vara lågt eftersom flödet växlar riktning. Det räcker om det håller sig under ca 20000-100000 för att omfattande turbulens ska undvikas där för en port med normal ytråhet. Mynningarna är betydligt mer komplicerade, dock.

Det blir mycket stökigt att blanda vågrörelselära med strömningsmekanik. Då har man strömningsakustik, vilket är extremt svårmodellerat, varför man helst lämnar strömningsdelen utanför det hela så långt som möjligt. Som tur är fungerar detta väl för basreflexportar upp till höga ljudtrycksnivåer. Detta betyder att man om man har god kontroll på i konstruktionen ingående dimensioner, inklusive varierande porttvärsnittsdito, kommer att erhålla en mycket god uppskattning för portresonansfrekvensen även med den gängse förenklade teorin.

Direkt utanför portmynningen har man i stort sett bara normal halvsfärisk vågutbredning för en källa som uppträder som en ideal cirkulär kolv med en omkrets som är mindre än våglängden (gäller upp till höga ljudtrycksnivåer).

Man kan försumma gränsskikt, turbulens och annat som är strömningsrelaterat ända upp till strömnings-/partikelhastigheter om i runda slängar 10 m/s och ofta mer ändå. Den som vill bygga en basreflexhögtalare behöver alltså inte nödvändigtvis krångla till det, utan kan bara tota ihop en någorlunda vettig port. Man måste dock hålla i minnet att tvärsnittsarean i porten ökar vid trattarna och ta hänsyn till detta genom att öka den totala längden något. Normala trattar har dock inte en helt optimal form även om de är betydligt bättre än skarpa kanter.

Om man verkligen vill optimera portegenskaperna måste man se till att ha en noga formad övergång till baffeln. Nedan syns en sådan form för en slitsport, där strömningshastigheten är beräknad via FEM (enligt Bezzolas metod https://www.comsol.com/paper/download/679311/bezzola_paper.pdf). De mycket jämna formerna för de konstanta hastighetskonturerna visar att denna portform kräver extrema strömningshastigheter för att generera roterande flöde, d.v.s. turbulens. Man ser tydligt hur flödet accelereras något längs de krökta begränsningsytorna i porten för att övergå i ett jämnt snyggt förlopp utanför portmynningen.

tokopt.png (54.21 KiB) Visad 1624 gånger