Rund port vs slitsport

[AndersD]

Inspirerad av denna fantastiska tråd började jag räkna lite på skillnaden mellan runda portar och slitsportar.

Slitsporten är ju (enligt vad jag får fram) oerhört mycket "effektivare" (något som Isidor också nämner i den länkade tråden), konstigt att den inte används mer!

(För den som inte är bekant med Reynolds tal: Detta dimensionslösa tal är ett mått på hur mycket turbulens som skapas i ett flöde, i förlängningen innebär det högre mottryck och en sämre fungerande port)

Första diagrammet visar Reynolds tal som funktion av lufthastigheten vid olika portdiametrar. Slitsporten i diagrammet har samma portarea som en rund port med 100mm diameter.

För mig var det ganska förvånande hur stor skillnad diametern gör, mindre portar "tåler" betydligt högre hastigheter åtminstone om man betraktar Reynolds tal. Notera slitsporten som nästan "tåler" samma hastighet som en rund port med 50mm diameter, detta trots att portarean motsvarar en med 100mm i diameter. (edit: eller rättare sagt, den tåler högre hastighet än en 50mm rund port)





I tråden som jag länkade till i början av inlägget nämner "Isidor" att ett Reynolds tal om 50000 kan "allmänt accepteras" innan distorsionen börjar göra sig gällande (>5%).

...Efter att ha granskat en del experimentella arbeten och räknat om data tycks det vara så att man ofta kan acceptera Reynolds tal upp mot 50000 (svarande mot ca 10 m/s för en portdiameter om 100 mm) innan turbulensgenererad distorsion blir svår (> 5%)....

Hur ser det då ut om man jämför olika portar vid ett Renolds tal som motsvarar just detta?
Jag har valt att rita upp (max)hastigheten som funktion av portdiameter. Slitsporten i diagrammet har en yta som motsvarar ett runt rör med x-axelns diameter. (Längd/bredd-förhållandet på slitsen är i detta fallet ca 12.6)



Skillnaden är påfallande, eller hur?

Nu är ju inte detta hela sanningen då jag enbart räknat på röret/slisen. Rundade kanter vid mynningarna mm är kanske lite knivigare att få till med en slitsport så en rund port kanske är att föredra i vissa lägen. Skillnaden är dock såpass stor att jag själv kommer att testa mycket mer med slitsportar, om inte annat går det att få till en betydligt snyggare lösning och ibland är ju det också viktigt.

Vidare tycker jag att detta definitivt belyser det faktum att tumregler gällande maxhastighet i portar kan bli hur missvisande som helst. Nu är iofs Reynolds tal satt till 50 000 som en tumregel i exemplet ovan men det känns ändå som detta är bättre verklighetsförankrat än hastigheter tagna ur luften.

Ni som har erfarenhet av slitsportar i praktiken, tycker ni att ovanstående stämmer överens med verkligheten? Har försökt hitta info på nätet men inte lyckats hitta rena jämförelser mellan runda och slitsportar, åtminstone inte med bra och relevant information.



Har försökt hålla tungan rätt i mun vid både räknandet o tänkandet men lämnar inga garantier.

/Anders

[celef]

jag måste få fråga och helt utan sura miner: är dom faktiska problemen med runda rör så påtagliga att den ökade byggkomplexiteten med slitsen övervinner det så enkla runda röret?

jag tycker slitsade portar ser coola och slitsade portar skulle vara betydligt vanligare om mina slitsportar/rör nångång kom i produktion

[AndersD]

jag måste få fråga och helt utan sura miner: är dom faktiska problemen med runda rör så påtagliga att den ökade byggkomplexiteten med slitsen övervinner det så enkla runda röret?...

Formuleringen är kanske lite diffus och annorlunda men i sista stycket har jag ungefär samma frågeställning.

Men, jag har inte vetat om den "kapacitetsskillnad" principerna emellan tidigare och då har komplexiteten i byggandet gjort att runda portar varit att föredra.

[Aerob]

jag tycker slitsade portar ser coola och slitsade portar skulle vara betydligt vanligare om mina slitsportar/rör nångång kom i produktion

Jag tänkte just tanken varför det inte säljs färdiga slitsar som bara kunde tryckas
ner i ett rektangulärt hål i en låda, ska jag tolka din kommentar som att du håller
på att sätta igång produktion av detta? Skitbra i så fall. Jag kan bli din första kund.

[celef]

nej, jag larvade mig bara, men tanken har funnits där i flera år, å många fler bra idéer har jag, men jag är oerhört usel på att få något gjort, någon entreprenörsande är jag då inte, tyvärr

[Kraniet]

tror det mest handlar om okuskap varför slitsporten inte används mer. Det och att rund port är det som används traditionellt.

Nackdelen med slitsen kan vara att den ger lite större motstånd om den blir för platt. Vilket blir lite motsatsförhållande eftersom slitsen fungerar bättre(mindre turbulens) ju bredare och tunnare den är.

[Richard]

tror det mest handlar om okuskap varför slitsporten inte används mer. Det och att rund port är det som används traditionellt.

Nackdelen med slitsen kan vara att den ger lite större motstånd om den blir för platt. Vilket blir lite motsatsförhållande eftersom slitsen fungerar bättre(mindre turbulens) ju bredare och tunnare den är.

Jag tror det också upplevs som mera komplicerat att bygga en slitsport...

[Ragnwald]

Paa har funderat över detta tidigare.


Länk.

[petersteindl]

En gång i tiden ingick strömningslära i schemat på KTH. Det var ett förskräckligt ämne, med en hemsk bok som var på engelska Jag var urusel i ämnet men jag minns en del saker och det är lite angående laminär strömning och dysor. Jag minns Lavalmunstycken och venturirör och Bernoulli Luft är komprimerbart medans vätska är det inte vilket innebär att det är olika ekvationer som används om jag inte minns fel.

Om strömningsläran är applicerbar på basreflexrör så borde det vara lätt som en plätt att utforma optimala basreflexrör för den som är kunnig i strömningslära. Det borde finnas vanliga simuleringsprogram som behandlar luftflöden i kanaler eller rör eller vad man kallar det för.

MvH
Peter

[AndersD]

Japp, eller så bygger man lite i Excel

Problematiken för en amatör som mig är att veta vad som är OK eller inte. Tryckfallet går ju att räkna ut relativt (nåja) enkelt men vad är acceptabla siffror?

Att "koppla" detta till audio ligger utanför mitt område!

Ingen som har nån fina tumregler för hur man ska sätta gränser för acceptabla tryckfall?

[paa]

Om strömningsläran är applicerbar på basreflexrör så borde det vara lätt som en plätt att utforma optimala basreflexrör för den som är kunnig i strömningslära.
MvH
Peter

Två av problemen är
1. Att det strömmar luft åt båda hållen i en basport, och ändarna borde se helt olika ut för att vara optimala när luften går in i röret eller ut i röret, och det måste alltså göras en kompromiss.
På ingångssidan vill man ha så stor ändradie som möjligt men på utgångssidan är det mycket bättre med en mindre radie, kombinerat med en konisk vinkel från halva portlängden, ungefär som ett raketmunstycke. (Obs att detta inte handlar om in- och utsidan på porten utan om båda ändarna omväxlande.)
2. Att den optimala formen är helt olika när inte turbulens bildas mot när det ändå blir turbulens. Eftersom nivåerna på ljud kan variera så enormt mycket så måste man ta hänsyn till båda fallen.
Under gränsen för turbulensen vill man ha stora ändradier som skapar lite brus och över turbulensgränsen vill man ha mindre ändradier för att inte avlösningsvirvlarna ska bli så stora så dom blockerar porten.

Roozen i Holland har gjort studier på dessa saker, vilket jag skrivit om i tråden som länkades till ovan. Det handlade då om runda tvärsnitt, men problematiken vid ändradierna blir ju samma för slitsportar, även om dom generellt är gynnsammare.
Största problemen uppstår vid ändarna, därför är den böjda slitsporten så gynnsam, för den ger lägre hastighet på luften i ändarna.

[petersteindl]

Om strömningsläran är applicerbar på basreflexrör så borde det vara lätt som en plätt att utforma optimala basreflexrör för den som är kunnig i strömningslära.
MvH
Peter

Två av problemen är
1. Att det strömmar luft åt båda hållen i en basport, och ändarna borde se helt olika ut för att vara optimala när luften går in i röret eller ut i röret, och det måste alltså göras en kompromiss.
På ingångssidan vill man ha så stor ändradie som möjligt men på utgångssidan är det mycket bättre med en mindre radie, kombinerat med en konisk vinkel från halva portlängden, ungefär som ett raketmunstycke. (Obs att detta inte handlar om in- och utsidan på porten utan om båda ändarna omväxlande.)
2. Att den optimala formen är helt olika när inte turbulens bildas mot när det ändå blir turbulens. Eftersom nivåerna på ljud kan variera så enormt mycket så måste man ta hänsyn till båda fallen.
Under gränsen för turbulensen vill man ha stora ändradier som skapar lite brus och över turbulensgränsen vill man ha mindre ändradier för att inte avlösningsvirvlarna ska bli så stora så dom blockerar porten.

Roozen i Holland har gjort studier på dessa saker, vilket jag skrivit om i tråden som länkades till ovan. Det handlade då om runda tvärsnitt, men problematiken vid ändradierna blir ju samma för slitsportar, även om dom generellt är gynnsammare.
Största problemen uppstår vid ändarna, därför är den böjda slitsporten så gynnsam, för den ger lägre hastighet på luften i ändarna.

Jag tänker så här. Vid lamär strömning av luft i rör där det handlar om ljudvågor så förflyttas luftmolekylerna in och ut ur röret i varsin ände av röret och det är samma luftmolekyler som transporteras in och ut. De luftmolekyler som förflyttas ut bidrar till tryckfall i röret på grund av det tomrum de lämnar efter sig och i nästa skede fylls det på med luftmolekyler och det är samma luftmolekyler som förflyttas tillbaks d v s luftmolekylerna förflyttas runt sitt viloläge.

Vid turbulens är förhållandet lite annorlunda. Då är det inte samma luftmolekyler som förflyttas tillbaks in i röret som de som har förflyttats ut ur luftröret. Det betyder att luftmolekyler byter plats och en sådan process sker inte ostraffat.

Nu är frågan den, om det vore varsin tratt (radie) på in och ut i röret som har samma volym som röret i sig så kanske det fanns en möjlighet att samma luftmolekyler rörde sig ut och in i basreflexröret. Då blir det inga luftmolekyler som byter plats. Dessutom tror jag att det skall vara en form av avsmalning mitt på röret för minimala förluster.

Hursomhelst tror jag att sista bladet vad gäller basreflexrör inte är skrivet ännu.

MvH
Peter

[Svante]

Jag håller med om förstainlägget, men vill försiktigt påpeka att det behandlar endast det som händer inuti röret. Utanför röret får man också problem, och jag har inte riktigt koll på vad som händer där och vad skillnaden mellan porttyperna är.

Turbulens inuti röret är ett problem, men hur stort problemet är jämfört med turbulensproblemen utanför lådan vet jag inte. Kanske är Reynold i röret bara marginellt viktigt jämfört med helheten, eller så spelar han stor roll.

Jag vet faktiskt inte.

Det vore roligt med regelrätta mätningar av dist och brusljud.

[Naqref]

tror det mest handlar om okuskap varför slitsporten inte används mer. Det och att rund port är det som används traditionellt.

Nackdelen med slitsen kan vara att den ger lite större motstånd om den blir för platt. Vilket blir lite motsatsförhållande eftersom slitsen fungerar bättre(mindre turbulens) ju bredare och tunnare den är.

Jag tror det också upplevs som mera komplicerat att bygga en slitsport...

Inte svårare än att bygga en rätsblockslåda. Och det kan ju knappast någon högtalarfabrikant.

Problemen är nog mer att det inte upplevs som ett problem med en rund port och då väljer man den enklaste lösningen.

Till Larsen 4, 6 och ena porten i 8an så kör vi faktiskt med triangulära portar. Beroende på hur de görs så kan man få snarlika fördelar som för en slitsport. Porten i Peters ägg är ungefärligt triangelformad också.

[paa]

Jag vidhåller att största problemen uppstår vid ändarna och att det är en bra utgångspunkt att hålla ner tvärsnittet i mitten och öka det vid ändarna, som den böjda slitsporten eller Phon-tratten.
TAD t.ex har en slitsport som är böjd i sidled.





Även Genelec har gjort en port som är smalare på mitten, och i deras fall är integrerad med höljet, här med baksidan av lådan borttagen:

[phon]

Kan man tänka att röret borde vara assymetriskt på något sätt för att t.ex. (ljud-)trycket är olika i lådan resp utanför? Eller av andra skäl, olika miljö inne i lådan mot utanför. Genelec-röret härovan verkar vara något osymmetriskt.

Det byggs ibland, vid olika designer av port, upp skillnadstryck i lådan mot utanför, som offsettar konen när man spelar, vilket kan ge dist, eller möjligen motverka dist från ett osymmetriskt element. Det kan uppstå ett DC-flöde av luft i porten. Bör man tänka på sånt vid portutformning? Bör man tänka på sånt vid elementutformning?

Stora radier eller olämplig konicitet kan göra att avstämningen åker uppåt i frekvens vid höga nivåer, avlösningen "klättrar" inåt i porten. Hur mycket klättring är optimalt, om någon, och klättrar det olika på insidan resp utsidan? Är olika utformning på in- resp utsida bra?

Bara lite bruttotankar om symmetri så här på eftermiddagen.

[AndersD]

Jag vidhåller att största problemen uppstår vid ändarna och att det är en bra utgångspunkt att hålla ner tvärsnittet i mitten och öka det vid ändarna, som den böjda slitsporten eller Phon-tratten.

Låter rimligt!

Inuti slitsporten går det att hålla turbulensen i schack genom att låta den hydrauliska diametern vara liten (stort L/B-förhållande). Låter man dessutom tvärsnittsarean vara mindre i delar av porten ökar man ju på "hastighetståligheten" utan att Reynolds tal ökar.

Problemen börjar när vi närmar oss mynningen då förutsättningarna förändras radikalt. Mynningens utformning borde vara helt avgörande. Kan man utforma en tratt som håller konstant hydraulisk diameter oavsett var i tratten man befinner sig (eller åtminstone ökar i proportion med hastighetsminskningen så man håller Reynold konstant) borde mycket vara vunnit.

Men det finns förmodligen femtioelva andra parametrar som ställer till det istället

edit: stavfel

[Harryup]

Röret till t.ex. piP är koniskt åt ett håll.


Bara lite bruttotankar om symmetri så här på eftermiddagen.

Nu blev jag mer än lite imponerad av klurigheterna bakom piP.
Hur är röret utformat i andra riktningen? Helt rakt?

Mvh/Harryup

[phon]

[celef]

har inte pip två koniska rör som är instoppade i varandra och vid skarven bildas en midja?

[Ragnwald]

Var nog en liten kompromiss, för att få tillräcklig längd. Nya piP har det inte, vad jag läst.

[celef]

åh-hå, visste inte att det fanns en ny pip

[Kraniet]

Jag vidhåller att största problemen uppstår vid ändarna och att det är en bra utgångspunkt att hålla ner tvärsnittet i mitten och öka det vid ändarna, som den böjda slitsporten eller Phon-tratten.
TAD t.ex har en slitsport som är böjd i sidled.

Men bäst är väl fortfarande att den är böjd i höjdled.
En rolig grej med en slitsport är att man lätt kan överdimensionera den och därför slippa mycket av det turbulenta flödet.
Isidor nämner väl det nånstans att även fast slitsporten överstyr fortare så kommer den ha svårare att göra det och håller sig linjär längre. Så den fula överstyrningen blir priset för att få en port som inte överstyr lika tidigt.
Omvänt så betyder det att man kan gå ner i storlek med bibehållen överstyrningskapacitet. Det är ju i det fallet som det blir som mest intressant att kolla på böjda portar och olika ändradier.

[Harryup]

Har TAD drivers och köpte ett par original TAD trähorn nyligen. TAD ändrar diametern på halsen inte bara stadigt horn-ökande utan man har midja omväxlande på halsen vågrätt och vertikalt men som sagt inte samtidigt.
Tittar man på ett annat horn dom gjort hade dom en liten helmholtzresonator i halsen för att motverka dist.
Kanske dom är en firma så brukar ha ganska stor tur då dom tänker och inte drar sig för att komma med lite extra energi för att göra lösningarna så bra det går enligt dom.

mvh/Harryup

[AndersD]

Men bäst är väl fortfarande att den är böjd i höjdled.....

Håller med!

Av bilderna som "Ragnwald" postade tidigare så skulle jag helt klart föredra nr. ett. Bild nr två trycker ihop porten mot det "kvadratiska" hållet (och därmed mot ett mer cirkulärt tvärsnitt jmf med en ren slitsport), man vinner inget på detta.......åtminstone inte om man litar på teorierna!

[paa]

Nu har SEAS kommit med en ny lådritning där det är en slitsport som är bara 6 mm hög!
Litet element visserligen, men intressant ändå att man gått ner så långt.

http://seas.no/images/stories/prestige/ ... ppNote.pdf

[phon]

Kul liten Seas-högtalare. Borde gå att få till den lite bättre med andra kantreflexer. Liknar mina miniGuru lite grann.

[DQ-20]

Jag håller med om förstainlägget, men vill försiktigt påpeka att det behandlar endast det som händer inuti röret. Utanför röret får man också problem, och jag har inte riktigt koll på vad som händer där och vad skillnaden mellan porttyperna är.

Turbulens inuti röret är ett problem, men hur stort problemet är jämfört med turbulensproblemen utanför lådan vet jag inte. Kanske är Reynold i röret bara marginellt viktigt jämfört med helheten, eller så spelar han stor roll.

Jag vet faktiskt inte.

Det vore roligt med regelrätta mätningar av dist och brusljud.

My thoughts exactly. Rundade portöppningar har ju t.ex. inget med oro för Reynoldstalen i röret att göra. Faktum är att risken för turbulens I röret blir större när man har trumpetformade portar för att minimera turbulensen (avlösningen) UTANFÖR röret. Jag håller också med om att det låter som en empirisk fråga. Phon har ju gjort en del prov när jag han gjorde Phontratten. Dock inte med slitsportar. Fördel med cirkulära portar är att de är lättare att experimentera med.

/DQ-20

[the_Suede]

Största problemet med slitsportar är väl att de är svårare att labba med. Annars offrar jag gärna 0.5dB verkningsgrad (ökat laminärt motstånd?) för att få en bättre storsignal-linjäritet. Vad som händer med småsignal-linjäriteten har jag inte en aning om, men vid en snabb eftertanke borde det ju inte vara några större vare sig nackdelar eller fördelar.

Jag gjorde experiment med att fylla ett existerande cirkulärt rör med mindre rör (jag proppade stora milkshake-sugrör i hela reflexröret) för att se vad som hände när resistans och kanske eventuellt också motståndskraft mot mynningsturbulens (den inre turbulensen försvinner nästan helt med så små interna ytor) ökar - men det jobbiga med det var att resonansfrekvensen sjönk så mycket att det inte gick att jämföra rättvist. Jag hade behövt ett kanske 10% större ytterrörsmått för att få samma lådresonans, och då blev det jobbigt helt plötsligt igen.

De som har gjort mer ingående experiment på t.ex DIYaudio har väl i stort sett gemensamt kommit fram till att en stor radie längs hela insidan, "midja", och en ganska liten "trattradie" oftast fungerar bäst. Det var något med släpp-effekter när mynningsradierna blev för stora. Så, antingen JÄTTEstora mynningsradier, eller ganska små. Detta påverkade inte förrän vid ganska höga displacement iofs.

[phon]

Phon har ju gjort en del prov när jag han gjorde Phontratten. Dock inte med slitsportar.

/DQ-20

Jo, idag.