ध्वनि क्षीणक

ध्वनि एटेन्यूएटर, या डक्ट साइलेंसर, साउंड ट्रैप, या मफलर ,हीटिंग वेंटिलेटिंग और एयर-कंडीशनिंग (एचवीएसी) डक्टवर्क का शोर नियंत्रण ध्वनिक उपचार है जिसे डक्टवर्क के माध्यम से या तो उपकरण से किसी भवन में व्याप्त स्थानों में, या व्याप्त स्थानों के मध्य शोर के संचरण को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।अपने सरलतम रूप में, ध्वनि एटेन्यूएटर में डक्टवर्क के अंदर बाफ़ल होता है। इन बाफ़लों में प्रायः ध्वनि अवशोषित सामग्री होती है। ध्वनि एटेन्यूएटर्स के भौतिक आयाम और बाफ़ल कॉन्फ़िगरेशन का चयन आवृत्तियों की विशिष्ट सीमा को कम करने के लिए किया जाता है। पारंपरिक आंतरिक रूप से पंक्तिबद्ध डक्टवर्क के विपरीत, जो केवल मध्य और उच्च-आवृत्ति शोर को कम करने में प्रभावी है, ध्वनि एटेन्यूएटर अपेक्षाकृत कम लंबाई में व्यापक बैंड क्षीणन प्राप्त कर सकते हैं।कुछ प्रकार के ध्वनि एटेन्यूएटर अनिवार्य रूप से हेल्महोल्त्ज़ प्रतिध्वनित यंत्र हैं जिनका उपयोग निष्क्रिय शोर-नियंत्रण उपकरण के रूप में किया जाता है।

कॉन्फ़िगरेशन

वृत्ताकार ध्वनि एटेन्यूएटर (ग्रिल के बाईं ओर)

सामान्यतः, ध्वनि एटेन्यूएटर्स में निम्नलिखित तत्व होते हैं:

• प्रकाश गेज शीट धातु की आंतरिक छिद्रित परत (बाफ़ल)
• तत्पश्चात बैफ़ल को ध्वनि-अवशोषक इन्सुलेशन से भर दिया जाता है
  • उच्च वेग प्रणालियों में, या जब वायु धारा में कणीय पदार्थ की चिंता होती है, तो बैग्ड या मायलर-फेस इन्सुलेशन का उपयोग किया जाता है।
  • पैकलेस ध्वनि एटेन्यूएटर्स में ध्वनि-अवशोषक इन्सुलेशन सम्मिलित नहीं है। परिणामस्वरूप, पैकलेस साउंड ट्रैप की उच्च-आवृत्ति प्रविष्टि हानि अधिक कम हो जाती है। बैग्ड इंसुलेशन या पैकलेस साउंड एटेन्यूएटर्स को सामान्यतः हॉस्पिटल ग्रेड एटेन्यूएटर्स के रूप में जाना जाता है।
• शीट धातु की बाहरी गैर-छिद्रित परत है। डक्ट ब्रेक-आउट और ब्रेक-इन शोर को कम करने के लिए बाहरी परत सामान्यतः वजनदार गेज शीट धातु (18ga या कठोर) होती है।
  • सर्कुलर साउंड एटेन्यूएटर्स का गेज सामान्यतः कम ध्यान देने योग्य होता है, क्योंकि सर्कुलर डक्टवर्क आयताकार डक्टवर्क की अपेक्षा में अधिक कठोर होता है और डक्ट ब्रेकआउट शोर की संभावना कम होती है।

ध्वनि क्षीणक गोलाकार और आयताकार रूप कारकों में उपलब्ध हैं। पूर्वनिर्मित आयताकार ध्वनि एटेन्यूएटर सामान्यतः 3, 5, 7, या 9-फीट लंबाई में आते हैं। ध्वनि क्षीणनकर्ताओं की चौड़ाई और ऊंचाई प्रायः समीप के डक्टवर्क द्वारा निर्धारित की जाती है, चूँकि उत्तम क्षीणन के लिए विस्तारित मीडिया विकल्प उपलब्ध हैं। आयताकार ध्वनि एटेन्यूएटर्स के बफ़ल को सामान्यतः स्प्लिटर के रूप में जाना जाता है, जबकि गोलाकार ध्वनि एटेन्यूएटर्स में गोली के आकार का बफ़ल होता है।प्रदर्शन विशेषताओं या डक्ट वेग के आधार पर ध्वनि एटेन्यूएटर्स को सामान्यतः निम्न, मध्यम या उच्च के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। उदाहरण वर्गीकरण योजना नीचे सूचीबद्ध है।

ध्वनि एटेन्यूएटर वर्गीकरण 1000ft/min

आकार	प्रेशर में कमी	एटेन्यूएटर वर्गीकरण
आयताकार	<0.10 in. w.g.	"निम्न"
आयताकार	0.10-0.30 in. w.g.	"मध्यम"
आयताकार	> 0.30 in. w.g.	"उच्च"
बेलनाकार	< 0.03 in w.g.	"निम्न"
बेलनाकार	> 0.03 in w.g.	"उच्च"

गुण

व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ध्वनि एटेन्यूएटर्स के ध्वनिक गुणों का परीक्षण एएसटीएम ई477 के अनुसार किया जाता है: डक्ट लाइनर सामग्री और पूर्वनिर्मित साइलेंसर के ध्वनिक और वायु प्रवाह प्रदर्शन के प्रयोगशाला माप के लिए मानक परीक्षण विधि है। ये परीक्षण एनवीएलएपी-मान्यता प्राप्त सुविधाओं में आयोजित किए जाते हैं और फिर निर्माता द्वारा विपणन या इंजीनियरिंग बुलेटिन में रिपोर्ट किए जाते हैं। अमेरिका के बाहर, ध्वनि एटेन्यूएटर्स का परीक्षण ब्रिटिश मानक 4718 (विरासत) या आईएसओ 7235 के अनुसार किया जाता है।

गतिशील प्रविष्टि हानि

ध्वनि एटेन्यूएटर का गतिशील सम्मिलन हानि डेसिबल में क्षीणन की मात्रा है, जो प्रवाह स्थितियों के अंतर्गत साइलेंसर द्वारा प्रदान की जाती है। जबकि सामान्य कम वेग वाली डक्ट प्रणालियों में प्रवाह की स्थिति संभवतः कभी 2000-3000 फीट/मिनट रेंज से अधिक होती है, स्टीम वेंट के लिए ध्वनि एटेन्यूएटर्स को 15,000-20,000 फीट/मिनट में वायु प्रवाह वेग का सामना करना पड़ता है। ध्वनि एटेन्यूएटर के ध्वनिक प्रदर्शन का परीक्षण वायु प्रवाह वेगों की सीमा पर एवं आगे और पीछे प्रवाह स्थितियों के लिए किया जाता है। अग्र प्रवाह तब होता है जब वायु और ध्वनि तरंगें समान दिशा में विस्तृत होती हैं। साइलेंसर की प्रविष्टि हानि को इस प्रकार परिभाषित किया गया है

$IL\ (dB)=10\log({\frac {W_{0}}{W_{m}}})$ जहाँ:

$W_{0}$= एटेन्यूएटर के साथ डक्ट से विकिरणित ध्वनि शक्ति,

$W_{m}$= एटेन्यूएटर के अभाव में डक्ट से विकिरणित ध्वनि शक्ति है।

कुछ निर्माता साइलेंसर की स्थिर प्रविष्टि हानि की रिपोर्ट करते हैं, जिसे सामान्यतः शून्य प्रवाह समष्टि का प्रतिनिधित्व करने के लिए पंखे के अतिरिक्त लाउडस्पीकर से मापा जाता है।ये मान धुआं निकासी प्रणालियों के डिजाइन में उपयोगी हो सकते हैं, जहां ध्वनि एटेन्यूएटर्स का उपयोग बाहरी शोर को कम करने के लिए किया जाता है जो निकास डक्टवर्क में खंडित हो जाता है।

ध्वनि एटेन्यूएटर की प्रविष्टि हानि को कभी-कभी ट्रांसमिशन हानि (डक्ट ध्वनिकी) के रूप में जाना जाता है।

पुनर्जीवित शोर

ध्वनि एटेन्यूएटर के आंतरिक बाधक वायुप्रवाह को रोकते हैं, जो इसके विपरीत अशांत शोर उत्पन्न करता है। ध्वनि एटेन्यूएटर द्वारा उत्पन्न शोर सीधे संकुचन पर वायु प्रवाह वेग से संबंधित होता है, और ध्वनि एटेन्यूएटर के मुख क्षेत्र के साथ आनुपातिक रूप से परिवर्तित होता है।

उत्पन्न शोर में परिवर्तन को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है,

$Generated\ Noise\ (dB)=10\log({\frac {A_{1}}{A_{0}}})$ जहाँ:

$A_{1}$= ध्वनि एटेन्यूएटर का नया मुख क्षेत्र है।

$A_{0}$= ध्वनि क्षीणक का संदर्भ मुख क्षेत्र है।

उदाहरण के लिए, यदि निरंतर वायु प्रवाह वेग बनाए रखते हुए एटेन्यूएटर की चौड़ाई दोगुनी हो जाती है, तो उत्पन्न शोर 3 डीबी तक बढ़ जाएगा। इसके विपरीत, यदि वायु प्रवाह वेग को स्थिर रखते हुए एटेन्यूएटर 10 के कारक से सिकुड़ जाता है, तो उत्पन्न शोर 10 डीबी तक कम हो जाएगा। चूंकि डक्ट फिटिंग के कारण होने वाली अशांति से उत्पन्न शोर $50log$ की दर में परिवर्तन होता है , वायुप्रवाह वेग एटेन्यूएटर आकार निर्धारण का महत्वपूर्ण घटक है।

पुनर्जीवित शोर की सदैव समीक्षा की जानी चाहिए, किन्तु यह सामान्यतः केवल अधिक शांत कमरों (उदाहरण के लिए कॉन्सर्ट हॉल, रिकॉर्डिंग स्टूडियो, संगीत पूर्वाभ्यास कक्ष की सूची) में या जब डक्टवर्क का वेग 1500 फीट/मीटर से अधिक हो, चिंता का विषय है।

पूर्वानुमान सूत्र है जिसका उपयोग डक्ट साइलेंसर द्वारा उत्पन्न शोर का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है यदि कोई डेटा उपस्थित नहीं है,

$Lw=55log(V/V_{0})+10log(N)+10log(H/H_{0})-45$ जहाँ:

$Lw$ = ध्वनि एटेन्यूएटर द्वारा उत्पन्न ध्वनि शक्ति स्तर (डीबी) है।

$V$ = संकुचित क्रॉस-क्षेत्र पर वेग (फीट/मिनट) है।

$V_{0}$ = संदर्भ वेग (196.8 फीट/मिनट) है।

$N$ = वायु मार्गों की संख्या (स्प्लिटर्स की संख्या) है।

$H$ = ध्वनि क्षीणक की ऊंचाई या परिधि (इंच) है।

$H_{0}$ = संदर्भ आयाम (0.0394 इंच) है।

प्रेशर ड्रॉप

अन्य डक्ट फिटिंग के समान, ध्वनि एटेन्यूएटर प्रेशर में कमी का कारण बनते हैं। एएसटीएम ई477 के माध्यम से प्राप्त कैटलॉग प्रेशर ड्रॉप मान आदर्श, लेमिनर एयरफ्लो मानते हैं, जो सदैव फ़ील्ड इंस्टॉलेशन में प्राप्त होने की अनुमति नहीं है। आश्रय हैंडबुक विभिन्न इनलेट और आउटलेट स्थितियों के लिए प्रेशर ड्रॉप सुधार कारक प्रदान करता है। इन सुधार कारकों का उपयोग तब किया जाता है जब एटेन्यूएटर के 3 से 5 डक्ट व्यास के अपस्ट्रीम या डाउनस्ट्रीम के अंदर अशांत वेक होता है।जहां ध्वनि एटेन्यूएटर के आयाम निकट के डक्ट आयामों से भिन्न होते हैं, वहां ध्वनि एटेन्यूएटर से संक्रमण सुचारू और क्रमिक होना चाहिए। अकस्मात् परिवर्तन के कारण प्रेशर कम हो जाता है और पुनर्जीवित शोर अधिक बढ़ जाता है।ध्वनि एटेन्यूएटर के माध्यम से प्रेशर ड्रॉप सामान्यतः पंक्तिबद्ध डक्ट की समतुल्य लंबाई के लिए प्रेशर ड्रॉप से ​​अधिक होता है। चूँकि, समान क्षीणन प्राप्त करने के लिए पंक्तिबद्ध डक्ट की अधिक लंबी लंबाई की आवश्यकता होती है, जिस बिंदु पर पंक्तिबद्ध डक्ट के बड़े विस्तार का प्रेशर ड्रॉप ध्वनि क्षीणक के माध्यम से किए गए प्रेशर से अधिक होता है।विघटनकारी ध्वनि क्षीणकों के कारण घर्षण हानि को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है

$Friction\ Loss={\frac {P}{A}}l(K_{f}{\frac {1}{2}}\rho v_{p}^{2}),\ N/m^{2}$ जहाँ:

${\frac {P}{A}}$ = ध्वनि क्षीणक परिधि और क्षेत्र का अनुपात

$l$ = डक्ट की लंबाई है,

$K_{f}$ = घर्षण हानि गुणांक है,

$\rho$ = वायु का घनत्व है,

$v_{p}^{2}$ = पथ वेग है।

ध्वनि क्षीणक की परिधि, क्षेत्रफल और लंबाई भी ऐसे पैरामीटर हैं जो इसके प्रेशर ड्रॉप को प्रभावित करते हैं।ध्वनि क्षीणन यंत्र पर घर्षण हानि इसके शोर क्षीणन प्रदर्शन के सीधे आनुपातिक है, जिससे अधिक क्षीणन सामान्यतः अधिक प्रेशर ड्रॉप के समान होता है।

डिज़ाइन विविधताएँ

1950 के दशक के अंत और 1960 के दशक की प्रारम्भ में प्रीफैब्रिकेटेड साउंड एटेन्यूएटर्स प्रमुखता से उभरे।कई निर्माता पूर्वनिर्मित ध्वनि एटेन्यूएटर्स का उत्पादन और परीक्षण करने वाले पूर्व निर्माताओं में कोपर्स, औद्योगिक ध्वनिकी कंपनी, औद्योगिक ध्वनि नियंत्रण, और एलोफ़ हैनसन थे।

यद्यपि आयताकार डिसिपेटिव एटेन्यूएटर वास्तुशिल्प ध्वनिकी शोर नियंत्रण में उपयोग किए जाने वाले एटेन्यूएटर्स का सबसे सामान्य प्रकार है, अन्य डिज़ाइन विकल्प उपस्थित हैं।

प्रतिक्रियाशील साइलेंसर

ऑटोमोबाइल और ट्रकों के मफलर डिज़ाइन में रि्टिव साइलेंसर अधिक सामान्य हैं।क्षीणन मुख्य रूप से ध्वनि प्रतिबिंब, क्षेत्र परिवर्तन और ट्यून किए गए कक्षों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। प्रारम्भ से ही प्रतिक्रियाशील साइलेंसर का डिज़ाइन गणितीय रूप से गहन होता है, इसलिए निर्माताओं के पास प्रायः कई पूर्वनिर्मित डिज़ाइन होते हैं।

विघटनकारी साइलेंसर

विघटनकारी साइलेंसर ध्वनि ऊर्जा को ऊष्मा में स्थानांतरित करके ध्वनि को क्षीण कर देते हैं।डिसिपेटिव साइलेंसर का उपयोग तब किया जाता है जब कम �