ZAJCSILLAPÍTOTT SZÁMÍTÓGÉPHÁZ TERVEZÉSE

ZAJCSILLAPÍTOTT SZÁMÍTÓGÉPHÁZ TERVEZÉSE Kovács Gábor 2006. április 01.

TARTALOMJEGYZÉK TARTALOMJEGYZÉK... 2 1. FELADAT MEGFOGALMAZÁSA... 3 2. LÉGCSATORNA ZAJCSILLAPÍTÁSA... 3 2.1 Négyzet keresztmetszet... 3 2.2 Téglalap keresztmetszet... 4 2.3 Kör keresztmetszet... 4 3. ZAJFORRÁSOK ÉS FREKVENCIÁJUK... 5 4. ZAJCSILLAPÍTÁS SZERKEZETI MEGOLDÁSAI... 8 4.1 Betétes zajcsillapítók... 8 4.2 Keresztmetszet növekedés... 12 4.3 Irányváltoztató idom... 13 4.4 Kamrás csillapító... 14 5. MODELLEZÉS... 15 5.1 Követelmények... 15 5.2 Szükséges csatlakozások... 15 5.3 Vázlatok... 15 6. ÖSSZEFOGLALÓ... 23 IRODALOM... 23 2

1. FELADAT MEGFOGALMAZÁSA Célunk olyan egyedi számítógépház tervezése, melyben az alaplap a hozzá tartozó perifériákkal együtt rögzíthető. A házban ventilátorok áramoltatják a levegőt. A házzal szemben támasztott alapkövetelmény a nagyon alacsony zajszint. A számítások és tervezés előtt tisztázzuk a szükséges alapfogalmakat. Egyenes légcsatorna zajcsillapítása [1] szerint: 2. LÉGCSATORNA ZAJCSILLAPÍTÁSA K Cs = 1,5 α [db/m] (2.1) F ahol α a falak abszorpciós tényezője K: csatorna keresztmetszet kerülete [m] F: csatorna keresztmetszete [m 2 ] A fenti képlet alapján vizsgáljunk meg néhány síkidomot, hogy melyik lenne legmegfelelőbb zajcsillapítás szempontjából. Olyan gazdaságossági kérdésekkel, mint az idomok folyóméter ára, most nem foglalkozunk. 2.1 Négyzet keresztmetszet Zajcsillapítás 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 0 100 200 300 400 500 Szélesség 2.1. ábra Négyzet keresztmetszetű légcsatorna zajcsillapítása a szélesség függvényében 3

2.2 Téglalap keresztmetszet Az alábbi diagramokon a W/B jelöli a szélesség és a magasság hányadosát. Zajcsillapítás 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 0 100 200 300 400 500 Magasság Zajcsillapítás 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 0 100 200 300 400 500 Magasság W/B=1,5 W/B=2 2.2. ábra Téglalap keresztmetszetű légcsatorna zajcsillapítása a magasság függvényében 2.3 Kör keresztmetszet Zajcsillapítás 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 0 100 200 300 400 500 Átmérő 3. ábra Kör keresztmetszetű légcsatorna zajcsillapítása az átmérő függvényében A mi csatornánk előreláthatóan a 300-500mm s tartományban lesz. A 400mm jellemző mérethez a csillapítások értékei a különböző keresztmetszetekre: Négyzet Téglalap (W/B=1,5) Téglalap (W/B=2) Kör Cs [db/m] 7,5 6,25 5,625 7,5 2.1.táblázat Légcsatorna zajcsillapítása különböző geometriájú légcsatorna esetén 4

A megvalósíthatóságot figyelembe véve a saját légcsatornánk megalkotásánál a négyzetes keresztmetszetet a lehető legjobban jobban megközelítő keresztmetszet kialakítására fogunk törekedni a legjobb csillapítási tényező elérése érdekében. A jó zajcsillapítás érdekében igyekszünk a légcsatorna befoglaló méreteit alacsony szinten tartani. Az abszorpciós (elnyelési) tényező nemcsak az anyagminőség függvénye, hanem az anyagvastagságnak, szerkezeti beépítésnek, s a frekvenciának is. Jobb csillapítási tényező érhető el, ha a felületet bevonjuk, pl. lefestjük. Érdemes olyan festéket használni, mely hangelnyelési tényezője jó. Ilyen lehet a vastagon fölhordott alapozó olajfesték. Bár mérési eredmények nem állnak rendelkezésemre, de feltételezhetően a zománc rosszabb hangelnyelési tényezővel rendelkezik. A csatornák belsejét hangelnyelő réteggel szokták bélelni. A réteg vastagságát érdemes legalább 10mm re megválasztani. A vékony réteg a magasabb frekvenciákat, míg a vastag az alacsony frekvenciájú (mély) hangok elnyelésére alkalmas. A hangelnyelő betét porózus szerkezetű. 3. ZAJFORRÁSOK ÉS FREKVENCIÁJUK Érdemes megfontolás tárgyává tenni a lehetséges frekvenciákat, melyekre számíthatunk az üzemeltetés során. Ehhez tisztázzunk néhány fogalmat. A hang az elemi nyomáshullám terjedése rugalmas közegben. A hang keletkezéséhez tehát zajforrásra és a terjedéshez rugalmas közegre van szükség. Tiszta hangról beszélünk, ha a vivő közeg állapota szinuszosan változik. Az összetett hang tiszta hangok keveréke. Az emberi fül hallástartománya 20 Hz- 20 khz terjed. Az érzékelés határai egyéni adottságoktól függnek, és az életkorral változnak. A hangérzet nemcsak a frekvenciától függ, hanem az 13 W intenzitástól is. A legkisebb még hallható zaj 10, mely 10 db nek felel meg. A 2 m W fájdalmat még nem okozó intenzitás kb. 10 m 2, mely 130 db t jelent. Esetünkben a zajok mechanikai és áramlási eredetűek lehetnek. A mechanikai zaj forrását a ventilátorok csapágyai, kiegyensúlyozatlan járókereke képezi. A mechanikai zajnak kb. 25 s m kerületi sebességig van jelentősége, ugyanis e fölött az áramlási eredetű zajok a meghatározóak. Mi mekkora sebességre számíthatunk? A kérdésre egy egyszerű képlet a válasz: 1 m vker = u2 = D2 π n = 0,12m π 950 = 6 (3.1) perc s Tehát elsősorban mechanikai zajokra kell számítanunk. Az optikai, valamint merevlemezes meghajtók további zajforrások. Ez utóbbinak inkább a mechanikai zajait halljuk, míg az előbbinek a mechanikai és áramlási zajait egyaránt. A [2] szerint a csapágyzaj a fordulatszám 7/3 hatványával arányos. Mivel a kerületi sebesség egyenes arányosságban áll az átmérővel (ld. (3.1) képlet), jó közelítéssel mondhatjuk, hogy a 5

ventilátor járókerekének belépő élen a kerületi sebesség egyharmada a kilépő élen lévőnek. Esetünkben ez 7 3 u u 2 2 L w = 10log 23,3log = 23,3log() 3 = 11dB u = 1 u (3.2) 1 intenzitású zajt eredményez. A forgási zajt az alábbi egyenlet definiálja. 8 u u 2 2 L w = 10log 80log = 80log() 3 = 38dB u = 1 u (3.3) 1 Mechanikai zajok csökkentésének lehetőségei: járókerék minél jobb kiegyensúlyozása (időnként letakarítjuk a lapátokról a rátapadt port), merev szerkezeti felépítés, beépítés (a ventilátor megfelelő beszerelése, rögzítése), megfelelő rezgésszigetelés (a ventilátort rezgésszigetelő anyaggal kell körbevenni szereléskor, ház megfelelő rezgésszigetelése). E rövid kitérő után kanyarodjunk vissza az eredeti problémára, hogy milyen frekvenciájú hullámokra kell számítanunk. Elsődlegesen a levegőztető ventilátor, az optikai meghajtók, és a merevlemezes meghajtók által keltett hullámokra lehet számítani. Ha a processzoron, vagy videokártyán további ventilátorok vannak, akkor ezek is zajt keltenek. Ventilátorok esetében a keltett zaj frekvenciája a fordulatszámtól és a ventilátor lapátszámától függ. Az alábbi táblázatban közlünk néhány adatot különböző fordulatszámokon működő, különböző lapátszámú ventilátorra. A táblázatból kiolvasható az adott ventilátor által keltett zaj frekvenciája. A forgási frekvencián szintén számíthatunk zajra, azonban ennek intenzitása elhanyagolható a lapátszám függvényében létrejövő zajhoz képest. Egyébként alacsony fordulatszámú (pl. házhűtő 12cm s ventilátor) ventilátornál a frekvencia a nem hallható tartományban van (950 1/perc=16 1/s=16Hz). Frekvencia [Hz] Lapátszám [db] 4 5 6 7 8 9 10 600 40 50 60 70 80 90 100 900 60 75 90 105 120 135 150 1200 80 100 120 140 160 180 200 1500 100 125 150 175 200 225 250 Fordulatszám 1800 120 150 180 210 240 270 300 [1/perc] 2100 140 175 210 245 280 315 350 2400 160 200 240 280 320 360 400 2700 180 225 270 315 360 405 450 3000 200 250 300 350 400 450 500 3.1. táblázat Adott fordulatszámú és lapátszámú ventilátor zajfrekvenciája 6

3.1. ábra Négylapátos járókerék A mi 12cm s ventilátorunkat (950 1/perc fordulat, 4 lapát) alapul véve, kb. 63Hz frekvenciájú zajra számíthatunk. A nagyobb fordulatszámok processzor és videokártya hűtőventilátorokra jellemzőek. Ha a CPU hűtőventilátor fordulatszáma 2700 1/perc, és 6 lapátja van, akkor ennek frekvenciája 270Hz. Ha vagyunk olyan szerencsések, s ismerjük a ventilátorban levő csapágy paramétereit, akkor a csapágyzaj frekvenciájának becslésébe is belevághatunk. A csapágy rezgési frekvenciái lentebb találhatóak. A csapágyak felépítéséből adódóan a következő csapágyhibákról beszélhetünk: csapágy külső gyűrűjének hibája, gördülőelem hiba, csapágykosár hiba, csapágy belső gyűrűjének hibája. (E hibák mindegyike különböző frekvencián kelt rezgéseket. Ez azt jelenti, hogy egy rezgésspektrum analizálóval ezek mérhetőek. A mért értékeket összehasonlítva a kiszámított, úgynevezett hibafrekvenciákkal, megállapítható, hogy a csapágy mely része károsodott.) Belső gyűrű hibájának frekvenciája: Külső gyűrű hibájának frekvenciája: Csapágykosár hibájának frekvenciája: Z n D w f = 1+ cosα ird (3.4) 2 60 dm Z n D w f = 1 cosα ord (3.5) 2 60 dm 1 n D w f = 1 cosα kosár (3.6) 2 60 dm 7

Gördülőelem hibájának frekvenciája: 2 d = 2 2 m n D 1 cos α 60 w f bd (3.7) Dw dm Z: gördülőelemek soronkénti száma, n: belső gyűrű fordulatszáma [1/perc], D w : gördülőelem átmérője [mm], D m : csapágy középátmérő [mm], α: érintkezési szög [ 0 ]. Mivel jelenleg nem áll rendelkezésünkre szétszedett ventilátor, nem tudjuk elvégezni a számításokat. Ezért azt ajánljuk, hogy a csapágyhibás ventilátort cseréljük ki, ekkor nem kell kiszámolni ezeket a frekvenciákat. A merevlemezes meghajtó belső forgórésze tömör korong. Ezek a meghajtók az 5600 10000 1/perc fordulatszám tartományban működnek. Ilyen nagy fordulatszámon siklócsapágyak alkalmazása megszokott. Így jó közelítéssel mondható, hogy a zaj frekvenciája a forgási frekvencián várható. Az alábbi táblázat közli a jellemző fordulatszámokon várható zajok frekvenciáját. n [1/perc] f [Hz] 5600 93,3 7200 120,0 10000 166,7 3.2. táblázat Zajfrekvencia az RPM függvényében Az ismert frekvencia függvényében meghatározható szerkezeti kialakítás, a felhasználandó szerkezeti anyagok, zajcsillapító betétekkel szemben támasztott követelmények. Erre a részre most nem térünk ki. 4. ZAJCSILLAPÍTÁS SZERKEZETI MEGOLDÁSAI A következőkben a zajcsillapítás szerkezeti kialakításának lehetőségeit tárgyaljuk. 4.1 Betétes zajcsillapítók A betétes zajcsillapítás előnye, hogy viszonylag rövid hosszon valósítja meg a zajcsökkentést. A légcsatornába különböző irányítottságú betéteket rögzítünk. Ezek lehetnek vízszintesek, függőlegesek, vagy szögben állóak. A csillapítási tényező az alkalmazott anyag elnyelési tényezőjétől, a betétlemezek vastagságától, azok egymástól való távolságától, s természetesen a hang frekvenciájától függ. A tapasztalatok alapján akkor várható jó csillapítás, ha a betételemezek vastagsága megegyezik az egymástól való távolságukkal. Tapasztalatok 8

alapján a mi alacsony frekvenciás tartományunkban viszonylag nagy (300 500mm) osztásközre van szükség. Amennyiben szélesebb frekvenciatartományra kell számítatnunk, különféle osztásközű lemezelést kell beépítetünk. A szerkezet csillapítása a téglalap keresztmetszetű csatorna rövidebb oldalának felosztásával a következőképp számítható: b 1+ na Cs = Cs a 0 [db/m] (4.1) b 1+ a ahol Cs 0 a légcsatorna betétek nélküli csillapítása, n a, n b az a ill. b oldal menti szekciók száma, a, b a rövidebb ill. hosszabbik oldalhossz. 4.1. ábra A csatorna rövidebb oldalának felosztása szekciókra A következő diagramok csillapítás értékei 200x400mm téglalap keresztmetszetű csatornára, egységnyi Cs 0 csillapításra vonatkoznak. Cs 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 na 4.2. ábra Csillapítás mértéke a betétlemez számának növelésével 9

A betétek számának növelésével növekszik a csillapítás mértéke, azonban a csillapítási frekvencia is! 1,9 1,9 1,8 1,8 1,7 Cs 1,7 1,6 1,6 1,5 1,5 1,4 0 1 2 3 4 5 6 7 b/a 4.3. ábra Csillapítás mértéke az oldalhosszak arányának növelésével Tehát a légcsatorna ezen részén a minél nagyobb oldalhossz különbség kialakítása célszerű. A 2. fejezetben pedig pont azt az eredményt kaptuk, hogy a négyzetest minél jobban megközelítő csatorna adja a legjobb csillapítást. Tehát ellentmondásra jutottunk. Mivel a függvények rendelkezésünkre állnak, azt javasoljuk, hogy a lehetséges megoldások átgondolásánál vegyük figyelembe a légcsatorna mérettartományát, s abban a mérettartományban a különböző mértékű csillapítási értékeket a csillapítási mód függvényében. A meglévő függvények segítségével válasszuk ki a megfelelő légcsatorna keresztmetszetet. A légcsatorna egyes részeinek esetleg érdemes különböző keresztmetszet nagysággal és alakkal rendelkeznie. A betétlemezek számának és a b/a oldalhossz viszony állandó tartása mellett az a oldalhossz tetszőleges értéket vehet föl, a csillapítás nem változik. A betétlemezes szerkezet csillapítása a téglalap keresztmetszetű csatorna hosszabbik oldalának felosztásával a képlettel számítható. b nb + Cs = Cs a 0 [db/m] (4.2) b 1+ a 10

4.4. ábra A csatorna hosszabbik oldalának felosztása szekciókra 3,0 2,5 2,0 Cs 1,5 1,0 0,5 0 1 2 3 4 5 6 7 nb 4.5. ábra Csillapítás mértéke a betétlemez számának növelésével A 4.5 és 4.2 ábra összehasonlításával megállapítható, hogy a hosszabbik oldalhossz felosztásával kisebb csillapítás érhető el, mintha a rövidebb oldalt tagolnánk szekciókra. Számítsuk ki, hogy mekkora lesz a csillapítása annak a betétlemezes csillapítónak, melynek téglalap keresztmetszetét 3 részre osztjuk 2db betéttel a hosszabbik oldala mentén. Mivel a hosszabbik oldala mentén osztjuk föl a csatornát, a (4.2) képletet kell használnunk. Ehhez azonban először a (2.1) képlettel számítsuk ki a légcsatorna Cs 0 csillapítási tényezőjét, ha a csatorna keresztmetszete 400x200mm. K 2 (0,4 + 0,2) m Cs0 = 1,5 α = 1,5 0,07 = 1,575 [db/m] (4.3) F 0,4m 0,2m Cs = Cs b nb + b a 1+ a 0,4m 3 + db 0,2m = 1,575 m 0,4m 1+ 0,2m 0 = 2,63 [db/m] (4.4) 11

Ezzel a szerkezeti kialakítással a magasabb, kb. 1000Hz körüli frekvenciákat tudjuk csökkenteni. Az alacsonyabb frekvenciájú zajok vastagabb szigetelőanyaggal, vagy kevesebb betét alkalmazásával szűrhetőek ki. Az irányváltoztató idomnál látni fogjuk, hogy van még egy megoldás az alacsony frekvenciás zajok csillapítására. A mi alacsony frekvenciájú tartományunkra rövidebb oldalt középen kettéosztó 1db függőleges, porózus anyaggal bevont betétlemez alkalmazása ajánlott. Cs = Cs b 1+ na b a 1+ a 400 1+ 2 db = 1,575 200 m 400 1+ 200 0 = 2,6 [db/m] (4.5) 4.2 Keresztmetszet növekedés A hirtelen keresztmetszet növekedés szintén csillapító hatású a zajra nézve. A csillapítás mértéke az alábbi képlettel számolható. Cs F 1 1 + F 2 2 2 = 10lg [db] (4.5) F1 4 F ahol F 1 a kisebbik, F 2 a nagyobbik keresztmetszet. 4.3. ábra Hirtelen keresztmetszet növekedés Az alábbi diagram mutatja, hogy a keresztmetszet arány függvényében hogyan változik a csillapítás. 12

Csillapítás [db] 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0 2 4 6 8 10 F1/F2 4.4. ábra Csillapítás mértéke a keresztmetszetek hányadosának függvényében A folyamatos átmenetű keresztmetszet növekedés nem eredményez lényeges zajcsökkenést. Minél nagyobb keresztmetszet változást valósítunk meg, annál nagyobb csillapítás várható. 4.3 Irányváltoztató idom Az irányváltoztató idomok jelentősen képesek csökkenteni a hangteljesítmény szintjét. A csillapítás mértéke függ az irányváltoztatás szögétől, az idomdarab keresztmetszetének méretétől, az abszorpciós tényezőtől, s a hang frekvenciájától. A kis keresztmetszetű könyök csak a magas hangok csillapítására alkalmas, azonban a nagyobb keresztmetszetű könyök az alacsonyabb frekvenciájú hangokat is csillapítja! Minél nagyobb a könyök keresztmetszete, annál nagyobb frekvenciatartomány csillapítható vele. A csillapított frekvenciára nézve annyi adat áll rendelkezésünkre, hogy 900x900mm négyzetes keresztmetszetet tekintve kb. 150Hz től érünk el zajcsillapítást. A mi szerkezetünk kb. 300 400mm s négyzetes, vagy téglalap keresztmetszetű lesz. Az ekkora keresztmetszet a 400Hz től magasabb frekvenciájú zajokat képes csillapítani. Az alábbi ábrán egy 6 irányváltoztatású idom látható. A megvalósíthatóságot is szem előtt tartva természetesen nem fogunk ilyen bonyolult geometriájú idomot használni. 4.5. ábra Irányváltoztató idom 13

4.4 Kamrás csillapító A kamrás csillapító végső soron egy hirtelen keresztmetszet növekedésnek fogható föl. Ennek a csillapító hatását föntebb tárgyaltuk. A kamra csillapítása az alábbi képlettel számítható: cos β Cs = 10lg f 2 2 π d 1 + R [db] (4.6) ahol f a kamrához csatlakozó légcsatorna keresztmetszete, β a be és kilépő keresztmetszetek középvonalát összekötő egyenesnek a légcsatorna középvonalával bezárt szöge, d a be és kilépő keresztmetszetek középvonalát összekötő átló hossza, R a kamra teremállandója (ld. lentebb). A fönti egyenletben több egymás ellen ható paraméter van. Ezek optimumának megkeresésére egy többváltozós optimalizálás végrehajtása szükséges. Amennyiben marad idő a modellezési kérdések tárgyalására, az optimalizálás elvégzését, s eredményét ott közöljük. F α R = [m 2 ] (4.7) 1 α ahol F a kamra belső felülete, α a bélelt kamra abszorpciós tényezője. 4.6. ábra Kamrás csillapítás A fönt említett csillapítási módok mindegyik fokozható hangelnyelő bélés alkalmazásával, akár a betétlemezeken, akár a könyökidomokon. 14

5. MODELLEZÉS Az eddig lefektetett elképzelések alapján hozzuk létre a számítógépház modelljét. A 3D s testmodellt Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 programrendszerrel készítjük el. Mielőtt nekifognánk a modellezésnek, ajánlott összeírni a követelményjegyzéket, melyben megfogalmazzuk a ház által teljesítendő feladatokat. 5.1 Követelmények kis házba ill. házból be és kilépő sebesség az alacsony zajszint érdekében a ház nagyon jó hangszigetelési tulajdonságokkal rendelkezzék az alaplapnál viszonylag nagy áramlási sebesség a jó hűtés érdekében rezgésszigetelő talpak nagyon jó rezgésszigetelés (súlypont az alátámasztások átlóiban) a doboz tetején az alaplaphoz be lehessen látni (plexi) nagyon jó hangszigetelés egyszerű megvalósíthatóság légcsatorna vizuális ellenőrizhetősége a füsttel való áramlástechnikai vizsgálat és a szennyeződések időben való felismerése érdekében mivel a számítógépház feltehetően a szobánkban lesz elhelyezve, szükséges a szerkezet kellemes megjelenése a szükséges perifériák csatlakoztathatósága alaplap, beépített HDD és kártyák számára 300x450x180mm álljon rendelkezésre. 5.2 Szükséges csatlakozások Házventilátorok (4 csavarral rögzített) Alaplap (6-8 csavarral rögzített, hátul billentyű, egér stb. csatlakozási lehetőség) Tápegység Kapcsolók (power, reset) USB kivezetés (2db) CD-ROM (1db 5,25 ) Mobil Rack (2db 5,25 ) Merevlemez (1db 3,5 ) 5.3 Vázlatok A kész szerkezet megtervezése előtt készítsünk néhány vázlatot. Gondolkodjunk lehetséges kialakításokon. Tartsuk szem előtt az üzembiztonságot, a megvalósíthatóságot, a követelményjegyzékben foglaltak biztosítását. Számos jó megoldás lehetséges. Midig az adott tervező dönti el, hogy melyik paraméterek fontosabbak számára, melyek kevésbé. A mi megoldásunk nem feltétlen a legjobb. Töltsünk egy kis időt azzal, hogy legalább 5 10 féle lehetséges megoldást felvázolunk. A vázlatok közül a nekünk legmegfelelőbbet válasszuk ki. Itt közlünk néhány, az általunk kitalált lehetséges megoldást. 15

5.1. ábra Egy lehetséges megoldás 5.2. ábra Egy lehetséges megoldás Végül a második megoldást választjuk ki megvalósításra. A választás oka az előző gondolatmenetből kiderül. Ismétlem, nem ez az egyetlen megközelítési irány. Ez a tervezői szabadság. Ennek a szerkezetnek a 3D s modelljét készítjük el a következőkben. Ne feledjük, hogy a tervezés egy hosszú folyamat, s ahogy egyre többet tudunk meg a szerkezetről, egyre jobb konstrukció kialakítása lehetséges. A tervezés több, egyfajta, iterációs lépések sora. Az alapelvek tisztázottak, ezért kezdjünk hozzá a modell megrajzolásához. Az említett programrendszer előnye, hogy benne jól követhetőek a változások, viszonylag könnyen kidolgozhatóak a különböző megoldások, továbbá támogatja Top-Down Assembly tervezést. Ennek lényege, hogy összeállítás szinten létrehozunk vázlatokat, kötöttségeket, melyek a későbbiek során vezérlik az egyes munkadarabokat. Így még gyorsabb lesz a változások követése. A fönti ábra bal oldalán látható vonalak vezérlik az összeállítási modell alkatrészeit, melyek a fönti ábra jobb oldalán megjelentek. 16

5.3. ábra Kiválasztott elrendezés modellje Elkészítjük az első renderelt képet a meglévő modellről. Nos az árnyalat kissé lehangoló, de a célnak megfelel. 5.4. ábra A számítógépház első renderelt képe A megvalósíthatóság érdekében néhány változtatást végzünk el a ház belső terén, majd a tetejére teszünk egy plexi tetőt emelőfülekkel. A tetőlap 2db plexi lemezből áll, köztük levegő a jó hangszigetelés érdekében. A lapokat 10mm vastag fa választja el. A plexi lapon körben gumiszigetelés található ugyancsak a jó hangszigetelés érdekében. Az ilyen kialakítás további előnye azon kívül, hogy jól mutat, hogy a ház belső felén a tetőlemez környékén kevésbé törik meg a levegő útja. 17

5.5. ábra Plexi tető 5.6. ábra Számítógépházunk a textúrázás után A levegő útját a számítógépházban mutatja az alábbi ábra. Amint az látható zárt terek maradnak a házban. Ezeket a zárt tereket érdemes szivaccsal, vagy egyéb porózus anyaggal kitömni. A ventilátorok kerete körüli teret szintén ajánlott kitölteni. Szerelés során az egyes darabok összeillesztésénél gondosan járjunk el, s lehetőség szerint az érintkező elemek közé szigetelőanyagot (pl. gumiszalag) szereljünk. Az íves és sík elemek találkozásánál gondos összemunkálás szükséges. Ld. lentebb. 18

2. ventilátorsor 1. ventilátorsor 5.7. ábra Levegő útja a házban 5.8. ábra Íves elem kidolgozása A szükséges helyekre építsük be a jó hangelnyelő tulajdonságú szigetelőket. Ld. alábbi ábra rózsaszín részei. Az ábrán jól megfigyelhető, hogy a hát eleje és vége szinte teljes egészében hangszigetelővel borított. A zaj tovább csökkenthető, ha a ház oldalfalait szintén hangszigetelő betéttel látjuk el. Mivel minden nagy kiterjedésű lemezfelület felerősíti a hanghullámot, érdemes a ház oldalát is leszigetelni belülről a 2. ventilátorsor után. Az áramló levegő hőmérsékletének csökkentése érdekében helyezzünk el hűtőbordákat is a házban. 19

5.9. ábra Hangszigetelő bélések helyei 5.10. ábra Egyszerű hűtőborda perforált lemezből 5.11. ábra Ház befoglaló méretei 20

A házon egy modell analízist lefuttatva meghatározható a súlypontja. Erre azért van szükség, mert a rezgések minimalizálása érdekében lehetőleg egyforma távolságban kell lenni a lábaknak. Mivel kis frekvenciájú rezgésekre számítunk, kemény lábakat kell használni alátámasztásként. Az alábbi ábrán egy aranyszínű gömbbel jelöltük e pontot. Ez kb. a ház geometriai középpontjában van. Így az alátámasztások a ház széleitől egyforma távolságra elhelyezhetőek. 5.12. ábra Számítógépház súlypontja Befejezésként nézzünk meg néhány renderelt képet. 5.13. ábra Renderelt képek 21

5.14. ábra Oldalról 5.15. ábra Végső renderelés 22

A fenti ábrák 3-5 perc generálódnak egy 2800+ AMD 32 bites processzoron, 1GB 333MHz fizikai memória jelenlétében. A ház befoglaló méreteinek, s tömegének csökkentése érdekében lehetséges műanyag öntött ház tervezése. Sajnos ennek a gyártási háttere nem áll rendelkezésünkre, ezért erre nem térünk ki ebben a leírásban. 6. ÖSSZEFOGLALÓ A zajcsillapítás lehetőségeit mérnöki szemmel közelítve lefektettünk néhány tervezési alapelvet, ötletet, melyek felhasználhatóak a további tervezés, fejlesztés során. Mivel a puding próbája az evés, érdemes hangnyomásszint mérést végezni viszonylagos csöndben (kora reggel, vagy éjszaka). Ahogyan arról korábban szóltunk, nem az itt közreadott megoldás az egyetlen, s a kivitelezésen is sok múlik, hogy mennyire tartjuk be az alkatrészek egymástól való elszigetelését. Megjegyezzük, a szerkezet közel sem tökéletes. A modell továbbfejleszthető oly módon, hogy paramétereket definiálunk, amelyek aktuális értékeit a leírás elején olvasható képletek definiálnak, így a szerkezet bármely változtatása hatására láthatjuk a csillapítási tényezőket. Remélem hasznos volt e rövid kis tanulmány. Építő jellegű kritikát, tanácsot, ötletet szívesen veszek. Mivel senki sem tökéletes, eme leírásban is lehetnek hibák. Az esetleges hibákért, s az abból keletkezett károkért a szerző nem vállal felelősséget. ELÉRHETŐSÉG Web: http://gaborengineering.0catch.com IRODALOM 1. Dr. Fekete Iván: Szellőztető berendezések (1975. Műszaki Könyvkiadó, Budapest) 2. Dr. Nyíri András: Erő és munkagépek I (1995. Miskolci Egyetemi Kiadó, Miskolc) A zajcsökkentés további módjáról olvasható egy jó kis cikk a http://tuningnet.hu/cikkek/renew/ oldalon. 23