Calculadora de comprimento de duto - Subwoofer

Uma caixa acústica bass reflex usa um duto sintonizado — também chamado de ventilação ou radiador passivo — para reforçar a saída de baixas frequências e melhorar a eficiência em relação a uma caixa selada. O duto atua como um ressonador de Helmholtz: um volume de ar dentro da caixa ressoa pelo pescoço do duto em uma frequência específica determinada pelo volume da caixa, pelas dimensões do duto e pela correção de extremidade. Calcular corretamente o comprimento do duto é essencial para atingir a frequência de sintonia desejada e maximizar o desempenho de graves. A fórmula fundamental do comprimento do duto vem da teoria do ressonador de Helmholtz. A frequência de ressonância de uma caixa com duto é: f = (c / 2π) × √(A / (V × Leff)), onde c é a velocidade do som (aproximadamente 13,530 in/s ou 344 m/s à temperatura ambiente), A é a área total de seção de todos os dutos combinados, V é o volume interno líquido da caixa e Leff é o comprimento efetivo do duto, incluindo as correções de extremidade. Reorganizando para Leff e subtraindo a correção de extremidade, obtemos o comprimento físico do duto L = (c² × A) / (4π² × f² × V) − k × d. A correção de extremidade compensa o fato de que a massa de ar colocada em movimento pelo duto se estende um pouco além das extremidades físicas do tubo. Para um duto aberto em uma extremidade dentro da caixa e alargado na outra, a correção padrão é k × d, onde d é o diâmetro do duto e k ≈ 0.732 para uma extremidade sem flange. Alguns projetos usam k = 0.85 para uma extremidade com flange dentro da caixa. Em caso de dúvida, use o valor padrão de 0.732, que é o mais citado na literatura de engenharia acústica. Para vários dutos em paralelo, cada duto recebe a mesma diferença de pressão e, juntos, atuam como um único duto com área de seção combinada igual a n × π × r². A calculadora leva isso em conta multiplicando a área pelo número de dutos n no numerador da fórmula de comprimento. Isso significa que dobrar a quantidade de dutos, mantendo o mesmo diâmetro por duto, exigirá um duto individual mais longo para manter a mesma frequência de sintonia. Restrições práticas de projeto frequentemente limitam o comprimento do duto. Dutos muito longos podem exigir um duto em slot ou dobrado para caber dentro da caixa. Dutos muito curtos (menos de cerca de 2 polegadas) podem produzir ruído de sopro em grandes excursões porque a velocidade do ar no duto fica alta demais. Como regra geral, a velocidade do ar deve ficar abaixo de 10–15 m/s na saída máxima. Se o comprimento calculado parecer pouco prático, considere ajustar o diâmetro do duto, a quantidade de dutos ou a frequência de sintonia alvo. A frequência de sintonia (Fb) geralmente é escolhida perto da frequência de ressonância em ar livre do alto-falante (Fs) ou ligeiramente abaixo para máxima extensão, ou acima de Fs para uma resposta de graves mais forte e perceptível. As frequências de sintonia comuns variam de 25 Hz para subwoofers profundos em home theater a 40–50 Hz para som automotivo e reforço de contrabaixo. A Calculadora de comprimento de duto permite testar diferentes combinações para encontrar o projeto ideal para o seu driver e aplicação.