بررسي اثر ضخامت، شدت صوت و نحوه قرارگيري لايه هوا بر ضريب جذب صوت فوم پلي‌اورتان با استفاده از روش تابع انتقال

The Effect of Foam Thickness, Sound Intensity, and Air Layer on Sound Absorption Coefficient of Polyurethane Foam Using Transfer Function Method

مقدمه: فوم پلي‌اورتان يكي از مواد جاذب صوت مي‌باشد كه در ايران به عوامل تأثيرگذار بر ضريب جذب صوت آن توجه چنداني نشده است. بنابراين، مطالعه حاضر با هدف بررسي تأثير ضخامت، وجود لايه هوا و ميزان شدت صوت بر ميزان جذب صوتي فوم پلي‌اورتان انجام شد. روش‌ها: در اين مطالعه، لوله امپدانس طبق استاندارد ساخته شد و سپس ضريب جذب فوم پلي‌اورتان سلول باز (Open cell) با دو ضخامت 25 و 50 ميلي‌متر اندازه‌گيري گرديد. سپس هر دو ضخامت در 6 شدت صوت مختلف بررسي شد. همچنين، ضريب جذب فوم 25 ميلي‌متري با 5/5 سانتي‌متر لايه هوا و فوم 50 ميلي‌متري با 3 سانتي‌متر هوا در انتهاي نمونه مورد سنجش قرار گرفت. علاوه بر اين، اندازه‌گيري جذب براي فوم 40 ميلي‌متري يك‌بار به صورت 2 سانتي‌متر فوم، 1 سانتي‌متر هوا و 2 سانتي‌متر فوم و در حالت بعد به صورت 4 سانتي‌متر فوم و 1 سانتي‌متر هوا در انتها انجام گرديد. يافته‌ها: يافته‌هاي تعيين دقت و كارايي مطالعه نشان داد كه لوله امپدانس با ضريب همبستگي 98/0 قابل استفاده مي‌باشد. شدت صوت در هر دو ضخامت تأثير چشمگيري در ميزان جذب صوت نداشت. همچنين، لايه هوا در انتهاي فوم 25 و 50 ميلي‌متري سبب افزايش جذب در فركانس‌هاي مياني و بالا شد. علاوه بر اين، در مقايسه با فوم 5 سانتي‌متر بدون هوا، وجود 1 سانتي‌متر هوا بين فوم 40 ميلي‌متري، باعث افزايش جذب در همه فركانس‌هاي مورد مطالعه و در حالت 1 سانتي‌متر هوا در انتها سبب افزايش جذب در فركانس‌هاي بالا گرديد. نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج تحقيق، مي‌توان ضريب جذب صوت فوم پلي‌اورتان سلول باز را با در نظر گرفتن ضخامت بيشتر با توجه به شرايط موجود و قرار دادن لايه هوا در پشت يا بين ماده جاذب بهبود بخشيد.

Background: Polyurethane foam is a sound-absorbing material. The affective factors of its sound absorption have not received much attention in Iran. Therefore, the present study was conducted with aim to investigate the effect of sample thickness, air gap thickness, and sound intensity on sound absorption rate of open cell polyurethane foam. Methods: To conduct this experiment, the impedance tube was built based on the standards, and the absorption coefficient of open cell polyurethane foam with thicknesses of 25 and 50 mm was measured. Then, both foam thicknesses were evaluated in the 6 different sound intensities of 70, 80, 90,100, 110, and 120 dB. Furthermore, the absorption coefficient of the 25 mm thick foam with 5.5 cm of air and the 50 mm thick foam with 3 cm air layer on one side of the samples were measured. Then, the absorption coefficient of 40 mm thick foam was measured with 1 cm air layer and 2 cm of foam on either side, and then, 1 cm air layer and 4 cm of foam on either side. Findings: The obtained accuracy and efficiency showed that the impedance tube can be used with a correlation coefficient of 0.98. The effect of sound intensity on sound absorption was not significant in either of the two thicknesses of polyurethane foam. The air layer on one side of the 25 and 50 mm thick foam increased the absorption in average and high frequency ranges. The absorption coefficient of 40 mm thick foam with 1 cm of air in the middle increased in all frequencies, and of the sample with 1 cm air on one side, increased in high frequencies compared to the 5 cm thick foam without an air layer. Conclusion: According to the results of this study, the sound absorption coefficient of the open cell polyurethane foam can be improved with a higher thickness and by inserting a layer of air at the end or in the middle of the absorbent material.