Valfri gas i slutna lådor?

[ChristianAndersson]

Fyller man högtalaren med Helium blir rösterna väldigt ljusa...

Ur det perspektiv vi diskuterar nu vore det dåligt med helium, man skulle behöva en större låda. Men om man tittar på de stående vågor som bildas inuti lådan så skulle det faktiskt vara bra, resonanserna skulle flyttas uppåt i frekvens, många av de problem man har med stora lådor skulle bli mindre.

Ädelgasen Xenon med densitet på 5.9 borde kunna vara miljövänligare alternativ om något dyrt.

JM

Är helium miljöproblematisk?

Wickipedia igen;
Framställning [redigera]

Helium framställs ur heliumrik naturgas som främst finns i USA. Man framställer det genom fraktionerad destillation av naturgasen. Heliumet har troligen bildats genom alfastrålning från jordens kärna, alfastrålningen värmer också upp jordens inre kärna så den håller sig flytande. I takt med naturgasens användning som bränsle, utan något som helst avseende vid dess stora värde som råvara för heliumutvinning, går världens heliumtillgångar i snabb takt förlorade. USA:s heliumreserv beräknas exempelvis ta slut före år 2016.[1]

Vad skulle en heliumballong kosta om man tog hänsyn till bristsituationen?

[IngOehman]

Fyller man högtalaren med Helium blir rösterna väldigt ljusa...

På skoj tar jag det på allvar.

Fast jag gör det förstås på ett allvarligt sätt.

- - -

Det är lätt att tro att det blir på det viset, i synnerhet om man har provat
att andas in helium och talat, och inte är insatt i hur fysiken kommer in för
de olika beteendena.

Men flera saker är vilseledande.

1. Definitionen på "ljus röst" är inte entydig. Men för det mesta menar man
nog att grundtonen ligger högre upp, det vill säga att kvinnor och barn och
Michael Jackson har ljusare röster än de flesta män. Röstens tonläge alltså.

2. Men grundtonernas läga påverkas inte nämnvärt av att andas helium, så
rösten får inte ett ljusare tonläge (vilket kan vara svårt att höra för den som
inte är alldeles insatt i vad som bygger upp olika röstljud).
Det som händer är att resonanssystemen som formar röstklangen (forman-
terna) blir förskjutna i frekvens, och det ger en förändring av rösten som
snarare motsvarar att man har kortare strupe och mindre munhåla än att
stämbanden påverkats att vibrera snabbare.
Men kan säga samma sak som att en man som andas helium och sen talar,
snarare låter som en äkta dvärg än som en kvinna.

3. En högtalares sätt att skapa ljud utgår inte alls ifrån samma sorts "indata"
som en röst som talas använder. Röstens (inräknar nervsystem och muskler
som används) insignal är hjärnans ambition av vad man vill säga i kombination
med den övertonsrika signal (lite sågtandslik, om man är generös) som skap-
as av stämbanden. Så att tala är en kombination mellan att styra stämbanden
och att styra modulationen av de ljud som de skapar.
Och när man manipulerar överföringsfunktionen så påverkas resultatet. Det
sker dessutom i sådan grad att man inte kan kompensera med de verktyg
som står till buds (man kan inte förlänga sin strupe nämnvärt med några
muskler) utan rösten ändras vare sig man vill eller inte. Och med det ändras
även vågformerna som skapas.
En högtalares insignal är SJÄLVA VÅGFORMEN, så den skapar i normalfallet
inte några övertonsprodukter av betydelse. Det finns ett undantag och det
är just basresonansen, i både "elementet i lådan" och för en eventuell bas-
reflexlåda. Men flyttas dessa så påverkar det inte röstområdet nämnvärt och
även om avstämningen är väldigt hög så flyttas inga spektrala produkter utan
de bara vägs annorlunda. Och för att man skall få en signifikant påverkan av
ett basreflexsystem så behöver dessutom gasen läcka ut ur lådan så den även
fyller basreflexröret. Masspåverkan (om så skulle ske) blir nämligen mycket
större än förändringen i fjädring beroende av gasen.


Vh, iö

[rikkitikkitavi]

Fyller man högtalaren med Helium blir rösterna väldigt ljusa...

Ur det perspektiv vi diskuterar nu vore det dåligt med helium, man skulle behöva en större låda. Men om man tittar på de stående vågor som bildas inuti lådan så skulle det faktiskt vara bra, resonanserna skulle flyttas uppåt i frekvens, många av de problem man har med stora lådor skulle bli mindre.

Ädelgasen Xenon med densitet på 5.9 borde kunna vara miljövänligare alternativ om något dyrt.

JM

Är helium miljöproblematisk?

Wickipedia igen;
Framställning [redigera]

Helium framställs ur heliumrik naturgas som främst finns i USA. Man framställer det genom fraktionerad destillation av naturgasen. Heliumet har troligen bildats genom alfastrålning från jordens kärna, alfastrålningen värmer också upp jordens inre kärna så den håller sig flytande. I takt med naturgasens användning som bränsle, utan något som helst avseende vid dess stora värde som råvara för heliumutvinning, går världens heliumtillgångar i snabb takt förlorade. USA:s heliumreserv beräknas exempelvis ta slut före år 2016.[1]

Vad skulle en heliumballong kosta om man tog hänsyn till bristsituationen?

jag är väldigt tveksam till att man bara låter heliumet förfaras. För att öht kunna separera ut icke önskvärda gaser ur naturgasen (som är en varierande blandning beroende på lokal) och även garantera värmevärdet måste man destillera denna. Heliumet kommer då aldrig kondenseras utan måste dras av i toppen på desttornet som inertgas via ett gaspumpsystem, och det är lätt att kyla denna för att "torka" heliumet och sedan komprimera detta istället för att bara släppa den rakt ut.

det som nämns är det jättelager av helium som finns i berggrunden. det är helium producerat från den tid då det var en strategiskt viktig gas (luftskepp, ballonger) fram till nyligen.
detta lager håller på att tömmas enligt kongressbeslut. det finns forftarande enorma mängder helium i naturgas som ej är extraherad.

men viktigt är att helium som släpps ut i atmosfären sprids snabbt och drar uppåt och förmodligen lämnar densamma så småningom i hög utsträckning via solvinden. därför är halten väldigt låg i vår atmosfär.

för att gå on topic: intressant inlägg av Iö.

[Zeeall]

knuffelipuff:

http://appleinsider.com/articles/14/07/ ... ker-design

[Perfector]

Jag lurar på nitrogen, dvs kväve.
Större molekyler än syre vilket i bildäck gör att det inte sipprar ut lika lätt.
Frågan blir då om kväve kan komprimeras bättre med större återstuds än andra gaser eller om det finns ga som har större molekyler än kväve.

[paa]

Gäller inte allmänna gaslagen för alla gaser, så länge man inte komprimerar så mycket att man närmar sig kondensation eller liknande?
Vilket borde betyda att det inte blir någon skillnad alls i praktiken.

[IngOehman]

Mnjae... Det finns faktiskt några saker som kan påverka beteendet, även bortsett ifrån den potentiella kondensationseffekten som du nämner (som mycket dramatiskt kan ändra egenskaperna för kavitetens fjädring).

En är att olika gaser har olika densitet vid ett givet tryck, vilket påverkar gasens dynamiska egenskaper (de adiabatiska egenskaperna) - läs kompressionskonstanten. När man trycker ihop en mängd gas så den får samsas på en mindre volym är från början så kommer den att öka i temperatur, vilket är en del av det som ger ett ökat tryck. Och ju tyngre gasen är, desto mindre blir temperaturökningen. Tillförd kompressionsenergi omvandlas till potentiell energi samt termisk energi. Ju större andel som hamnar som sistnämnda desto mjukar fjädrar gasen.

Men det sagt är effekten liten jämfört med det man får av eventuellt isotermiserande av dämpmaterialet.

Allt det ovanstående skrivet långt, långt efter att jag på allvar experimenterade lite med olika gaser i lådan, och var bättre uppdaterad på ämnet. Därför kanske jag borde förnya kunskaperna. Jag kan möjligen vara fel ute.


Vh, iö

[Svante]

Gäller inte allmänna gaslagen för alla gaser, så länge man inte komprimerar så mycket att man närmar sig kondensation eller liknande?
Vilket borde betyda att det inte blir någon skillnad alls i praktiken.

pV=nRT skulle betyda att pV är konstant om temperaturen vore konstant, men eftersom temperaturen stiger olika mycket vid kompression för olika gaser så blir också tryckökningen vid volymminskning beroende av gas.

[paa]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

[IngOehman]

Typ så, tror jag.

Om man inte laborerar med mera extrema lösningar, som t ex påsar med kondenseranade gaser...

Det blir lite som gasvärldens motsvarighet till SD-foten.


Vh, iö

[Svante]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

[IngOehman]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Nej?


Menar du inte snarare:

"Ja, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression. Och eftersom normala högtalare är mer eller mindre fyllda med isotermiserade material så kommer gasen precis som Ingvar skriver att ha rätt så liten betydelse för luftfjädringen i lådan.

Vh, LåtsasSvante"



Eller något liknande?


Vh, iö

[JM]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Beranek räknar på adiabatic kompression i slutna högtalare i sin senaste (sista) bok från 2012 Acoustics.... sidan 24, till skillnad från sin bok 1954, och drar slutsatsen att cykelpumpseffekten, värmeutväxlingen, är försumbar vid hörbara frekvenser.

JM

[JM]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Beranek räknar på adiabatic kompression i slutna högtalare i sin senaste (sista) bok från 2012 Acustics.... sidan 24 och drar slutsatsen att cykelpumpseffekten, värmeutväxlingen, är försumbar vid hörbara frekvenser.
http://www.amazon.com/Acoustics-Transdu ... 0123914213

JM

[paa]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Beranek räknar på adiabatic kompression i slutna högtalare i sin senaste (sista) bok från 2012 Acustics.... sidan 24 och drar slutsatsen att cykelpumpseffekten, värmeutväxlingen, är försumbar vid hörbara frekvenser.

JM

Menar han, eller menar du, att dämpmaterial i högtalarlådan inte påverkar "värmeutväxlingen", som du kallar det?

[JM]

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Beranek räknar på adiabatic kompression i slutna högtalare i sin senaste (sista) bok från 2012 Acustics.... sidan 24 och drar slutsatsen att cykelpumpseffekten, värmeutväxlingen, är försumbar vid hörbara frekvenser.

JM

Menar han, eller menar du, att dämpmaterial i högtalarlådan inte påverkar "värmeutväxlingen", som du kallar det?

Nej. Men under de förutsättningar Beranek specificerar är värmeutväxlingen försumbar. Läs.
http://www.amazon.com/Acoustics-Transdu ... 0123914213 s 24

[JM]

Misstänker att värmeutvecklingen i elektrodynamiska högtalarspolar har betydligt större inverkan än cykelpumpseffekten.

Är det så att i o runt en sluten högtalare där du höjer temperaturen till det dubbla så ökar du densiteten på luften i högtalaren och därmed sänker du resonansfrekvensen för högtalarelementet?

JM

[Svante]

Misstänker att värmeutvecklingen i elektrodynamiska högtalarspolar har betydligt större inverkan än cykelpumpseffekten.

Är det så att i o runt en sluten högtalare där du höjer temperaturen till det dubbla så ökar du densiteten på luften i högtalaren och därmed sänker du resonansfrekvensen för högtalarelementet?

JM

Det är två helt olika saker. Luft som komprimeras utan närvaro av isotermiserande material blir varmare, och det sker när konen åker inåt i lådan. Den ökade temperaturen ger ett högre mottryck och lådan verkar en aning mindre än om luften hade hållits vid en konstant temperatur. När konen åker ut ur lådan sjunker i stället temperaturen, och det bildas ett större undertryck i lådan och lådan verkar en aning mindre än om luften hade hållits vid en konstant temperatur. Temperaturen i luften oscillerar alltså om man har adiabatisk kompression.

Skillnaden mellan adiabatisk och isoterm kompression motsvarar en faktor 1,4, alltså lådans volym kan delas med 1,4 om man isotermiserar den.

Effekten som utvecklas i en talspole kan höja temperaturen i lådan men ger inte de oscillationer som ljudet ger och påverkar därmed inte den skenbara lådvolymen på samma sätt. Om det blir varmt (statiskt) i högtalarlådan pyser det ut luft och densiteten för luften sjunker. Det påverkar dock inte den akustiska kapacitansen, eller den skenbara lådvolymen.

[Svante]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Beranek räknar på adiabatic kompression i slutna högtalare i sin senaste (sista) bok från 2012 Acoustics.... sidan 24, till skillnad från sin bok 1954, och drar slutsatsen att cykelpumpseffekten, värmeutväxlingen, är försumbar vid hörbara frekvenser.

JM

Jag försökter titta, men fick inte titta på s 24 (de plockar visst slumpvis bort sidor för att man ska köpa boken. (Vilket jag fö borde göra, Beranek är ju en kändis och han lever trots att han är född 1914 (!).

Hursomhelst så skulle jag tro att det står något i stil med att "The heat exchange is negiglibilible (det där ordet är omöjligt att stava) at audio frequencies", men det gäller då en tom låda. Fylle man den med nåt fluff så blir det värmeutbyte med fluffet.

[IngOehman]

Så allmänna gaslagen gäller bara för isotermisk kompression?
Men det är väl som iö skriver att med isotermiserande fyllmaterial så har man nästan inget att vinna med exotiska gaser i lådan?

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Beranek räknar på adiabatic kompression i slutna högtalare i sin senaste (sista) bok från 2012 Acoustics.... sidan 24, till skillnad från sin bok 1954, och drar slutsatsen att cykelpumpseffekten, värmeutväxlingen, är försumbar vid hörbara frekvenser.

JM

Den som drar den slutsatsen (om du nu verkligen är han som gör det, eller om det är du som gör det från det du läser) är helt ute och cyklar.

Är dock inte helt bekant med begreppen "värmeutväxlingen" och "cykelpumpseffekten". Jag gissar att du med cykelpumpseffekten menar att en cykelpump blir varm? Kanske menar du att det sker en värmeväxling till ett isotermiserande material när du skriver värmeutväxling?

Bättre hur som helst att använda de riktiga begreppen om man skall diskutera effekterna.

- - -

Oavsett vilket är det som händer i en cykelpump rätt så likt adiabatiska förhållande. Och i det korta tidsförlopp (som motsvarar arbetsförhållandena i en högtalare) så förloras inte mycket energi ut i cykelpumpens hölje. Till skillnad från en högtalare så har dock en cykelpump en ventil som gör att den bara trycker men inte suger, så även om pumphandtaget rörs sinusformigt så kommer det inre av pumpen bara att uppvisa tryckstegringarna, och i det långa loppet så kommer den heta luften som skapas vid varje pumpning att värma höljet.

- - -

Hur som helt är det på så vis att man i en isotermiserad låda i verkligheten får en KLART förändrad dynamisk fjädring jämför med den adiabatiska fjädringen i samma låda (och det gäller absolut för frekvenser som hörs, hela basområdet faktiskt). Den som inte vet det har saker att lära sig. Och det skall man ju inte vara ledsen över.

Ju mer man missförstått desto mera kan man olära sig och ersätta med riktig kunskap. Och det är ju bra om man har förstånd att välja den vägen.


Vh, iö

[PappaBas]

Hmm skumplast blåst med någon lämplig gas? Skulle det finnas något att vinna där?

[IngOehman]

Nej.


Vh, iö

[JM]

Nej, allmänna gaslagen beskriver sambandet mellan tryck, volym OCH temperatur, men den beskriver inte hur temperaturen ändras vid adiabatisk kompression.

Beranek räknar på adiabatic kompression i slutna högtalare i sin senaste (sista) bok från 2012 Acoustics.... sidan 24, till skillnad från sin bok 1954, och drar slutsatsen att cykelpumpseffekten, värmeutväxlingen, är försumbar vid hörbara frekvenser.

JM

Jag försökter titta, men fick inte titta på s 24 (de plockar visst slumpvis bort sidor för att man ska köpa boken. (Vilket jag fö borde göra, Beranek är ju en kändis och han lever trots att han är född 1914 (!).

Hursomhelst så skulle jag tro att det står något i stil med att "The heat exchange is negiglibilible (det där ordet är omöjligt att stava) at audio frequencies", men det gäller då en tom låda. Fylle man den med nåt fluff så blir det värmeutbyte med fluffet.

Gör som jag - köp boken! Han har anpassat sitt generella tänkande till mycket av vad som hänt efter 1954.



JM

[IngOehman]

Om det finns ett stycke i boken som du vill att vi skall kommentera, kan du inte berätta vad som står där då?

En länk till ett ställe där texten du åsyftar inte går att se är ju inte så meningsfullt.

Om du berättar vad det står ord för ord, så blir det lättare att kommentera det direkt. Nu har vi bara det du själv skrev att utgå ifrån, och det du skrev stämmer inte. Isotermisering påverkar väldigt påtagligt inom det hörbara området. Speciellt i basområdet.


Vh, iö

[WhereNextColumbus]

Jag inser att detta är ett missbruk av forumet, men jag passar på att kapa lite här när tråden ändå verkar röra sig lite OT. Ber om ursäkt på förväg.
Eftersom det dillas lite böcker och gamla gubbar; någon som har något tips på bra böcker som tar vid där gymnasieskolans fysik slutar, inom området akustik och elektroakustik och sådant som kan vara av intresse om man vill ta ett steg in i djupare förståelse för sånt som faktiskt kretsar runt? Helst något man kan hitta på kårbokhandeln på KTH då jag går tekniskt basar där. Till hösten blir det civ. Ing men det lutar åt datateknik, så då blir det inte mkt fysik öht tyvärr. Kan dock bli elektro också. Nog om det.

[Svante]

Jag inser att detta är ett missbruk av forumet, men jag passar på att kapa lite här när tråden ändå verkar röra sig lite OT. Ber om ursäkt på förväg.
Eftersom det dillas lite böcker och gamla gubbar; någon som har något tips på bra böcker som tar vid där gymnasieskolans fysik slutar, inom området akustik och elektroakustik och sådant som kan vara av intresse om man vill ta ett steg in i djupare förståelse för sånt som faktiskt kretsar runt? Helst något man kan hitta på kårbokhandeln på KTH då jag går tekniskt basar där. Till hösten blir det civ. Ing men det lutar åt datateknik, så då blir det inte mkt fysik öht tyvärr. Kan dock bli elektro också. Nog om det.

Då ska du knalla över gården upp till TMH (mittemot sing-sing), de har fortfarande kvar några ex av elak-kompendiet.

[WhereNextColumbus]

OK, toppen! TMH alltså. Ska se om jag vågar. Stora läskiga universitetet. Med 30åringen här som springer med väskan fylld med gymnasieböcker Du råkar inte veta vad kompendiet kostar?

[Svante]

En kvalificerad gissning är 300:-

[petersteindl]

Fyller man högtalarna med lustgas så låter allt mycket roligare

[Svante]

Lustigkurre där...