Микродинамика

[Alex TV]

Почему то из всех раскладов упорно исключается ухо.
Точнее барабанная перепонка. По факту элементов три.
Диффузор-воздух-ухо.
Вот эту связку и надо анализировать.

 

[Dimon SSSR]

Говорю же: у Вас мало опыта вести подобные дискуссии.

Я не веду дискуссии, а уже года четыре пытаюсь донести до Вас Третий Закон Ньютона.

создают одинаковое давление внизу диапазона,

При прочих равных - примерно одинаковое.

Просто Вы первый раз обсуждаете подобное,

Уже надоело... smile_9

 

[Georgi]

Дмитрий, хватит уже!
Давление, при прочих равных, зависит от скорости.
Скорость зависит от частоты.
При уменьшении частоты соответственно уменьшается скорость, что ведёт к уменьшению силы лобового сопротивления.
По третьему закону Ньютона сила, порождаемая BL никогда не может быть больше силы лобового сопротивления (суммы сил, участвующих в процессе). Поэтому после начала спада "влево" любой "мотор" обладает избыточной энерговооружённостью. То есть сколько не вдувай - отдача зависит только от сопротивления (нагрузки).
Про электрическую часть знаю только, что работает только ампер-виток в зазоре. И согласно Ленцу индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток. Надеюсь, старшие товарищи про электрическую часть расскажут поподробнее.

Уважаемый Dimon SSSR, вынужден как коллега по авиационному образованию Вас поправить, чтобы внести ясность в ваши тезисы.

Во-первых, в вашем сообщении #142 с фото, на котором изображены линейные скачки уплотнения воздуха вокруг самолёта, Вы начинаете морочить голову коллегам по форуму, не знакомым с основами аэродинамики, картиной обтекания воздуха на ОКОЛО и СВЕРХЗВУКОВЫХ скоростях полёта летательного аппарата (ЛА) со скоростями порядка 300 м/с и более, когда число Маха полёта приближается к 1 и более. Число Маха равно отношению скорости полёта ЛА к скорости звука, которая на больших высотах составляет ~300м/с, а у земли на уровне моря ~340 м/с.
Но при чём здесь такие скорости? Мы здесь рассматриваем движение диффузора динамика со скоростями не более десятка метров в секунду, на которых ничего подобного сверхзвуковым скачкам не наблюдается и быть не может. Лучше было бы привести формулу для расчёта силы аэродинамического сопротивления для тела движущегося в воздушной среде.

X [кГс] = Сх * ( р * V * V / 2) * S; ... сила аэродинамического лобового сопротивления воздуха при набегании на него диффузора динамика.
где: Сх [-] - безразмерный коэффициент лобового сопротивления тела;
р [кГс * с**2 / м**4] - массовая плотность воздуха, равная на нулевой высоте уровня моря 0,125 [кГс * с**2 / м**4];
V [м / с] - скорость движения тела;
( р * V * V / 2) [кг / м**2] - величина скоростного напора;
S [м**2] - характерная площадь тела, например, для круглого диффузора это площадь круга с диаметром, проходящим по середине гофра диффузора динамика.
Кстати, коэффициент лобового сопротивления для круглого тела, стоящего поперёк воздушного потока давным-давно известен и составляет Сх=1,11 ... 1,28, а для вогнутой конической формы диффузора он составляет Сх ~=1,33.

Во-вторых, разберём тезисы вашего сообщение #158:

"Давление, при прочих равных, зависит от скорости."

Ну если быть более точным, то давление в слое воздухе, расположенном непосредственно над поверхностью диффузора создаётся за счёт действия силы лобового сопротивления воздуха (см. вышеприведенное выр. для силы Х), которая пропорциональна КВАДРАТУ скорости диффузора и, будучи отнесённой к площади диффузора, определяет величину давления, развиваемого диффузором динамика, т.е. :

Рвозд. = Х [кГс] / S [м**2]. - местное давление в слое воздуха, примыкающего к поверхности диффузора.
Вот, собственно, и вся премудрость физики появления величины текущего давления, создаваемого движением диффузора. Если нет воздуха, то и нет лобового сопротивления, а значит и нет самого давления и звука.

А за счёт чего же создаётся давление в воздухе. Да потому воздух обладает массовой плотностью и как всякое тело, обладающее массой, стремится сохранить своё невозмущенное и неподвижное состояние в полном соответствии с первым законом инерции сэра Ньютона. А поскольку на него надвигается, как танк, диффузор с определённой скоростью , то тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к к поверхности диффузора начинает упруго сжиматься, т.к. ему некуда деться между надвигающимся диффузором ("молотом") и значительной инерционной массой впереди стоящего присоединённого объёма перед диффузором ("наковальней")
И лишь по краям диффузора у тонкого слоя воздуха есть возможность "вытечь" в направлении от центра диффузор. Это так называемый краевой эффект снижения давления воздуха по внешнему краю диффузора за счёт преодоления воздухом сил вязкости (внутреннего трения) и его массовой плотности (силы инерции), а точнее соотношения сил вязкости и массовой плотности воздуха по критерию Рейнольдса (Re) при его самых малых значениях) происходит вытекание периферийного слоя воздуха с падением давления в нём относительно средней части диффузора.

В итоге, набегающий диффузор начинает сжимать тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к поверхности диффузора, повышая его давление за счёт упругой податливости воздуха. Попробовал бы этот диффузор на такой же скорости сжать воду или ещё чего-нибудь более массивное, то он бы сам смялся "всмятку", а не окружающий его воздух.
А далее местное повышение давления воздуха, созданное в тонком слое набегающей поверхностью диффузора, со скоростью звука в 340 м/c убегает вперёд к ушам слушателя. И так далее от каждого нового микросмещения диффузора разбегаются продольные волны местных дополнительных сжатий и разряжений (при обратном движении диффузора) давления, соответствующих квадрату текущей скорости.

Ещё одна спорная мысль:
" По третьему закону Ньютона сила, порождаемая BL никогда не может быть больше силы лобового сопротивления (суммы сил, участвующих в процессе)."
Вас могут неправильно понять и подумать, что в любых режимах работы динамика наблюдается уравновешивание управляющей силы катушки соответствующей ей по величине противоположно направленной силой лобового сопротивления диффузора, что не соответствует действительности. Надо было сказать по другому:
Если максимальная по величине управляющая сила BLi, порождаемая катушкой динамика, будет скомпенсирована ей противодействующей силой диффузора от лобового сопротивления воздуха (с учётом демпфирующей возвращающей силы подвеса диффузора и прочих сил), то процесс ускоренного движения диффузора почти прекратится в соответствии со вторым законом динамики движения (даже несмотря на дальнейший рост силы BLi, т.к. аэродинамическое сопротивление будет расти ещё быстрее в квадратичной зависимости от скорости, и поэтому скорость движения резко упадёт и войдёт в состояние близкое к насыщению и станет почти постоянной с еле заметным нарастанием, поскольку нет прежнего ускорения движения и почти "заморозится" текущее значение скорости движения диффузора, а значит и текущее значение развиваемого диффузором давления.
Произойдёт ОГРАНИЧЕНИЕ максимальной амплитуды колебаний диффузора из-за слишком большого диаметра диффузора и недостаточной силы катушки динамика и поэтому начнётся резкий рост нелинейных искажений из-за амплитудного ограничения размаха колебаний диффузора, не соответствующих управляющему сигналу. Это и будет ограничением на максимальную мощность динамика, уж не знаю с каким названием.
Если установить на таком динамике диффузор с меньшим диаметром, то это ограничение из-за лобового сопротивления будет снято.
Отсюда следует вывод о том, что при заданной подводимой максимальной мощности к катушке динамика существует вполне определённый максимальный диаметр диффузора, при котором наступит ограничение максимально возможной амплитуды его колебаний, вызванное величиной лобового сопротивления, равной максимальной силе динамика. При меньшем диаметре диффузора у того же динамика амплитуда максимальных колебаний диффузора уже не будет ограничена величиной аэродинамического сопротивления, а будет наблюдаться ограничение максимального хода катушки уже конструкцией динамика (либо выходом катушки из магнитного поля с уменьшением управляющей силы относительно максимальной, либо ударами катушки по задней стенке поперечного магнитопровода).
Однако, видимо, ещё ранее в процессе приближения силы аэродинамического сопротивления диффузора к максимальной силе катушки начнётся процесс нарастания нелинейных искажений из-за нарушения линейности при отработке входного сигнала из-за возрастающей силы от аэродинамического сопротивления.
Вот такие соображения о физике появления звукового давления, создаваемого динамиком.

P.S. Кстати, вспомнил анекдот о скоростном напоре. Некий водитель врезался в столб и все время бормотал "хорошо,что пополам, ...". Его спросили, а он отвечает, "хорошо, что скоростной напор делится пополам, а то я бы не выжил". До сих пор и сам не знаю, почему пополам. Может для соблюдения баланса кинетической и потенциальной энергий? Может, кто объяснит.

Georgi, 04.03.2022г 0ч. 35м.

 

[Сергей ДВ]

Уважаемый Dimon SSSR, вынужден как коллега по авиационному образованию Вас поправить, чтобы внести ясность в ваши тезисы.

Во-первых, в вашем сообщении #142 с фото, на котором изображены скачки уплотнения Воздуха вокруг самолёта Вы начинаете морочить голову коллегам по форуму, не знакомым с основами аэродинамики, картиной обтекания воздуха на ОКОЛО и СВЕРХЗВУКОВЫХ скоростях полёта летательного аппарата (ЛА) со скоростями порядка 300 м/с и более, когда число Маха полёта, равное отношению скорости полёта скорости звука, которая на больших высотах составляет ~300м/с, а у земли на уровне моря ~340 м/с.
Но при чём здесь такие скорости? Мы здесь рассматриваем движение диффузора динамика со скоростями не более десятка метров в секунду и не более того, на которых ничего подобного сверхзвуковым скачкам не наблюдается и быть не может. Лучше было бы привести формулу для расчёта силы аэродинамического сопротивления:

X [кГс] = Сх * ( р * V * V / 2) * S; ... сила аэродинамич. лобового сопротивления воздуха при набегании на него диффузора динамика.
где: Сх [-] - безразмерный коэффициент лобового сопротивления тела;
р [кГс * с**2 / м**4] - массовая плотность воздуха, равная на нулевой высоте уровня моря 0,125 [кГс * с**2 / м**4];
V [м / с] - скорость движения тела;
( р * V * V / 2) [кг / м**2] - величина скоростного напора;
S [м**2] - характерная площадь тела, например, для круглого диффузора это площадь круга с диаметром, проходящим по середине гофра диффузора динамика.
Кстати, коэффициент лобового сопротивления для круглого тела, стоящего поперёк воздушного потока давным-давно известен и составляет Сх=1,11 ... 1,28, а для вогнутой конической формы диффузора он составляет Сх ~=1,33.

Во-вторых, разберём тезисы вашего сообщение #158:

"Давление, при прочих равных, зависит от скорости."

Ну если быть более точным, то давление в слое воздухе, расположенном непосредственно над поверхностью диффузора создаётся за счёт действия силы лобового сопротивления воздуха (см. вышеприведенное выр. для силы Х), которая пропорциональна КВАДРАТУ скорости диффузора и, будучи отнесённой к площади диффузора, определяет величину давления, развиваемого диффузором динамика, т.е. :

Рвозд. = Х [кГс] / S [м**2]. - местное давление в слое воздуха, примыкающего к поверхности диффузора.
Вот, собственно, и вся премудрость физики появления величины текущего давления, создаваемого движением диффузора. Если нет воздуха, то и нет лобового сопротивления, а значит и нет самого давления и звука.

А за счёт чего же создаётся давление в воздухе. Да потому воздух обладает массовой плотностью и как всякое тело, обладающее массой, стремится сохранить своё невозмущенное и неподвижное состояние в полном соответствии с первым законом инерции сэра Ньютона. А поскольку на него надвигается, как танк, диффузор с определённой скоростью , то тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к к поверхности диффузора начинает упруго сжиматься, т.к. ему некуда деться между твёрдым надвигающимся диффузором и значительной инерционной массой впереди стоящего присоединённого объёма перед диффузором.
И лишь по краям диффузора у тонкого слоя воздуха есть возможность "вытечь" в направлении от центра диффузор. Это так называемый краевой эффект снижения давления воздуха по внешнему краю диффузора, где за счёт преодоления сил вязкости воздуха (внутреннего трения), точнее соотношения сил вязкости и массовой плотности воздуха по критерию Рейнольдса (Re) при его самых малых значениях).

В итоге, набегающий диффузор начинает сжимать тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к поверхности диффузора, повышая его давление за счёт упругой податливости воздуха. Попробовал бы этот диффузор на такой же скорости сжать воду или ещё чего-нибудь более массивное, то он бы сам смялся "всмятку", а не окружающаий его воздух.
А далее местное повышение давления воздуха, созданное в тонком слое набегающей поверхностью диффузора, со скоростью звука в 340 м/c убегает вперёд к ушам слушателя. И так далее от каждого нового микросмещения диффузора разбегаются продольные волны местных дополнительных сжатий и разряжений давления, соответствующих квадрату текущей скорости движения диффузора.

Ещё одна спорная мысль:
" По третьему закону Ньютона сила, порождаемая BL никогда не может быть больше силы лобового сопротивления (суммы сил, участвующих в процессе)."
Вас могут неправильно понять и подумать, что в любых режимах работы динамика наблюдается уравновешивание управляющей силы катушки соответствующей ей по величине противоположно направленной силой лобового сопротивления диффузора, что не соответствует действительности. Надо было сказать по другому:
Если максимальная по величине управляющая сила BLi, порождаемая катушкой динамика, будет скомпенсирована ей противодействующей силой диффузора от лобового сопротивления воздуха (с учётом демпфирующей возвращающей силы подвеса диффузора и прочих сил), то процесс ускоренного движения диффузора почти прекратится в соответствии со вторым законом динамики движения (даже несмотря на дальнейшее повышение силы BLi, т.к. аэродинамическое сопротивление будет расти ещё быстрее в квадратичной зависимости от скорости), и поэтому скорость движения резко упадёт и войдёт в состояние насыщения на полку и станет почти постоянной, поскольку нет прежнего ускорения движения и почти "заморозится" текущее значение скорости движения диффузора, а значит и текущее значение развиваемого диффузором давления.
Произойдёт ОГРАНИЧЕНИЕ максимальной амплитуды колебаний диффузора из-за слишком большого диаметра диффузора и недостаточной силы катушки динамика и поэтому начнётся резкий рост нелинейных искажений из-за амплитудного ограничения размаха колебаний диффузора, не соответствующих управляющему сигналу. Это и будет ограничением на максимальную мощность динамика, уж не знаю с каким названием.
Если установить на таком динамике диффузор с меньшим диаметром, то это ограничение из-за лобового сопротивления будет снято.
Отсюда следует вывод о том, что при заданной подводимой максимальной мощности к катушке динамика существует вполне определённый максимальный диаметр диффузора, при котором наступит ограничение максимально возможной амплитуды его колебаний, вызванное величиной лобового сопротивления, сравнимой с мощностью динамика. При меньшем диаметре диффузора у того же динамика амплитуда максимальных колебаний диффузора уже будет ограничена конструкцией динамика (либо выходом катушки из магнитного поля, либо ударами катушки по задней стенке поперечного магнитопровода).
Однако, видимо, ещё ранее в процессе приближения силы аэродинамического сопротивления диффузора к максимальной силе катушки начнётся процесс нарастания искажений из-за нарушения линейности в отработке входного сигнала.
Вот такие соображения о физике появления звукового давления, создаваемого динамиком.

Georgi, 04.03.2022г 0ч. 35м.

Согласно вашему опусу сила "воздушного" сопротивления 8 дюймового НЧ динамика равна 1,7 Н при колебательной скорости 10 м/сек.
А сила "возбуждения" равна 85 Н при той же скорости(частота 100 Гц). Не бьются значения.

Нескладная у вас теория получилась. Масса порешала и на этот раз.

ПС если берётесь теории изобретать, тогда уже и считайте сами.

 

[Georgi]

Обычно зонтики не используют в качестве диффузоров. Как, впрочем, и наоборот. Тут и понимать нечего.
ПС Случаев забития гола вратарём от ворот в ворота противника пруд пруди. Не очень-то тормоз помогает. И никого не удивляет. Однако, было бы забавно посмотреть, как бы этот финт проделали зонтиком, хотя бы и в сложенном виде.
Так что аналогия с зонтиком весьма горбатая.
Возьмите в руки крышку от кастрюли, хотя бы...

Уважаемый Сергей ДВ, аналогия с зонтиком не горбатая а весьма наглядная, поскольку для того, чтобы реально ощутить рукой немалую величину лобового сопротивления воздуха (и оценить необходимость жёсткости диафрагмы) замучаетесь махать крышкой кастрюли, а вот на зонтике всё сразу становится ощутимо и зримо.
А ведь формула для расчёта сопротивления для всех тел одинакова. а для подобных по форме тел (малый и большой диаметр круглого диффузора двух динамиков) так вообще имеют одно и то же значение коэффициента лобового сопротивления (Сх=1,1...1.28) и отличаются лишь величиной площади диффузора (S), т.е.:
X [кГс]= Cx * (p * V * V / 2) * S;
где: p [ кГс * с**2 / м**4 ] - массовая плотность воздуха на уровне моря p=0,125 [ кГс * с**2 / м**4 ];
V [м /с] - скорость движения тела (диффузора);
(p * V * V / 2) [кГс / м**2] - скоростной напор;
S [м**2] - характерная площадь, например площадь диффузора с диаметром, проходящим по середине гофра подвески диффузора.


Georgi, 04.03.2022, 0ч. 50м.

 

[Сергей ДВ]

А как же с учётом низкого в несколько процентов КПД преобразования подводимой электрической энергии в звуковую энергию ?

А это оно и есть 1,7 / 85 = 2%
Это с учётом намудряченного вами сопротивления. Хотя... Если открыть учебник по акустике сопротивление излучения содержит в себе скорость звука в воздухе. А у вас она где?

Уважаемый Сергей ДВ, аналогия с зонтиком не горбатая а весьма наглядная, поскольку для того, чтобы реально ощутить рукой немалую величину лобового сопротивления воздуха (и оценить необходимость жёсткости диафрагмы) замучаетесь махать крышкой кастрюли, а вот на зонтике всё сразу становится ощутимо и зримо.
А ведь формула для расчёта сопротивления для всех тел одинакова. а для подобных по форме тел (малый и большой диаметр круглого диффузора двух динамиков) так вообще имеют одно и то же значение коэффициента лобового сопротивления (Сх=1,1...1.28) и отличаются лишь величиной площади диффузора (S), т.е.:
X [кГс]= Cx * (p * V * V / 2) * S;
где: p [ кГс * с**2 / м**4 ] - массовая плотность воздуха на уровне моря p=0,125 [ кГс * с**2 / м**4 ];
V [м /с] - скорость движения тела (диффузора);
(p * V * V / 2) [кГс / м**2] - скоростной напор;
S [м**2] - характерная площадь, например площадь диффузора с диаметром, проходящим по середине гофра подвески диффузора.


Georgi, 04.03.2022, 0ч. 50м.

Я не монашка, мне не надо три раза повторять, и даже два! Я просто взял и подставил значения для 8 дюймового динамика в вашу формулу. Получилось 1,7Н. Вот и вся сила.
Хотите подставьте значения для зонтика.

 

[Марков Николай]

сопротивление излучения содержит в себе скорость звука в воздухе. А у вас она где?

Нигде. Движущийся с постоянной скоростью предмет излучает звук частотой... 0 Гц, то есть, создаёт перед собой зону постоянного повышенного давления (воздушная подушка).
Микродинамикой не пахнет, зато - сколько всего интересного в теме вылезло 3

 

[Александр Бокарёв]

Уважаемый Dimon SSSR, вынужден как коллега по авиационному образованию Вас поправить, чтобы внести ясность в ваши тезисы.

Во-первых, в вашем сообщении #142 с фото, на котором изображены линейные скачки уплотнения воздуха вокруг самолёта, Вы начинаете морочить голову коллегам по форуму, не знакомым с основами аэродинамики, картиной обтекания воздуха на ОКОЛО и СВЕРХЗВУКОВЫХ скоростях полёта летательного аппарата (ЛА) со скоростями порядка 300 м/с и более, когда число Маха полёта приближается к 1 и более. Число Маха равно отношению скорости полёта ЛА к скорости звука, которая на больших высотах составляет ~300м/с, а у земли на уровне моря ~340 м/с.
Но при чём здесь такие скорости? Мы здесь рассматриваем движение диффузора динамика со скоростями не более десятка метров в секунду, на которых ничего подобного сверхзвуковым скачкам не наблюдается и быть не может. Лучше было бы привести формулу для расчёта силы аэродинамического сопротивления для тела движущегося в воздушной среде.

X [кГс] = Сх * ( р * V * V / 2) * S; ... сила аэродинамического лобового сопротивления воздуха при набегании на него диффузора динамика.
где: Сх [-] - безразмерный коэффициент лобового сопротивления тела;
р [кГс * с**2 / м**4] - массовая плотность воздуха, равная на нулевой высоте уровня моря 0,125 [кГс * с**2 / м**4];
V [м / с] - скорость движения тела;
( р * V * V / 2) [кг / м**2] - величина скоростного напора;
S [м**2] - характерная площадь тела, например, для круглого диффузора это площадь круга с диаметром, проходящим по середине гофра диффузора динамика.
Кстати, коэффициент лобового сопротивления для круглого тела, стоящего поперёк воздушного потока давным-давно известен и составляет Сх=1,11 ... 1,28, а для вогнутой конической формы диффузора он составляет Сх ~=1,33.

Во-вторых, разберём тезисы вашего сообщение #158:

"Давление, при прочих равных, зависит от скорости."

Ну если быть более точным, то давление в слое воздухе, расположенном непосредственно над поверхностью диффузора создаётся за счёт действия силы лобового сопротивления воздуха (см. вышеприведенное выр. для силы Х), которая пропорциональна КВАДРАТУ скорости диффузора и, будучи отнесённой к площади диффузора, определяет величину давления, развиваемого диффузором динамика, т.е. :

Рвозд. = Х [кГс] / S [м**2]. - местное давление в слое воздуха, примыкающего к поверхности диффузора.
Вот, собственно, и вся премудрость физики появления величины текущего давления, создаваемого движением диффузора. Если нет воздуха, то и нет лобового сопротивления, а значит и нет самого давления и звука.

А за счёт чего же создаётся давление в воздухе. Да потому воздух обладает массовой плотностью и как всякое тело, обладающее массой, стремится сохранить своё невозмущенное и неподвижное состояние в полном соответствии с первым законом инерции сэра Ньютона. А поскольку на него надвигается, как танк, диффузор с определённой скоростью , то тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к к поверхности диффузора начинает упруго сжиматься, т.к. ему некуда деться между надвигающимся диффузором ("молотом") и значительной инерционной массой впереди стоящего присоединённого объёма перед диффузором ("наковальней")
И лишь по краям диффузора у тонкого слоя воздуха есть возможность "вытечь" в направлении от центра диффузор. Это так называемый краевой эффект снижения давления воздуха по внешнему краю диффузора за счёт преодоления воздухом сил вязкости (внутреннего трения) и его массовой плотности (силы инерции), а точнее соотношения сил вязкости и массовой плотности воздуха по критерию Рейнольдса (Re) при его самых малых значениях) происходит вытекание периферийного слоя воздуха с падением давления в нём относительно средней части диффузора.

В итоге, набегающий диффузор начинает сжимать тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к поверхности диффузора, повышая его давление за счёт упругой податливости воздуха. Попробовал бы этот диффузор на такой же скорости сжать воду или ещё чего-нибудь более массивное, то он бы сам смялся "всмятку", а не окружающий его воздух.
А далее местное повышение давления воздуха, созданное в тонком слое набегающей поверхностью диффузора, со скоростью звука в 340 м/c убегает вперёд к ушам слушателя. И так далее от каждого нового микросмещения диффузора разбегаются продольные волны местных дополнительных сжатий и разряжений (при обратном движении диффузора) давления, соответствующих квадрату текущей скорости.

Ещё одна спорная мысль:
" По третьему закону Ньютона сила, порождаемая BL никогда не может быть больше силы лобового сопротивления (суммы сил, участвующих в процессе)."
Вас могут неправильно понять и подумать, что в любых режимах работы динамика наблюдается уравновешивание управляющей силы катушки соответствующей ей по величине противоположно направленной силой лобового сопротивления диффузора, что не соответствует действительности. Надо было сказать по другому:
Если максимальная по величине управляющая сила BLi, порождаемая катушкой динамика, будет скомпенсирована ей противодействующей силой диффузора от лобового сопротивления воздуха (с учётом демпфирующей возвращающей силы подвеса диффузора и прочих сил), то процесс ускоренного движения диффузора почти прекратится в соответствии со вторым законом динамики движения (даже несмотря на дальнейший рост силы BLi, т.к. аэродинамическое сопротивление будет расти ещё быстрее в квадратичной зависимости от скорости, и поэтому скорость движения резко упадёт и войдёт в состояние близкое к насыщению и станет почти постоянной с еле заметным нарастанием, поскольку нет прежнего ускорения движения и почти "заморозится" текущее значение скорости движения диффузора, а значит и текущее значение развиваемого диффузором давления.
Произойдёт ОГРАНИЧЕНИЕ максимальной амплитуды колебаний диффузора из-за слишком большого диаметра диффузора и недостаточной силы катушки динамика и поэтому начнётся резкий рост нелинейных искажений из-за амплитудного ограничения размаха колебаний диффузора, не соответствующих управляющему сигналу. Это и будет ограничением на максимальную мощность динамика, уж не знаю с каким названием.
Если установить на таком динамике диффузор с меньшим диаметром, то это ограничение из-за лобового сопротивления будет снято.
Отсюда следует вывод о том, что при заданной подводимой максимальной мощности к катушке динамика существует вполне определённый максимальный диаметр диффузора, при котором наступит ограничение максимально возможной амплитуды его колебаний, вызванное величиной лобового сопротивления, равной максимальной силе динамика. При меньшем диаметре диффузора у того же динамика амплитуда максимальных колебаний диффузора уже не будет ограничена величиной аэродинамического сопротивления, а будет наблюдаться ограничение максимального хода катушки уже конструкцией динамика (либо выходом катушки из магнитного поля с уменьшением управляющей силы относительно максимальной, либо ударами катушки по задней стенке поперечного магнитопровода).
Однако, видимо, ещё ранее в процессе приближения силы аэродинамического сопротивления диффузора к максимальной силе катушки начнётся процесс нарастания нелинейных искажений из-за нарушения линейности при отработке входного сигнала из-за возрастающей силы от аэродинамического сопротивления.
Вот такие соображения о физике появления звукового давления, создаваемого динамиком.

P.S. Кстати, вспомнил анекдот о скоростном напоре. Некий водитель врезался в столб и все время бормотал "хорошо,что пополам, ...". Его спросили, а он отвечает, "хорошо, что скоростной напор делится пополам, а то я бы не выжил". До сих пор и сам не знаю, почему пополам. Может для соблюдения баланса кинетической и потенциальной энергий? Может, кто объяснит.

Georgi, 04.03.2022г 0ч. 35м.

E=MV квадрат\пополам

 

[Дмитрий Рутковский]

Тут нас пытаются немного запутать, и за хитрыми рассуждениями кто-то мог не заметить главного:

Давление, при прочих равных, зависит от скорости.

Сколько раз писал то же самое и столько же раз спорщики накидывались толпой, утверждая что от амплитуды. Не понимая что амплитуды зависит только резонансный горб.

Авиационное образование - это здорово, но лучше бы оно было динамикостроительное. Не буду много цитировать, посмотрите пост 170 начиная со слов "Ещё одна спорная мысль:". Там какие-то непонятные рассуждения и вывод из них:

Произойдёт ОГРАНИЧЕНИЕ максимальной амплитуды колебаний диффузора из-за слишком большого диаметра диффузора и недостаточной силы катушки динамика и поэтому начнётся резкий рост нелинейных искажений из-за амплитудного ограничения размаха колебаний диффузора, не соответствующих управляющему сигналу. Это и будет ограничением на максимальную мощность динамика, уж не знаю с каким названием.

Какое-такое ОГРАНИЧЕНИЕ? Ограничение происходит когда катушка сгорает и динамик перестаёт работать. Ещё бывает ограничение когда косички отваливаются или шайбы отрываются потому что плохо приклеены. Если принять меры и сделать более надёжную катушку, улучшить теплоотвод, более надёжно заделать косички ОГРАНИЧЕНИЕ сместится и позволит динамику создать давление больше. Т.е. ограничение чисто технологическое, а не такое, какое тут нам пытаются рассказывать. Ещё можно намотать катушку длиной 6-7 см и получить пипец какую большую амплитуду не увеличивая BLi.
Если кто думает что диффузор может заломаться и наступит ОГРАНИЧЕНИЕ - расстрою: прочность диффузора растёт быстрее массы, к тому же его масса - только примерно половина от Mmd.
Не верите - поговорите с SPL-щиками, у них там всё в порядке и с амплитудой и с давлением, правда в самой цифре давления они слегка привирают, но оно действительно большое, а BL и Sd не отличаются от обычных динамиков. А вот токи там заметно больше. Поэтому все разговоры выше - ни о чём, увеличиваем ток - увеличиваем давление. Только следим чтобы ничего не сломалось и не сгорело.
Можно ещё увеличить BL, но это уже надо к профессионалам обращаться.

 

[Александр Бокарёв]

в математических выкладках утонул главный вопрос. Как сделать прилично звучащую колонку.
А по одной шутливой поговорке ,математика тем и интересна, что с её помошью можно доказать любую чушь.
Иначе говоря, если хочешь ужопить оппонента, скажи: общеизвестно, что : ......и дальше метровая формула. Отсюда следует, что ваша точка зрения неверна. И чувак поплыл.
Любимый анекдот из недавних. Эйнштейн попал к Богу, там его само собой определили в рай. И Бог ему говорит: сын мой, проси что хочешь. Эйнштейн просит: можешь написать мне формулу Сотворения Мира? Бог пишет на доске. Эйнштейн: Отче, тут у тебя ошибка! Бог: -да знаю. Только без неё у меня ничего бы не получилось.

 

[Дмитрий Рутковский]

Это называется "взять на испуг". Прокатывает только с неопытными юношами.
Помню как в начале века были случаи что отлетали косички после произведённого у нас ремонта на автодинамиках повышенной мощности. И динамики попадали под ограничение, а мы парились меняли их по гарантии. После исследования вопроса, споров, экспериментов и поиска фирменных косичек это ограничение ушло навсегда. Т.е. динамик раньше сгорит чем оторвётся косичка, такого ограничения больше не существует. И никакая формула доказать обратное не поможет.

 

[Александр Бокарёв]

Отлетание косичек факт грубый, приземленный, полета мысли лишенный, формулами не поясняемый, дуэль на формулах исключена.

 

[Дмитрий Рутковский]

Конечно, на то и рассчитано.
Ещё один повод ограничения в работе динамика - слетание катушки с каркаса. Катушка нагрелась, клей размяк, а магнитным полем её туда-сюдя тягает, чик - и она внизу цепи валяется, часто почти целиком, проводок обрывается и вот оно, ограничение.
Какие тут формулы помогут? Есть одна. Формула умножения на 2. В дешманских динамиках катушки намотаны на одну сторону каркаса. И ладно бы они были однослойные, но в сабах они почти всегда имеют 4 слоя. Ничего не стоит увеличить площадь контакта витков с каркасом в 2 раза, отодвинув ограничение в те же 2 раза, намотав катушку на 2 стороны.
Вот формула 1х2=2. Где 1 - это площадь контакта, а 2 - это кол-во сторон где этот контакт происходит.

Это мы ещё до термокомпрессии не добрались. Там целый мешок формул можно насочинять про ограничение. На докторскую диссертацию хватит.

 

[Сергей ДВ]

Нигде. Движущийся с постоянной скоростью предмет излучает звук частотой... 0 Гц, то есть, создаёт перед собой зону постоянного повышенного давления (воздушная подушка).
Микродинамикой не пахнет, зато - сколько всего интересного в теме вылезло 3

Заметьте, не я эту теорию сочинил. Я ею только воспользовался(должна же теория на что-то сгодиться?) для расчетов и ...все одно, как бы не хотел автор натянуть сову на глобус - не вышло из воздуха сделать тормоз.

 

[Александр Бокарёв]

Александр, поверьте, это все настолько элементарно и, по большому счету, не выходит за общее среднее.

Сергей, есть ещё причины боязни ввязаться в такую непонятную тему. В 70-е годы читая статьи по акустике в Радио, совершенно ничего не мог понять, настолько чужим. непонятным, даже враждебным языком были написаны эти статьи. Такое ощущение, что цель их- напугать читателя, забить ему мозги чемоданными формулами , чтобы ужаснулся и не лез куда не надо.
Зато уже в начале нулевых нашел хорошие книги , куда собраны были удачные статьи самых грамотных людей в этой теме. Там же несложные формулы , графики, схемы установок для измерений. И все вдруг стало понятно и тема сдвинулась и стала частью жизни.
И больше всего для понимания акустических тонкостей дала статья Олега Салтыкова. Вот она.

Стр. 32 журнала «Радио» № 10 за 1981 год

 

[Dimon SSSR]

Не , ну добрые все - куды бечь...3

Сергей ДВ, хорошо, что Вы есть. Ваш трезвый математический ум не даст свернуть в неправильное русло (без всякого сарказма)
Теории здесь никто не сочинял. Аэродинамика это наука. Поэтому, как учили - звук это потери от затрат на преодоление лобового сопротивления.
А сова на глобус уже давно натянута, как и с электричеством. Законы приблизительно знаем, формулы эмпирически вывели, а как оно в натуре работает - тут с трудом...

 

[Александр Бокарёв]

После того, как стали понятными закономерности поведения динамика, стало возможно на пальцах посчитать и объём и резонанс и добротность динамика в оформлении. А точности этих расчетов хватает для постройки колонок .

 

[Сергей ДВ]

Сергей, есть ещё причины боязни ввязаться в такую непонятную тему. В 70-е годы читая статьи по акустике в Радио, совершенно ничего не мог понять, настолько чужим. непонятным, даже враждебным языком были написаны эти статьи. Такое ощущение, что цель их- напугать читателя, забить ему мозги чемоданными формулами , чтобы ужаснулся и не лез куда не надо.
Зато уже в начале нулевых нашел хорошие книги , куда собраны были удачные статьи самых грамотных людей в этой теме. Там же несложные формулы , графики, схемы установок для измерений. И все вдруг стало понятно и тема сдвинулась и стала частью жизни.
И больше всего для понимания акустических тонкостей дала статья Олега Салтыкова. Вот она.

Стр. 32 журнала «Радио» № 10 за 1981 год

К сожалению, я не могу рекомендовать для понимания предмета ни одну из наших книг. Все же, приходится констатировать, что англоязычные издания по акустике гораздо понятнее и внутренне связанные по изложению.
Искать нужно что-то вроде "прикладная акустика".
Наши издания страдают изложением по типу - с места в карьер. Ладно, и бог бы с ними, но... количество ошибок в формулах ( и непонятно: то ли сам автор ляпы расставил, то ли наборщики в типографии не нашли нужную свинчатку) и в тексте(! А это уже точно автор виноват) просто зашкаливает.

 

[Александр Бокарёв]

К сожалению, я не могу рекомендовать для понимания предмета ни одну из наших книг. Все же, приходится констатировать, что англоязычные издания по акустике гораздо понятнее и внутренне связанные по изложению.
Искать нужно что-то вроде "прикладная акустика".
Наши издания страдают изложением по типу - с места в карьер. Ладно, и бог бы с ними, но... количество ошибок в формулах и в тексте(!) просто зашкаливает.

Добавлю свое мнение. Прекрасные статьи Ирины Аркадьевны Алдошиной в журнале Аудиомагазин "Там, где живут басы" становятся понятными лишь с того момента, когда сам своими руками попилил дровишки, глянул микрофоном то, что попилил, подвигал настройкой, понял, что на что и как влияет, сравнил с теорией, сделал поправки на комнату. дифракцию, поигрался с ачх , прислушался к звучанию, выбрал нужный вариант. И- НЕ РАНЬШЕ!!!

К сожалению, я не могу рекомендовать для понимания предмета ни одну из наших книг. Все же, приходится констатировать, что англоязычные издания по акустике гораздо понятнее и внутренне связанные по изложению.
Искать нужно что-то вроде "прикладная акустика".
Наши издания страдают изложением по типу - с места в карьер. Ладно, и бог бы с ними, но... количество ошибок в формулах ( и непонятно: то ли сам автор ляпы расставил, то ли наборщики в типографии не нашли нужную свинчатку) и в тексте(! А это уже точно автор виноват) просто зашкаливает.

Вот у кого могу спросить и получить точный ответ. Вы , думаю, знакомы с книгой Элеоноры Виноградовой , Коструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками ?
И там после теорий и расчетов есть совет постройки ФИ по Баттерворту. Он такой: берем динамик с добротностью 0,383, помещаем его в объём, больше эквивалентного в 1, 41 раза , настраиваем инвертор на частоту резонанса динамика.
Думал, мозги вывернутся, потому что не сходится все в упор. Потому что нам нужен объём не больше эквивалентного, а меньше эквивалентного, и тоже в корень из двух. Тогда добротность в ящике вырастет до оптимальной, 0,57, а инвертор дотянет её до 0, 63- 0,65 примерно. Ну и сам инвертор стянет резонанс Fc вниз до исходной Fs .

 

[Дмитрий Рутковский]

Правда, сомнения стихают, когда включаю домашку . Чего-то все-таки добился.

Все люди разные. У меня и домашки толком нет. А то, что включаю на работе ничего кроме раздражения не вызывает. Потому что должно быть гораздо лучше. Но грёбаная физика, метафизика и экономика не оставляют шансов. И геометрия тоже зараза.

Думал, мозги вывернутся, потому что не сходится все в упор.

Не сходится потому что:

Отче, тут у тебя ошибка! Бог: -да знаю. Только без неё у меня ничего бы не получилось.

 

[Александр Бокарёв]

Нет, не читал. Но...почитаю.

Сейчас найду страницу .
Уже разобрался, автор пишет про Vas/v=1.41 , то есть, объём ящика МЕНЬШЕ эквивалентного и тут же ниже советует УВЕЛИЧИТЬ объём ящика. Ошибка .

 

[Сергей ДВ]

Сейчас найду страницу .
Уже разобрался, автор пишет про Vas/v=1.41 , то есть, объём ящика МЕНЬШЕ эквивалентного и тут же ниже советует УВЕЛИЧИТЬ объём ящика. Ошибка .

Я как раз про это писал. Наша литература изобилует такими ляпами, к сожалению. А ты потом сиди и ломай голову, а не дурак ли ты?

ПС Как материал для исследования, при усвоенных начальных знаниях - да, как учебник категорически - нет.

 

[NiCobalt]

Это мы ещё до термокомпрессии не добрались.

... тут бы просто о сложном как пример влияние конструкции , отдельных элементов и явлений в процессе работы устройства на микродинамику .
Чтобы не искать путь к ответу через одно место . Пока что 200 сообщений субъективщины
Тема термокомпрессии тоже интересна ! Она нам не только сопротивление поднимает но и портит связь B c L . Разумеется и в этом вопросе всплывет масса диффузора =)

 

[Aleph]

А сравнивал ли кто из форумчан одинаковые головки с разным сопротивлением? Для простоты пусть ШП. Вроде есть мнения что 16-омные и 4-омные варианты звучат по-разному

 

[fishrob]

Уважаемый Dimon SSSR, вынужден как коллега по авиационному образованию Вас поправить, чтобы внести ясность в ваши тезисы.

Во-первых, в вашем сообщении #142 с фото, на котором изображены линейные скачки уплотнения воздуха вокруг самолёта, Вы начинаете морочить голову коллегам по форуму, не знакомым с основами аэродинамики, картиной обтекания воздуха на ОКОЛО и СВЕРХЗВУКОВЫХ скоростях полёта летательного аппарата (ЛА) со скоростями порядка 300 м/с и более, когда число Маха полёта приближается к 1 и более. Число Маха равно отношению скорости полёта ЛА к скорости звука, которая на больших высотах составляет ~300м/с, а у земли на уровне моря ~340 м/с.
Но при чём здесь такие скорости? Мы здесь рассматриваем движение диффузора динамика со скоростями не более десятка метров в секунду, на которых ничего подобного сверхзвуковым скачкам не наблюдается и быть не может. Лучше было бы привести формулу для расчёта силы аэродинамического сопротивления для тела движущегося в воздушной среде.

X [кГс] = Сх * ( р * V * V / 2) * S; ... сила аэродинамического лобового сопротивления воздуха при набегании на него диффузора динамика.
где: Сх [-] - безразмерный коэффициент лобового сопротивления тела;
р [кГс * с**2 / м**4] - массовая плотность воздуха, равная на нулевой высоте уровня моря 0,125 [кГс * с**2 / м**4];
V [м / с] - скорость движения тела;
( р * V * V / 2) [кг / м**2] - величина скоростного напора;
S [м**2] - характерная площадь тела, например, для круглого диффузора это площадь круга с диаметром, проходящим по середине гофра диффузора динамика.
Кстати, коэффициент лобового сопротивления для круглого тела, стоящего поперёк воздушного потока давным-давно известен и составляет Сх=1,11 ... 1,28, а для вогнутой конической формы диффузора он составляет Сх ~=1,33.

Во-вторых, разберём тезисы вашего сообщение #158:

"Давление, при прочих равных, зависит от скорости."

Ну если быть более точным, то давление в слое воздухе, расположенном непосредственно над поверхностью диффузора создаётся за счёт действия силы лобового сопротивления воздуха (см. вышеприведенное выр. для силы Х), которая пропорциональна КВАДРАТУ скорости диффузора и, будучи отнесённой к площади диффузора, определяет величину давления, развиваемого диффузором динамика, т.е. :

Рвозд. = Х [кГс] / S [м**2]. - местное давление в слое воздуха, примыкающего к поверхности диффузора.
Вот, собственно, и вся премудрость физики появления величины текущего давления, создаваемого движением диффузора. Если нет воздуха, то и нет лобового сопротивления, а значит и нет самого давления и звука.

А за счёт чего же создаётся давление в воздухе. Да потому воздух обладает массовой плотностью и как всякое тело, обладающее массой, стремится сохранить своё невозмущенное и неподвижное состояние в полном соответствии с первым законом инерции сэра Ньютона. А поскольку на него надвигается, как танк, диффузор с определённой скоростью , то тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к к поверхности диффузора начинает упруго сжиматься, т.к. ему некуда деться между надвигающимся диффузором ("молотом") и значительной инерционной массой впереди стоящего присоединённого объёма перед диффузором ("наковальней")
И лишь по краям диффузора у тонкого слоя воздуха есть возможность "вытечь" в направлении от центра диффузор. Это так называемый краевой эффект снижения давления воздуха по внешнему краю диффузора за счёт преодоления воздухом сил вязкости (внутреннего трения) и его массовой плотности (силы инерции), а точнее соотношения сил вязкости и массовой плотности воздуха по критерию Рейнольдса (Re) при его самых малых значениях) происходит вытекание периферийного слоя воздуха с падением давления в нём относительно средней части диффузора.

В итоге, набегающий диффузор начинает сжимать тонкий слой воздуха, примыкающий непосредственно к поверхности диффузора, повышая его давление за счёт упругой податливости воздуха. Попробовал бы этот диффузор на такой же скорости сжать воду или ещё чего-нибудь более массивное, то он бы сам смялся "всмятку", а не окружающий его воздух.
А далее местное повышение давления воздуха, созданное в тонком слое набегающей поверхностью диффузора, со скоростью звука в 340 м/c убегает вперёд к ушам слушателя. И так далее от каждого нового микросмещения диффузора разбегаются продольные волны местных дополнительных сжатий и разряжений (при обратном движении диффузора) давления, соответствующих квадрату текущей скорости.

Ещё одна спорная мысль:
" По третьему закону Ньютона сила, порождаемая BL никогда не может быть больше силы лобового сопротивления (суммы сил, участвующих в процессе)."
Вас могут неправильно понять и подумать, что в любых режимах работы динамика наблюдается уравновешивание управляющей силы катушки соответствующей ей по величине противоположно направленной силой лобового сопротивления диффузора, что не соответствует действительности. Надо было сказать по другому:
Если максимальная по величине управляющая сила BLi, порождаемая катушкой динамика, будет скомпенсирована ей противодействующей силой диффузора от лобового сопротивления воздуха (с учётом демпфирующей возвращающей силы подвеса диффузора и прочих сил), то процесс ускоренного движения диффузора почти прекратится в соответствии со вторым законом динамики движения (даже несмотря на дальнейший рост силы BLi, т.к. аэродинамическое сопротивление будет расти ещё быстрее в квадратичной зависимости от скорости, и поэтому скорость движения резко упадёт и войдёт в состояние близкое к насыщению и станет почти постоянной с еле заметным нарастанием, поскольку нет прежнего ускорения движения и почти "заморозится" текущее значение скорости движения диффузора, а значит и текущее значение развиваемого диффузором давления.
Произойдёт ОГРАНИЧЕНИЕ максимальной амплитуды колебаний диффузора из-за слишком большого диаметра диффузора и недостаточной силы катушки динамика и поэтому начнётся резкий рост нелинейных искажений из-за амплитудного ограничения размаха колебаний диффузора, не соответствующих управляющему сигналу. Это и будет ограничением на максимальную мощность динамика, уж не знаю с каким названием.
Если установить на таком динамике диффузор с меньшим диаметром, то это ограничение из-за лобового сопротивления будет снято.
Отсюда следует вывод о том, что при заданной подводимой максимальной мощности к катушке динамика существует вполне определённый максимальный диаметр диффузора, при котором наступит ограничение максимально возможной амплитуды его колебаний, вызванное величиной лобового сопротивления, равной максимальной силе динамика. При меньшем диаметре диффузора у того же динамика амплитуда максимальных колебаний диффузора уже не будет ограничена величиной аэродинамического сопротивления, а будет наблюдаться ограничение максимального хода катушки уже конструкцией динамика (либо выходом катушки из магнитного поля с уменьшением управляющей силы относительно максимальной, либо ударами катушки по задней стенке поперечного магнитопровода).
Однако, видимо, ещё ранее в процессе приближения силы аэродинамического сопротивления диффузора к максимальной силе катушки начнётся процесс нарастания нелинейных искажений из-за нарушения линейности при отработке входного сигнала из-за возрастающей силы от аэродинамического сопротивления.
Вот такие соображения о физике появления звукового давления, создаваемого динамиком.

P.S. Кстати, вспомнил анекдот о скоростном напоре. Некий водитель врезался в столб и все время бормотал "хорошо,что пополам, ...". Его спросили, а он отвечает, "хорошо, что скоростной напор делится пополам, а то я бы не выжил". До сих пор и сам не знаю, почему пополам. Может для соблюдения баланса кинетической и потенциальной энергий? Может, кто объяснит.

Georgi, 04.03.2022г 0ч. 35м.

Мне понравилось, плюсую. Что бы осилить этот материал для улегания в голове потребовалось около получаса, троекратное прочтение и мысленные эксперименты по тексту прочтения. Как бы газодинамику нам преподавали конечно, жаль в памяти осталось немного по теме, может касаемо фазоинверторов что нить родится в голове потом.

 

[Alex TV]

так что-ж это за зверь такой, микродинамика?
Как ее услышать, увидеть, померять?

 

[Дмитрий Рутковский]

Её не мерить, её слушать надо.
Кто не слышит - глухой или у него хреновые динамики. Выбор есть всегда.

 

[Alex TV]

Кто не слышит - глухой или у него хреновые динамики.

а что надо слышать, и сколько?
Ну там какие нибудь особенные тыц-тыц, или наоборот цынь-пынь?
И, главное, СКОЛЬКО должно быть?

 

[ДимБол]

Простите великодушно мою серость)
А точно известно, что такое ДИНАМИКА? Может после этого только, к "микро" уровням перейти следует?

 

[Alex TV]

Простите великодушно мою серость)
А точно известно, что такое ДИНАМИКА?

а это когда что нибудь двигается.

• Динамика — состояние движения, ход развития, изменение какого-либо явления под влиянием внешних или внутренних факторов («движущих сил»).