소음기_머플러(2)

 소음기_머플러(1)에서 이미 머플러(muffler=silencer)에서 이미 소음기의 원리를 살펴 보았는데 여기서는 헬름홀츠(Helmholtz) 공명기를 적용하는 소음기에 대하여 그 작동관계를 살펴본다. (참조_헬름홀츠 공명기(http://soryro.tistory.com/254))

                                    [그림 1] 헬름홀츠 공명기를 적용한 머플러

 

 [그림 1]에 있는 머플러가 앞의 소음기_머플러(1)에서 설명한 머플러보다 더 일반적으로 적용되는 머플러이다. 소음기_머플러(1)(http://soryro.tistory.com/232)에 준 머플러는 불도저같은 대형엔진 소음기로 많이 사용되었고 헬름홀츠 공명기를 적용한 머플러는 보통의 승용차에 응용되고 있다.

 헬름홀츠 공명기의 목길이를 이라 하고, 단면적을 S라 하고, 음속을 c, 헬름홀츠 공명기의 체적을 V, 덕트(duct)의 단면적을 A라 하고 전달손실(Transmission loss)을 구하면 다음과 같다. (,w는 각주파수, f:주파수), (수식유도는 생략)

                           

 위 식으로 주어지는 이론적인 값과 실제 측정치 사이의 관게를 [그림 2]에 주었다.

[그림 2] 공진주파수는 같되 서로 다른 공진기의 전달손실 이론값(실선)과 실측치(점)

[그림 2]를 보면 덕트의 단면적 A가 작을수록, 헬름홀츠 공명기의 목길이가 작을수록 전달손실이 커지고, 헬름홀츠 공명기의 목 단면적이 클수록, 헬름홀츠 공명기의 체적이 클수록 전달손실이 커지는 것을 확인할 수 있다. 전달손실이 크면 클수록 소음기의 성능이 우수한 것이므로 위 변수들을 잘 조합하면 효율적인 머플러를 설계, 제작할 수 있다. [그림 2]에서 이다.

 

        ------------- by  Dajaehun