Calculo de absorción del aire ¿como hacerlo?

EmbcGold
#1 por EmbcGold el 06/10/2017
Saludos, he estado leyendo, investigando y tratando de comprender el calculo de la absorcion del aire, mas concretamente la pregunta es ¿como funciona el calculador de DoPa relativo a la absorción del aire, por ejemplo? Sabiendo que puedo conseguir y calcular en http://www.doctorproaudio.com/content.php?115-calculadores-proaudio-sonido-dmx sin embargo la intención es comprender como lo hicieron, revisé la ISO 9613-1 que es donde está basada la fórmula pero aún asi no logro dar con los resultados de atenuación que se dan a conocer en db, alguien sabe como hacer el cálculo basado en temperatura(°C), humedad relativa (%)frecuencia (Hz) distancia (metros)? si pueden por favor ejemplifiquen con estos datos de ejemplo : 26°C de temperatura, 45% de humedad relativa, 4000hz como frecuencia y 15 metros de distancia. Estaré muy agradecido de ver el procedimiento, gracias de antemano.
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CLP
#2 por CLP el 12/10/2017
la velocidad de propagación del sonido tiene que ver con los cambios de temperatura y humedad.
la velocidad será mayor cuanto mas denso sea el ambiente en el cual se propaga..evidentemente la humedad y la temperatura afectaran.
se puede calcular la velocidad de propagación del sonido a partir de la humedad y la temperatura, y sus cambios.Si te refieres a eso...si te he entendido bien¿?

Formula para la Variable de Temperatura C, siendo T la temperatura en ºC
C=331,4+ 0,6 T.......puedes hacerlo con C= 343 + 0,6T
siendo C considerado= 343 ms (a 20ºC y 50% Humedad) a veces se puede encontrar cálculos con valores aproximados con 340ms

sabiendo que la FASE es tiempo o distancia....si sabemos que el sonido se propaga mas o menos metros por segundo según los cambios de temperatura.Entonces asumimos que habrá diferencias de tiempo/temporales si cambia C

¿Cuál es el periodo (T) de 4000Hz?
Vamos a usar la formula que relaciona Tiempo(periodo T) y frecuencia (f) concreta

f=4000 Hz ; T=1/ f ; T=0,00025 ms

¿Cuál es la Longitud de Onda ?

Donde la relación de la Longitud de Onda λ (lamda) para esa frecuencia (f) en ese periodo (T) y con esa constante de temperatura (C) es:

λ (lamda)= T x C

λ= 0,00025 x 343

λ=0,08575 metros--LONGITUD DE ONDA de 4000Hz (1 CICLO=1λ)=360º
SI AHORA CAMBIAS EL VALOR DE C, por que varia la temperatura y su humedad....VARIARÁ λ,dandote un valor nuevo....ya podrías comparar, y ver las diferencias de tiempo,distancias,fase que te supone para esa frecuencia 4000Hz.

0,02143 metros ....(1/4λ)=90º UN CUARTO DE LONGITUD DE ONDA de 4000Hz
0,0428 metros ......(1/2λ)=180º MEDIA LONGITUD ONDA de 4000Hz

Hoy en día muchos softwares de gestión de sistemas, te dan la opción,lo recalculan y te muestran las modificaciones para las vías y los procesos automáticamente.
soni5.jpg
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CLP
#3 por CLP el 12/10/2017
A todo lo anterior , el calculador utiliza la distancia en su ultimo recuadro....para calcular las diferentes atenuaciones que se dan al aumentar la distancia a la fuente de sonido.
el calculo de antes, lo hemos calculado para un punto de distancia "X"m. 0 m no por que seria encima de la fuente, y eso no puede ser.
Sabiendo el nivel de presión sonora que sigue la relación 1W/1m , sabiendo la sensibilidad el altavoz (ej: 94dB 1w/1M según especificaciones) y la potencia amplificada en W (ej: 1000W) podemos calcular el SPL a 1metro.

Ahora usando la formula del cuadrado de la distancia, sabemos que cada vez que doblamos la distancia del punto "X" a la fuente nuestra energía decrece 6dB, usaremos la ecuación:

atenuación por distancia= 20 Log I/ I ref I=2 metros , el doble de 1m.. I ref: 1 Metro
20Log2- 20Log1
20Log2 - 0
20Log2= 6 dB

Si sabemos el SPL del altavoz con esa temperatura C a 1m(dB=10Log P/Pref...relación de diferencias de potencia Vatios se usa 10Log no 20Log) , con esa distancia "X"...si variamos la distancia por ejemplo 2X...variará el SPL....y su verá atenuado. con hasta un -6dB cada vez que doblemos la distancia.

y así salen los resultados del calculador,en base a esto.el calculador te da menos información de la que yo he realizado a mano. pero te calcula en dB la atenuación ocurrida por distancia mas que por temperatura.Para mi, es incompleto, en ese aspecto ya que no relaciona Potencia, ni sensibilidad del altavoz en el mismo calculador. Solo calcula a partir de que pongas valores a la distancia >0....¿ y si quiero saber lo que varía la fase según los cambios de temperatura para una frecuencia ( 4000Hz) en un punto fijo X de la audiencia, solo por que ha variado la temperatura 10 grados?....sin suponer lo que va a pasar a 2 m, 6m, 8m, 10m de ese punto.que eso vendrá luego...eso el calculador no te lo hace ( pero el que esta justo encima de el , el de longitud de onda sí)...primero lo tienes que sacar tu y luego calcular las distancias y sus correspondientes atenuaciones, en eso si es útil.
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EmbcGold
#4 por EmbcGold el 13/10/2017
#3 excelente es una respuesta por demás completa y muy muy paciente, gracias por tomar el tiempo de redactarla, ahora quiero revisar un poco más
CLP escribió:
Formula para la Variable de Temperatura C, siendo T la temperatura en ºC
C=331,4+ 0,6 T.......puedes hacerlo con C= 343 + 0,6T
siendo C considerado= 343 ms (a 20ºC y 50% Humedad) a veces se puede encontrar cálculos con valores aproximados con 340ms
acá si bien es muy cierto sigo sin ver la relación (humedad-temperatura) ya que estamos tomando como referencia que ya es 50% de humedad, y aun asi la humedad relativa es una variable que afecta el resultado, ¿como lo hace? ya se como varía la velocidad del sonido por temperatura pero no como lo afecta la humedad relativa, por demás absolutamente clara y completa la respuesta, si me ayudas en este punto estaré aún más agradecido CLP. :birras: =D>
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CLP
#5 por CLP el 13/10/2017
lo siento no tengo una relacion directa solo para la humedad.
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EmbcGold
#6 por EmbcGold el 13/10/2017
#5 Igual muchas gracias CLP por el tiempo que te tomaste, muy agradecido
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Manelfunk
#7 por Manelfunk el 14/10/2017
Si es facilísimo...

Sengpielaudio

● Formula for calculating the damping of air ●

Damping of Air of High Frequencies (Dissipation)

ISO 9613-1:1993 − Acoustics − Noise Absorption by Air − Attenuation of sound during propagation outdoors − Calculation of the absorption of sound by the atmosphere.
Attenuation due to atmospheric absorption is specified as a function of the frequency of the sound from 50 Hz to 10 kHz and that is really no ultrasound.

There are 4 parameters for calculating air damping:
1) Frequency f in Hz.
2) Temperature T in K (Kelvin). Can be fixed to a standard room temperature of 293.15 K
= 20°C = 68°F.
3) Relative Humidity h in %. Can be fixed to a standard of 50 to 60% or whatever represents a standard RH for one's circumstances.
4) Atmospheric pressure p in kPa (kilopascal). Can be fixed to a standard of 101.325 kPa (standard pressure at sea level).

as = a · s [dB] total absorption at distance s

pt = pi · exp(−x · as) [Pa]
x = 1 / (10 · log ((exp(1))2) = ca. 0.1151
Delta Lt = 20 · log (pi / pt) = as [dB]
a = 8.686 · f2 · ((1.84 · 10−11 · (pa / pr)−1 · (T / To)1/2) + y) [dB/m]
y = (T / To)−5/2· (0.01275 · exp (−2239.1 / T) · (frO + f2 / frO)−1 + z)
z = 0.1068 · exp (−3352 / T) · (frN + f2 / frN)−1
frO = (pa / pr) · (24 + 4.04 · 104 · h · ((0.02 + h) / (0.391 + h)))
frN = (pa / pr) · (T / To)−1/2 · (9 + 280 · h · exp (−4.170 · ((T / To)−1/3−1)))
h = hr · ((psat / pr) / (pa / pr)) = hr · (psat / pa)
psat = pr · 10(−6.8346 · (To1 / T)^1.261 + 4.6151)

a ........ pure-tone sound attenuation coefficient, in dB/m, for atmospheric absorption
s ........ distance in m through which the sounds propagates
pi ....... initial sound pressure amplitude in Pa
pt ....... sound pressure amplitude in Pa
pa ...... ambient atmospheric pressure in kPa
pr ....... reference ambient atmospheric pressure: 101.325 kPa
psat ... saturation vapor pressure equals:
................ International Meteorological Tables WMO-No.188 TP94
................ World Meteorological Organization - Geneva Switzerland
T ........ ambient atmospheric temperature in K (Kelvin).
........... K = 273.15 + Temperature in °C (Celsius)
To ...... reference temperature in K: 293.15 K (20°C)
To1..... triple-point isotherm temp: 273.16 K = 273.15 + 0.01 K (0.01°C)
h ........ molar concentration of water vapor, as a percentage
hr........ relative humidity as a percentage
f ......... frequency
frO ..... oxygen relaxation frequency
frN ..... nitrogen relaxation frequency
x ........ a help factor to shorten formula − improvement by E. Desart
y ........ a help factor to shorten formula
z ........ a help factor to shorten formula
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EmbcGold
#8 por EmbcGold el 15/10/2017
Genial #7 Saludos Manelfunk, ahora lo puedes ejemplificar? con estos datos como ejercicio
1) Frecuencia 4000hz
2) temperatura en K :298,15
3:Humedad relativa de 30%
4: Presion atmosferica estandar 101.325 kPa

Manelfunk escribió:

There are 4 parameters for calculating air damping:
1) Frequency f in Hz.
2) Temperature T in K (Kelvin). Can be fixed to a standard room temperature of 293.15 K
= 20°C = 68°F.
3) Relative Humidity h in %. Can be fixed to a standard of 50 to 60% or whatever represents a standard RH for one's circumstances.
4) Atmospheric pressure p in kPa (kilopascal). Can be fixed to a standard of 101.325 kPa (standard pressure at sea level).

Muchas gracias de antemano!
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Manelfunk
#9 por Manelfunk el 15/10/2017
#8 hombre, el interesado eres tú, si quieres un ejemplo, calcúlalo tú mismo que ya tienes la fórmula, y comprueba el resultado con la herramienta que tienes disponible en webs diversas (como en dpa por ejemplo)
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CLP
#10 por CLP el 15/10/2017
ahora se entiende por que estos ajustes aun siendo mas importante la temperatura que la humedad...los hace un ordenador. y nosotros cotejamos los datos, los comparamos, los analizamos, los estudiamos, los estrapolamos, los relacionamos...y los volvemos a meter en el ordenador/app calculador para ver las variaciones
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EmbcGold
#11 por EmbcGold el 15/10/2017
#9 vale! solo lo solicité porque creo que la mejor manera de verlo es un ejemplo! pero no hay problemas, gracias.

CLP escribió:
ahora se entiende por que estos ajustes aun siendo mas importante la temperatura que la humedad...los hace un ordenador.


Es cierto #10 , de hecho mi idea es terminar una hoja de excel que estoy haciendo para mostrar el procedimiento y hacer los calculos.
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