ISO 5136:1990
(Main)Acoustics — Determination of sound power radiated into a duct by fans — In-duct method
Acoustics — Determination of sound power radiated into a duct by fans — In-duct method
Gives a method for testing ducted fans. Applies to fans which emit steady, broadband, narrow-band and discrete-frequency sound. Applies to air temperatures between -50 °C and +70 °C. The test duct diameter range is from 0,15 m to 2 m. The maximum flow velocity is 30 m/s and the maximum swirl angle is 15°. An example of a method for determining the angle of swirl is given in annex F. The one-third octave band centre frequency range is from 50 Hz to 10 000 Hz.
Acoustique — Détermination de la puissance acoustique rayonnée dans un conduit par des ventilateurs — Méthode en conduit
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
’ 5136
STANDARD
First edition
1990-12-15
Acoustics - Determination of Sound power
radiated into a duct by fans - In-duct method
Acoustique - Determination de Ia puissance acoustique rayonnee dans un conduit
par des ven tifa teurs - Methode
en conduit
Reference number
ISO 5136 : 1990 (El
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (El
Contents
Page
1 Scope. 1
2
2 Normative references .
2
3 Definitions and Symbols. .
3
......................................
4 Test facilities and instrumentation
.................................................... 8
5 Testarrangement
9
......................................................
6 Testprocedure
......................................................... 10
7 Calculations
10
8 Information to be recorded .
............................................ 10
9 Information to be reported.
Annexes
Computational procedures for calculating A-weighted Sound power level
11
from octave or one-third octave band power levels .
Determination of the signal-to-noise ratio of Sound to turbulente noise in
12
thetestduct .
....... 13
Guidelines for the design and construction of an anechoic termination
...................... 18
Evaluation of Performance of anechoic terminations
Example of a sampling tube. . 19
................................... 21
Measurement of the swirl component
22
Bibliography .
0 ISO 1990
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means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without Permission in
writing from the publisher.
International Organkation for Standardkation
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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ISO 5136 : 1990 (EI
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through ISO technical committees. Esch member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in Iiaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires
approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 5136 was prepared by Technical Committee ISO/TC 43,
Acous tics.
part of this International Sta ndard. An
Annexes A and B form an C to G
are for information only.
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ISO 5136 :199O(E)
Introduction
The Sound power radiated into a duct by a fan depends to some extent on the type of
duct, characterized by its acoustical impedance. For a measurement method, the duct
has, therefore, to be clearly specified. In this International Standard, the duct is of cir-
cular Cross-section and terminated nearly anechoically. Details of typical anechoic ter-
minations are given in annex C. The Sound power obtained under these special con-
ditions is a representative value for actual applications, as the anechoic termination
forms an impedance about midway between the higher and lower impedances found in
practice. The Sound power radiated in actual applications tan, in theory, be estimated
from data on fans and duct impedances. Since this information is at present in-
complete, these effects are not usually considered in acoustical calculations.
In Order to suppress the turbulent pressure fluctuations at the microphone, the use of a
long cylindrical Windscreen (“sampling tube”) is stipulated. The microphone, with the
sampling tube, is mounted at a radial Position such that the Sound pressure is accept-
ably well related to the Sound power by the plane wave formula, even in the frequency
range in which radial standing waves (Cross-modes) are possible.
in of the Standard deviation to be expected if the
The testing precision is given terms
measurements were repeated in many different laboratories.
The procedures for measuring the operating conditions (Performance measurements)
are not specified in detail in this International Standard. The operating conditions are
intended to be specified in a separate code which will be the subject of a future Inter-
national Standard.
for deter-
This International Standard is one of a series specifying different methods
mining the Sound power levels of fans.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
- Determination of Sound power radiated into
Acoustics
a duct by fans - In-duct method
computing Sound power from pressure measurements, and the
1 Scope
tolerante of the instrument calibration. The estimated Standard
deviations are given in table 1.
1.1 Measurement conditions
Table 1 - Precision of the method of measurement
This International Standard specifies a method for testing
ducted fans to determine the Sound power radiated into an
One-third octave band
anechoically-terminated duct on the inlet and/or outlet side of
Standard deviation
centre frequency
the equipment. lt applies to fans which emit steady, broad-
band, narrow-band and discrete-frequency Sound. lt applies to
dB
Hz
air temperatures between - 50 OC and + 70 OC.
50 315
3
63
The test duct diameter range is from 0,15 m to 2 m. The maxi-
2,5
80; 100
mum flow velocity is 30 m/s and the maximum swirl angle is
125to4000 2
15O. An example of a method for determining the angle of swirl
23
is given in annex F. 5000
6 300 3
315
The one-third octave band centre frequency range is from 8000
10 000 4
50 Hz to 10 000 Hz.
NOTE - The flow noise suppression of the sampling tube (sec 6.2.1)
may be insufficient at higher velocities and at higher angles of swirl.
The Standard deviations given in table 1 reflect the cumulative
effects of all Causes of measurement uncertainty, excluding
variations in the Sound power from machine to machine or from
1.2 Types of Source
test to test which may be caused, for example, by changes in
the mounting or operating conditions of the Source.
The method applies to a Sound Source in which a fan is usually
connected to ducts on at least one side.
NOTES
Examples of the ducted fans and fan equipment covered by this
International Standard are
1 The Standard deviations given in table 1 are derived from infor-
mation in [3], [51 and [191.
- ducted centrifugal fans;
2 The precision data will increase in the presence of swirling flows.
- ducted axial flow fans;
- ducted mixed flow fans.
3 If discrete frequency components are present or if measurements
are not averaged over a sufficiently long period, the precision will be
less than that indicated.
This International Standard may also apply to other aero-
dynamic sources, such as boxes, dampers and throttle devices.
4 At high frequencies, particularly above about 4 000 Hz, the
precision data quoted in table 1 may increase when the noise spectrum
This International Standard does not apply to non-ducted fans
being measured decreases rapidly with frequency. Under these con-
or non-ducted fan equipment.
ditions, the high-frequency Sound pressure levels sensed by the
microphone tan be of small magnitude compared with those at lower
frequencies, and electrical noise, pat-ticularly from the frequency
1.3 Precision of the method of measurement
analyser, tan interfere with the Sound Signal at these high frequencies.
In Order to achieve correct determinations of Sound power it may be
The precision of the method of measurement is given in terms necessary to repeat the high-frequency Sound measurement by
passing the microphone Signal through a high pass filter before it is
of the Standard deviation of the Sound power level. lt includes
analysed by the frequency analyser.
the effects of end reflections, transitions, the possible errors in
1
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ISO 5136 : 1990 (E)
2 Normative references are the Sound pressure levels at each of the three
=,,,=p21 =p31
measurement positions in the test duct.
The following Standards contain provisions which, through
L pm is the spatially averaged Sound pressure level obtained
reference in this text, constitute provisions of this International
from averaging over the measurement positions in the test
Standard. At the time of publication, the editions indicated
duct. lt may also be obtained from a continuous circumferential
were valid. All Standards are subject to revision, and Parties to
traverse (see 6.2.4).
agreements based on this International Standard are encouraged
to investigate the possibility of applying the most recent
q is the spatially averaged Sound pressure level at the measure-
editions of the Standards indicated below. Members of IEC and
ment plane, corrected for the combined free-field response C
ISO maintain registers of currently valid International
(sec 3.9 and 7.1).
Standards.
ISO 266 : 1975, Acoustics - Preferred frequencies for
3.5 Sound power level, LW, in decibels: Ten times the
measurements.
logarithm to the base 10 of the ratio of a given Sound power to
the reference Sound power. The width of a restricted frequency
ISO 5221 : 1904, Air distribution and air diffusion - Rules to
band shall be indicated, for example one-third octave band
me thods of measuring air flow rate in an air handling duct.
power level, A-weighted Sound power level, etc. The reference
Sound power is 1 pW.
ISO 7235 : - 11, Acoustics
- Measurement procedures for
due ted silencers - Insertion Ioss, flow noise and total pressure
Ioss.
radiated into the
36 fan Sound power : The Sound power
IEC 225 : 1966, Octave, half-octave and third-octave band ist duct by the fan.
filters intended for the analysis of Sounds and vibrations.
IEC 651 : 1979, Sound level meters.
3.7 frequency range of interest: For general purposes, the
frequency range of interest includes the one-third octave bands .
with centre frequencies between 100 Hz and 10 000 Hz. For
3 Definitions and Symbols special purposes, the frequency range of interest may be ex-
tended down to 50 Hz. For fans which radiate predominantly
For the purposes of this Interna tional Standard, the following
high- or low-frequency Sound, the frequency range of interest
definitions and Symbols apply.
may be limited in Order to reduce the costs of the test facilities
and procedures. The limits of the restricted frequency range
shall be given in the test report.
3.1 fan inlet [outletl area, Sf: The area of the fan fitting
provided for connection to attached ductwork.
3.8 sampling tube: A tubular Windscreen to be attached to
3.2 ducts: Any of the airways defined in 3.2.1, 3.2.2 and
a Standard microphone designed to minimize its sensitivity to
3.2.3.
flow noise.
3.2.1 test duct : The duct in which the fan Sound power is
measu red. lt has an anechoic termina tion. 3.9 Further Symbols
C, correction supplied by the manufacturer to be added to the
3.2.2 terminating duct: The duct opposite to the test duct,
calibrated microphone response to obtain the free field
if both sides of the fan are ducted. lt has an anechoic termin-
response, expressed in decibels
ation.
C2 frequency response correction of the sampling tube of nor-
3.2.3 intermediate duct: The duct fitted on the intake side
mal incidence, expressed in decibels, to be added to the
and on the discharge side of the fan to ensure desired flow con-
calibrated microphone response Esee 4.3.3 c)]
ditions. lt connects to the test duct or the terminating duct, if
necessary by a transition section (sec figure 1). C3 flow velocity correction for the frequency response required
by the use of the sampling tube, expressed in decibels (see
table 5)
measurement p Ilane: The radial plane in the test duct in
33
Ichich the microphone diaphragm is located.
C4 modal correction for the frequency response required by
the use of the sampling tube, expressed in decibels (sec
table 6)
3.4 Sound pressure level, L,, in decibels: Ten times the
Iogarithm to the base 10 of the ratio of the mean-Square Sound
c=c,+ C2 + C3 + C4 Combi ned frequency response cor-
pressure of a Sound to the Square of the reference Sound
rection expressed in decibels
pressure. The width of a restricted frequency band shall be in-
dicated, for example one-third octave band pressure level,
c Speed of Sound in the test duct
A-weighted Sound pressure level, etc. The reference Sound
pressure is 20 FPa. Q fluid density in the test duct
1) To be published.
2
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ISO 5136 : 1990’ (El
d diameter of the fan inlet, fan outlet, test duct, NOTE - This International Standard prescribes ducts with circular
Cross-sections. Future International Standards may involve ducts with
intermediate ducts, terminating ducts (sec figure 1)
rectangular Cross-sections.
I length of the ducts and transitions (see figure 1)
4.2.2 Dutt lengths
r radial distance from the test duct centreline to the
sampling tube centreline
Dutt lengths shall be as specified in figure 1.
pressure reflection coefficient defined as the ratio of the
ra
4.2.3 Dutt Cross-sectional area
Sound pressure amplitude of the Sound wave reflected
from the anechoic termination to the Sound pressure
The duct Cross-sectional areas shall be as specified in table 2,
amplitude of the incident wave
where the inlet or outlet area Sf is the area on the side to which
the respective duct is connected.
b, h Cross-dimensions of the rectangular fan inlet or fan
ou tlet
Table 2 - Cross-sectional areas of ducts
Cross-sectional area
4 Test facilities and instrumentation
Dutt
min. max.
I
4.1 General requirements
Fan inlet
side
The test arrangement shall consist of the fan to be tested, an
intermediate duct, the test duct with anechoic termination, and
Fan outlet
the instrumentation (see figure 1). If a fan usually used with
side ~~~~~~~~ 1 ~~~~ 1 21~~
duct work on both sides is to be tested, a termination duct with
anechoic termination plus an intermediate duct shall be
connected opposite to the side on which the Sound power is
4.2.4 Transitions
determined.
All transitions, including any transitions from rectangular fan
All connections between the fan and the ducts shall be firm,
outlets or inlets to the circular ducts, shall be coaxial and shall
unless a Vibration-isolating coupling is an inherent patt of the
meet the following criteria :
fan. The test ducts shall include provisions for mounting the
microphone and sampling tube at the locations specified in 5.2.
a) the maximum enclosed angle of the sides shall be 15O;
Suitable provisions shall also be made for controlling the b) the minimum length, /min, shall be calculated from
desired fan operating conditions.
z larger area
min
-=
- 1
NOTES
smaller area
ZO
with l. = 1 m
1 Examples of designs of anechoic terminations and throttling
devices are given in annex C.
2 Measurement of mass flow is the preferred method of controliing 4.2.5 Anechoic termination
the fan operating Point fsee ISO 5221); an alternative method is to
measure the fan pressure rise.
The pressure reflection coefficient, rar of the anechoic termin-
ation when installed and when a throttling device is fitted shall
3 The aerodynamic Performance characteristics of the fan may be
not exceed the values specified in table 3.
measured using a different test arrangement.
Table 3 - Maximum pressure reflection coefficients
4.2 Dutt specifications
One-third octave band Maximum pressure
centre frequency ref lection coefficient
4.2.1 Construction of ducts and transitions
HZ
The ducts shall be straight, coaxial with the fan inlet or outlet,
50
014
and of uniformly circular Cross-section. The ducts and tran-
63
0,35
sitions shall be manufactured either from steel having a mini-
80
O,3
mum thickness 1 mm or from a material of equivalent mass per 100
0,25
unit area and rigidity which ensures an acoustically hard and > 125
0,15
smooth interior surface.
NOTE - Guidelines for the design of the anechoic terminations and a
The ducts and transitions should preferably be treated with a
method for measuring the pressure reflection coefficient of the ter-
mination are given in annexes C and D.
Vibration-damping material on the outside.
3
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ISO 5136 : 1990 (E)
Dimensions in metres
Stepped anechoic
Anechoic termination
termination and
(schematic)
Conical or rectangular
throttle (schematic)
to round transition Measurement
/
Measurement,
r r Plane
Flow measurement
(schematic)
2
0,7 < ld61d2> Q 2,1
For circular fan inlet, diameter dl
2
12d > 3,8 ld4 - d2) and > td4/d21 - 1
1 < ld3/d,l 2 < 2,1
for dJ > d2
2d, G 1, < 5d,
2
124 > 3,8 ld2 - da) and > (d2/d4, - 1
13, a 3,8 ld3 - d,) and > (d3/dl) 2 - 1
for d2 > d4
For rectangular fan inlet, b, x h,
For rectangular fan outlet, b2 x h2
nd;
l<
- < 2,1
nd;
4wl 0,95 < - < 1,07
4b2h2
nd;
0,7 < - < 2,1
4b2h2
nd;
b31 > 3,81dm - d31 and > - - 1
4Wl
nd2
- 1
* 124 > 3,81Jm - dJ1 and > z
3 3
2d4 < ld < 5d4
2
forLdz > b2h2
le > 3,8 ld6 - d4) and > d6/d4) - 1
4
for d6 > da
2
d4/d6) - 1
lM > 3,8 (da - d6) and >
402h2
for da > d6 124 a 3,81d-+h2 - d4 and > x - 1
4
For circular fan outlet, diameter d2
-d;
for b2h2 ’ 4
2
0,95 < (d4/d2> < 1,07
a) Simultaneous measurement of inlet and outlet in-duct noise
Test arrangement and limiting dimensions of test ducts, intermediate ducts and transitions
Figure 1 -
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 5136 :1990 (EI
Dimensions in metres
Conical or rectangular
round transition
Flow measurement
Fans with ducted
-
(schematic)
outlet
All dimensions as for figure 1 a) except for l~
16 > da and > 1
Flow measurement and
Fans with unducted
-
control (schematic)
ou tlet
L Anechoic termination
(schematic)
All dimensions as for figure 1 a)
b) Measurement of inlet in-duct noise only
Figure 1 - (contkwed)
Dimensions in metres
Conical or rectangular
Fans with ducted
to round transition
inlet
Flow measurement and
Flow measurement --+
control (schematic)
(schematic)
Stepped anechoic termination -/
(schematic)
All dimensions as for figure 1 a) except for 13
13 > 44 and > 1
Fans with unducted Flow measurement and
inlet control (schematic)
Anechoic termination -/
All dimensions as for figure 1 a)
Fan Transition Intermediate Test duct Terminating
duct duct
duct
c) Measurement of outlet in-duct noise only
Figure 1 - (concluded)
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO5136:1990 (E)
4.2.6 Throttling device a) The turbulente noise shall be suppressed by at least
10 dB in the frequency range of interest as compared with a
nose cone. The actual values of turbulente noise sup-
An adjustable throttling device, if necessary, shall be provided
Pression as a function of frequency and flow velocity shall
at the end of the anechoic termination remote from the fan. No
be known in Order to determine the signal-to-noise ratio as
other throttle shall be placed between the fan and the anechoic
specified in 6.2.1 (see also annex B and table E.l).
termination. The throttling section shall provide control to
adjust the operating conditions under which it is desired to
b) The maximum diameter of the sampling tube shall be
determine the Sound power of the fan.
22 mm.
The throttling device and the anechoic termination shall be
c) The frequency response correction C2 of the sampling
designed so that the Sound pressure level generated in the test
tube for each one-third octave band of interest shall be
duct by the throttling device is at least 10 dB below the fan
determined to within + 0,5 dB in a plane-wave field inci-
Sound pressure level in the test duct.
dent axially from the front. If tests are carried out in a free
field, a minimum distance of 3 m between the loudspeaker
Suggested throttling arrangements are shown in figure C.5.
and the sampling tube being tested shall be maintained, and
the reference microphone Position shall be at the mid-Point
of the sampling tube length. It is essential that the fre-
quency response correction curve be smooth. Alternatively,
4.3 lnstrumentation
a manufacturer’s calibration cutve, obtained in compliance
with the requirements for the frequency response correc-
tion, shall be used.
4.3.1 Measuring System
d) The directivity of the sampling tube, when measured in
a free field with broad-band noise of one-third octave band-
4.3.1 .l Microphone
width, shall be within the limits given in figure 2.
A microphone of a Sound level meter complying with the re-
. quirements for a type 1 instrument as specified in IEC 651 shall
Curves illustrated in figure 2 are given by the following equation :
be used. The dimensions shall be compatible with those of the
sampling tube.
1
for 0 < 0 < 1,31 rad (75O)
AL = 20 Ig
l+&xKx03
4.3.1.2 Microphone cable
where
The microphone/cable System shall be such that the sensitivity
AL is the reduction of sensitivity, in decibels, at an incidence
does not Change with temperature in the range prevailing
angle 0 compared with incidence axially from front (0 = OO);
during the test. Cable flexing arising from either microphone
traversing or from airflow across the cable shall not introduce
K is the directivity constant;
noise which interferes with the measurements.
f. is the centre frequency of the one-third octave band, in hertz;
0 is the angle of incidence, in radians.
4.3.1.3 Sound level meter or other microphone amplifier
The limiting values of the directivity constant K are given in table 4.
The Sound level meter or other amplifier used to amplify the
microphone Signal shall conform to the electrical requirement
Table 4 - Limiting values of the directivity constant K
for a type 1 Sound level meter as specified in IEC 651. The fre-
quency response characteristic designated Lin shall be used.
One-third octave band
centre frequency K K
min max
Hz
4.3.2 Frequency analyser
1 000 0,35 x IO-3 1,5 x 10-3
2 000 0,35 x 10-3 1,5 x IO-3
A one-third octave band filter set complying with the re- 0,35 x IO-3 2,2 x IO-3
4 000
quirements of IEC 225 shall be used. The filter band centre fre- 8 000 0,35 x IO-3 2,2 x IO-3
quencies shall be those tabulated in ISO 266.
2 A manufacturer’s Statement that the sampling tu directivity
within the limits specified by figure 2 may be used.
4.3.3 Sampling tube
e) Values
for the flow velocity correction, Cs, shall be
taken from table 5.
The sampling tube reduces the turbulent pressure fluctuations
maintain a suff icient
at the measurement positions in Order to
NOTE - Sampling tubes are available commercially. See for
signal-to-noise ratio (see 6.2.1).
example figure E.I.
f) Values for the modal correction, C& shall be taken from
The sampling tube and its use shall comply with the following
table 6.
requ irements :
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 5136:1990 (El
-
0
dB
-10
t
8
-30
*
JI
0 rad -3 0 rad $
6
f
e- e--
Figure 2 - Limiting curves for the directivity of the sampling tube (broad-band noise of one-third octave bandwidth)
Table 5 - Flow velocity correction, CS, in decibels, for the frequency response of the sampling tube
,
Range of flow Mach numbers (flow velocity/speed of Sound)
One-third
octave band 0,011 7 to 0,017 5 to 0,023 3 to 1 0,029 2 to 0,035 0 to 0,040 8 to 0,046 6 to 0,052 5 to
0,058 3 to 0,064 1 to 0,070 0 to 0,075 8 to 0,081 6 to
centre < 0,017 5 <0,0233 < 0,0292 < 0,035O < 0,0408 < 0,0466 < 0,052 5 < 0,0583 <0,064 1 < 0,070O <0,0758 <0,081 6 <0,087 5
frequency
Range of flow velocities, in metres per second, for measurements in air at 20 OC (i.e. Speed of Sound, c = 343 mk)
Hz
4to<6 6to<8 8to
- - - - - - - - -
-
1000 02 0,2 0,2
- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - -
1250 02 02 02 02 0,3
- - - - - - - - - - - - -
- - - - - -
1 600 0,2 0,2 02 0,3 0,3 0,3 0,4
- - - - - - - -
- 02 02 0,3 013
- - - - -
2000 02 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 015 0,5
- - - - - -
- 02 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5
- - -
-
2500 02 02 0,3 0,4 014 0,5 016 017 033
- - - -
- 0,2 0,3 0,3 014 0,5 016 017 03
- -
- 1
3 150 02 013 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 019 12
- -
- 02 02 0,3 0,4 W3 0,7 03 1 12 L5
-
- 1
4000 02 0,3 014 016 0‘7 03 12 L4 1,6 -Lg
-
- 02 0,3 0,4 0,6 0,7 03 12 115 V3 Zl 2,5
-
5 000 02 013 0,5 W 03 kl L3 1,6 13 22 2,6 2,9
- 02 0,3 0,5 0,7 03 12 115 13 2,3 Z8 3,4 4
1 3
6 300 02 0,3 0,5 0,7 113 L7 Zl 2,5 3,5 4,l 4,6
- 0,3 0,5 03 IJ L5 2 2,5 3,1 3,8 4,6 515 615
8000 0,3 0,5 W3 12 V3 Zl 2,7 3,4 4,l 43 5,7 6,6 7,5
0,2 0,5 W3 L3 1,8 23 3,2 4,l 5,2 6,4 7,7 9 IO,4
IO 000 0,4 W3 12 lt8 23 3,3 4,3 5,3 6,4 7,7 83 IO,1 11,l
0,4 0,8 L3 2 23 3,9 5,2 6,6 8,2 9,9 11,4 12,4 12,6
NOTE - For each frequency, the upper values are for the outlet duct (Sound and flow in the same direction) and the lower values arc for the inlet
duct (Sound and flow in opposite directions).
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (EI
Table 6 - Modal correction, C4, for the frequency response of the sampling tube
Diameter range of the test duct, d, in metres
One-third
octave band
Relative radial Position 2r/d = 0,8 Relative radial Position 2r/d = 0,65
centre frequency
Hz 0,15 < d < 0,2 0,2 < d < 0,3 0,3 d 4 d < 0,5 0,5 Q d < 0,8 0,8 < d < 1,25 l,25
< d < 2
250
315 1
400
Ir5
500
1 115
630 1 lt5
1,5 -
800
lt5 L5 Ir5
1000 2 2
2
1250
1 2 2 2
1600 1 1 L5 2,5
2,5 23
2000 1 2 2,5 3 3
3
2500 L5
2,5 3 3,5 315 3,5
3150 2,5 3,5 4 4
4 4
4000 3,5 4,5 5 5 5
5
5000
4,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5
6300 5,5 6 6
6 6 6
8000 6 6 6 6 6
6
10 000 6
6 6 6 6 6
g) An example of a sampling tube is given in annex E. A
5 Test arrangement
typical reduction of the turbulent pressure fluctuation as
compared with the nose cone is given in table E.1 as a func-
5.1 Sampling tube mounting
tion of flow velocity for one-third octave bands.
The microphone with the sampling tube shall be mounted in
NOTE - Sampling tubes are available commercially. See for
the test duct in the measuring plane as shown in figure 1.
example figure E.1.
The microphone with the sampling tube shall be mounted
rigidly in an axial direction pointing towards the fan. For fan
4.3.4 Graphit Ievel recorder or other read-out devices
inlet measurements, the sampling tube shall Point towards the
fan, but the microphone end of the tube shall be rounded. The
mounting shall introduce a minimum of flow noise.
Graphit level recorders and other read-out devices shall comply
with the requirements for a type 1 instrument as specified in
NOTE - Schematic drawings of typical mountings are given in
IEC 651.
annex E.
5.2 Sampling tube Position
4.3.5 Multiplexing System
5.2.1 Radial Position
If the procedure outlined in 5.2.2b) is used, the multiplexing
System shall be qualified such that the resulting Sound pressure
The sampling tube shall be mounted at the radial positions
level is within + 0,5 dB of the true energy-equivalent average
given in table 7. See figure 3.
of the individual Sound pressure levels throughout the fre-
quency range of interest.
Table 7 - Radial positions of the sampling tube
Diameter
Relative radial Position
4.4 System calibration
of the test duct, d
2rid
m
I
A stable acoustical calibrator shall be applied to the microphone
0,15 Q d < 0,5
W3
without the sampling tube to check the calibration of the entire
0,5 < d a 2 0,65
measuring System before and after each series of tests. The
NOTE - The given radial positions ensure a good estimate of the
calibrator shall be recalibrated annually. The porous part of the
Sound power from the measured Sound pressure.
sampling tube shall be clean and undamaged.
8
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (EI
Possible positions of the
slit of the sampling tube.
The slit should face away from
62 . Sound pressure level readings
the direction of any swirl.
6.2.1 General
Sampling tu be
Measurements shall be made in one-third octave bands within
the frequency range of interest.
Sound pressure level readings shall be taken under the required
steady-state fan operating conditions. The background noise
levels with the fan being tested not operating should be
measured for each test condition. The fan Sound pressure level
readings shall be at least 10 dB above the background levels. If
the background noise is less than 10 dB below the Sound
pressure level, the data shall be reported as “Not more than . . .
Test duct /
dB above background noise”.
The fan Sound pressure level readings shall be at least 6 dB
Figure 3 - Radial Position of the sampling tube
above the level of the turbulent pressure fluctuations which are
associated with the turbulent flow in the test duct. One of the
two procedures for determining
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5136
Première édition
1990-12-15
Acoustique - Détermination de la puissance
acoustique rayonnée dans un conduit par des
ventilateurs - Méthode en conduit
Acoustics - Determination of sound power radiated into a duct b y fans - In-duct
method
Numéro de référence
ISO 5136 : 1990 (FI
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
Sommaire
Page
Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . 1
Références normatives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Définitions et symboles . . . . . 2
Dispositifs d’essai et instrumentation .
. . . . 3
Installation d’essai. .
. . 8
Mode opératoire . . . . .
. 8 9
Calculs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Informations à consigner .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Rapport d’essai . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 10
Annexes
A Méthode de calcul du niveau de puissance acoustique pondéré A
à partir des niveaux de puissance acoustique par bande de tiers d’octave . . . . . 11
B Détermination du rapport signal (du ventilateur)-bruit de turbulence dans
le conduit de mesurage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
C Guides pour l’étude et la réalisation d’une terminaison anéchoïque . . . . . . . . . .
13
D lkaluation des caractéristiques des terminaisons anéchoïques . . . . . . . . . . . . . .
18
E Exemple de sonde microphonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
F Mesurage de l’élément de giration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
G Bibliographie. 22
0 ISO 1990
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales
requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 5136 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43,
A cous tique.
Les annexes A et B font partie intégrante de la présente Norme internationale. Les
annexes C à G sont données uniquement à titre d’information.
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 5136 : 1990 0
Introduction
La puissance acoustique rayonnée dans un conduit par un ventilateur dépend, dans
une certaine mesure, du type de conduit, caractérisé par son impédance acoustique.
En conséquence, dans une méthode de mesurage, le conduit doit être correctement
défini. Dans la présente Norme internationale, le conduit a une section circulaire et une
terminaison sensiblement anéchoïque. Des détails de terminaisons anéchoïques typi-
ques sont donnés dans l’annexe C. La puissance acoustique, obtenue dans ces condi-
tions spéciales, est une valeur représentative pour les applications pratiques, étant
donné que la terminaison anéchoïque donne une impédance sensiblement moyenne
entre les plus hautes et les plus basses impédances trouvées dans la pratique. La puis-
sance acoustique rayonnée dans les conditions réelles peut, en théorie, être estimée à
partir d’informations supplémentaires relatives aux impédances du ventilateur et du
conduit. Comme ces informations sont actuellement insuffisantes, ces effets ne sont
habituellement pas pris en compte dans les études acoustiques.
Afin de supprimer les fluctuations de pression de nature turbulente au niveau du micro-
phone, il est prescrit d’utiliser un écran antiturbulence («sonde microphonique))). Le
microphone associé à la sonde est monté en une position radiale telle que la pression
acoustique soit suffisamment bien corrélée à la puissance acoustique par la formule
des ondes planes, même pour les fréquences où des ondes stationnaires radiales
(modes transversaux) peuvent se produire.
L’exactitude du mesurage est donnée par l’écart-type que l’on pourrait attendre si les
mesurages étaient répétés dans un grand nombre de laboratoires différents.
Les méthodes de mesurage des conditions de fonctionnement (mesurages des caracté-
ristiques) ne sont pas prescrites en détail dans la présente Norme internationale. Ces
conditions seront prescrites dans une Norme internationale ultérieure.
La présente Norme internationale fait partie d’une série de normes décrivant diverses
méthodes de détermination de la puissance acoustique des ventilateurs.
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
NORME INTERNATIONALE
Détermination de la puissance acoustique
Acoustique -
rayonnée dans un conduit par des ventilateurs - Méthode
en conduit
mesures de pression, ainsi que les tolérances d’étalonnage de
1 Domaine d’application
l’appareillage. Les écarts-types estimés sont donnés dans le
tableau 1.
1.1 Conditions de mesurage
La présente Norme internationale prescrit une méthode d’essais
Tableau 1 - Exactitude de la méthode de mesurage
des ventilateurs en conduit, en vue de déterminer la puissance
acoustique rayonnée dans un conduit ayant une terminaison
1 Fréquence médiane de bande
anéchoïque à l’aspiration et/ou au refoulement. Elle est applica-
Écart-type
de tiers d’octave
ble aux ventilateurs qui emettent des bruits stables à large
bande, à bande étroite et à fréquence discrète. Elle s’applique
HZ dB
I
pour des températures d’air comprises entre -50 OC et
50
3,5
+ 70 OC.
63
3
80; 100
2,5
Le diamètre du conduit de mesurage est compris entre 0,15 m
125à4000 2
et 2 m. La vitesse maximale d’écoulement est de 30 m/s et
5000
2,5
l’angle maximal de giration de 15O. Un exemple de détermina-
6 300
3
tion de l’angle de giration est donné dans l’annexe F.
8000
3,5
10 000 4
Les fréquences médianes de bande de tiers d’octave sont com-
prises entre 50 Hz et 10 000 Hz.
Les écarts-types donnés dans le tableau 1 reflètent les effets
NOTE - L’atténuation du bruit d’écoulement par la sonde micro-
cumulatifs de toutes les causes d’incertitude de mesurage, à
phonique (voir 6.2.1) peut être insuffisante pour de plus grandes vites-
l’exception des variations de la puissance acoustique d’une
ses et des angles supérieurs de giration.
machine à l’autre ou d’un essai à l’autre qui pourraient provenir,
par exemple, de changements dans les conditions de montage
1.2 Type de source
et de fonctionnement de la source.
La source de bruit à laquelle s’applique la méthode est un venti-
NOTES
lateur dont au moins une ouïe est habituellement raccordée à
un conduit.
1 Les écarts-types donnés dans le tableau 1 proviennent d’informa-
Exemples de ventilateurs à enveloppe et d’équipements de ven- tions contenues dans [3], [5] et 1191.
tilateurs concernés par la présente Norme internationale :
2 Les données d’exactitude augmenteront en présence d’écoule-
-
ventilateurs centrifuges à enveloppe,
ments rotationnels.
-
ventilateurs hélicoïdes à enveloppe,
3 En présence d’éléments de fréquence discrets ou si le moyennage
-
ventilateurs mixtes à enveloppe. temporel des données acoustiques n’est pas effectué sur des intetval-
les de temps suffisamment longs, l’exactitude des mesurages sera infé-
La présente Norme internationale est également applicable à
rieure à l’exactitude indiquée.
d’autres sources aérodynamiques telles que coffres, silencieux
et dispositifs de réglage de débit. 4 Aux hautes fréquences, en particulier au-dessus de 4 000 Hz envi-
ron, les données d’exactitude citées dans le tableau 1 peuvent augmen-
Elle n’est pas applicable aux ventilateurs ou équipements de ter lorsque le spectre du bruit mesuré diminue rapidement avec la fré-
ventilateurs autres que ceux à enveloppe. quence. Dans ces conditions, les niveaux de pression acoustique à
haute fréquence repérés par le microphone peuvent être d’une ampli-
tude faible comparés à ceux aux fréquences inférieures, et le bruit élec-
1.3 Exactitude de la méthode de mesurage
trique, en particulier l’analyseur de fréquences, peut interférer avec le
signal acoustique à ces hautes fréquences. Afin de parvenir à une
L’exactitude de la méthode de mesurage est donnée par I’écart-
détermination exacte de la puissance acoustique, il peut s’avérer
type du niveau de puissance acoustique. II inclut les effets des
nécessaire de répéter le mesurage acoustique haute fréquence en fai-
réflexions terminales et des pièces de raccordement, les erreurs
sant passer le signal du microphone à travers un filtre passe-haut avant
possibles dans le calcul de la puissance acoustique à partir des qu’il ne soit analysé par l’analyseur de fréquences.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
2 Références normatives sont les niveaux de pression acoustique en
L ql2’ Lp3
PI’
chacune des trois positions de mesurage dans le conduit de
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
mesurage.
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
L,, est le niveau de la pression acoustique spatiale moyenne
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
obtenu par moyennage sur les positions de mesurage dans le
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
conduit de mesurage. II peut également être obtenu à partir
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
d’une trajectoire circulaire continue (voir 6.2.4).
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres q est le niveau de la pression acoustique spatiale moyenne
dans le plan de mesurage corrigé globalement pour la réponse
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
en champ libre, correction C (voir 3.9 et 7.1).
tionales en vigueur à un moment donné.
ISO 266 : 1975, Acoustique - Fréquences normales pour les
35 niveau de puissance acoustique, L w, en décibels: Dix
mesurages.
fois le logarithme décimal du rapport d’une puissance acousti-
ISO 5221 : 1984, Distribution et diffusion d’air - Règlespourla
que donnée à la puissance acoustique de référence. On doit
technique de mesure du débit d’air dans un conduit aéraulique.
indiquer la largeur de la bande de fréquences utilisée, par
exemple: niveau de puissance acoustique par bande de tiers
ISO 7235 : - 11, Acoustique - Méthodes de mesurage pour
d’octave, niveau de puissance acoustique pondéré A, etc. La
silencieux en conduit - Perte d’rnsertion, bruit d’écoulement
puissance acoustique de référence est 1 pW.
et perte de pression totale.
CEI 225 : 1966, Filtres de bandes d’octave, de demi-octave et de
3.6 puissance acoustique du ventilateur: Puissance acous-
tiers d’octave destinés à l’analyse des bruits et des vibrations.
tique rayonnée dans le conduit de mesurage par le ventilateur.
CEI 651 : 1979, Sonomètres.
3.7 domaine de fréquences représentatif: Dans le cas
général, le domaine de fréquences représentatif comprend les
3 Définitions et symboles
bandes de tiers d’octave dont les fréquences médianes sont
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini-
comprises entre 100 Hz et 10 000 Hz. Dans des cas particuliers,
tions et symboles suivants s’appliquent.
le domaine de fréquences représentatif peut être étendu jusqu’à
50 Hz. Dans le cas des ventilateurs rayonnant principalement des
hautes (ou basses) fréquences, le domaine de fréquences repré-
3.1 aire des ouïes d’aspiration ou de refoulement d’un
sentatif peut être restreint de facon à réduire les coûts de I’instal-
ventilateur, Sf: Aire du dispositif de raccordement du ventila-
lation d’essai et des mesurages. Le limites du domaine de fré-
teur au conduit afférent.
quences restreint doivent être indiquées dans le rapport d’essai.
3.2 conduit: Tout guide défini en 3.2.1, 3.2.2 et 3.2.3,
3.8 sonde microphonique: Ecran antiturbulence tubulaire
adapté à un microphone normalisé afin de minimiser sa sensibi-
3.2.1 conduit de mesurage: Conduit dans lequel on effec-
lité au bruit d’écoulement.
tue le mesurage de la puissance acoustique du ventilateur. II
possède une terminaison anéchoïque.
3.9 Autres symboles
3.2.2 conduit d’extrémité: Conduit disposé à l’opposé du
conduit de mesurage si les deux ouïes du ventilateur sont raccor-
CI correction fournie par le fabricant, exprimée en déci-
dées à des conduits. II possède une terminaison anéchoïque.
bels, à ajouter à la réponse du microphone étalonné, afin
d’obtenir la réponse en champ libre
3.2.3 conduit intermédiaire: Conduit utilisé du côté entrée
C2 correction de réponse en fréquence de la sonde micropho-
d’air et du côté du refoulement du ventilateur afin d’assurer des
nique en incidence normale, exprimée en décibels, à ajouter
conditions convenables d’écoulement. II est raccordé au con-
à la réponse du microphone étalonné [voir 4.3.3 dl
duit de mesurage ou au conduit d’extrémité, si nécessaire, par
une section de raccordement (voir figure 1).
C3 correction de vitesse d’écoulement de la réponse en fré-
quence de la sonde microphonique, exprimée en décibels
(voir tableau 5)
3.3 plan de mesurage: Plan radial dans le conduit de mesu-
rage où est située la membrane du microphone.
C4 correction modale de la réponse en fréquence due à I’utilisa-
tion de la sonde microphonique, exprimée en décibels (voir
34 niveau de pression acoustique, Lp, en décibels: Dix fois
tableau 6)
le’ logarithme décimal du rapport de la pression acoustique qua-
C=
CI + C2 + C3 + C4 correction globale de réponse en
dratique moyenne d’un son au carré de la pression acoustique de
fréquence, exprimée en décibels
référence. On doit indiquer la largeur de la bande de fréquences
utilisée; par exemple: niveau de pression acoustique par bande
C célérité du son dans le conduit de mesurage
de tiers d’octave, niveau de pression acoustique pondéré A, etc.
La pression acoustique de référence est 20 PPa. Q masse volumique du fluide dans le conduit de mesurage
1) À publier.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
605136 :1990 (FI
diamètre de l’ouïe d’aspiration du ventilateur, de I’ou’ie de
d NOTE - La présente Norme internationale prescrit des conduits à sec-
refoulement du ventilateur, du conduit de mesurage, des tion circulaire. Les Normes internationales ultérieures pourront inclure
les conduits à section rectangulaire.
conduits intermédiaires, des conduits d’extrémité (voir
figure 1)
4.2.2 Longueur des conduits
1 longueur des conduits et des pièces de raccordement
Les longueurs des conduits doivent être conformes à la
r distance radiale de l’axe du conduit de mesurage à l’axe de
figure 1.
la sonde microphonique
facteur de réflexion en pression défini comme le support
ra
4.2.3 Aire de la section droite des conduits
de l’amplitude de la pression acoustique de l’onde sonore
réfléchie de la terminaison anéchoïque à l’amplitude de
Les aires de la section droite des conduits doivent être confor-
pression acoustique de l’onde incidente
mes aux valeurs du tableau 2 où Sf désigne l’aire de l’ouïe
d’aspiration ou de refoulement à laquelle est raccordé le con-
b, h sens travers de l’orifice d’entrée rectangulaire du ventila-
duit considéré.
teur ou de l’orifice de sortie
Tableau 2 - Aires de la section droite des conduits
r .
4 Dispositifs d’essai et instrumentation
Aire de section
I Conduit
min. max.
4.1 Prescriptions générales !
Intermédiaire
1 Sf 1 Sf
Côté ouïe
L’installation d’essai doit comporter le ventilateur en essai, un De mesu rage
2,1 Sf
’ Sf
d’aspiration
D’extrémité
conduit intermédiaire, un conduit de mesurage avec terminaison z1 Sf
’ Sf
anéchoique, et l’instrumentation (voir figure 1). Si l’on doit
Intermédiaire
0,95 Sf 1,07 s,
Côté ouïe de
essayer un ventilateur normalement raccordé des deux côtés à
De mesurage
Of7 Sf ZJ s,
refoulement
un circuit, un conduit d’extrémité muni d’une terminaison ané-
D’extrémité
0,7 Sf z1 Sf
choique et un conduit intermédiaire doivent être raccordés au
côté opposé de celui où est déterminée la puissance acoustique.
4.2.4 Pièces de raccordement
Les conduits doivent être fermement reliés aux ouÏes du ventila-
Toutes les pièces de raccordement, y compris celles des ouïes
teur sauf si un couplage antivibratile est intégré au ventilateur.
d’aspiration ou de refoulement de section rectangulaire du ven-
Le conduit de mesurage doit comporter des dispositifs pour la
tilateur aux conduits circulaires, doivent être coaxiales et con-
fixation du microphone et de la sonde microphonique aux
formes aux prescriptions suivantes :
emplacements prescrits en 5.2.
a) l’angle inscrit des parois doit être de 15’ au maximum;
On doit prendre des dispositions nécessaires pour contrôler
l’état de fonctionnement désiré du ventilateur.
b) la longueur minimale, Imin, doit être calculée à partir de
1 aire maximale
NOTES
min
-=
- 1
aire minimale
1 L’annexe C présente des exemples de conception des terminaisons
10
anéchoïques et des dispositifs de réglage du débit.
avec Z. = 1 m
2 Le mesurage du flux massique est la méthode recommandée de
contrôle du point de fonctionnement du ventilateur (voir ISO 5221);
4.2.5 Terminaison anéchoïque
une autre méthode consiste à mesurer la pression du ventilateur.
3 Les caractéristiques aérodynamiques du ventilateur peuvent être Le facteur de réflexion en pression, Ta, de la terminaison ané-
mesurées sur une installation séparée.
choïque installée et en présence du dispositif de mesurage du
débit, ne doit pas dépasser les valeurs du tableau 3.
4.2 Prescriptions relatives aux conduits
- Facteurs maximaux de réflexion en pression
Tableau 3
4.2.1 Fabrication des conduits et des pièces de raccor-
Fréquence médiane de Facteur maximal de
dement
bande de tiers d’octave réflexion en pression
Les conduits doivent être rectilignes, coaxiaux avec I’ouÏe Hz
d’aspiration ou l’ouïe de refoulement du ventilateur et de sec-
50 O,4
tion circulaire uniforme. Les conduits et les pièces de raccorde-
63 0,35
ment doivent être en acier d’épaisseur minimale 1 mm ou en un
80 O,3
matériau de rigidité et de masse surfacique équivalentes, qui
100 0,25
assurent une surface intérieure acoustiquement dure et lisse.
> 125 0,15
De préférence, les conduits et les pièces de raccordement doi-
NOTE - Des suggestions pour la conception de la terminaison ané-
vent être traités à l’extérieur avec un matériau amortissant les
choïque et une méthode de mesurage du facteur de réflexion en pres-
vibrations.
sion de la terminaison sont données dans les annexes C et D.
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 5136 :1990 (FI
Dimensions en mètres
Terminaison anéchoïque
Terminaison anéchoïque
degrés et dispositif
Raccordement conique
rectangulaire ou rond
Mesurage du débit
(schématique)
2
G 2,l
Pour l’ouïe d’aspiration circulaire du ventilateur, 0,7 6 (d,ld2)
diamètre dl
2
12d 2 3,8 (d4 - dz) et > (d4/d2) - 1
2
pour d4 > d2
1 6 ld3/d,l < 2,l
2
12d 3 3,8 (d2 - d4) et > ld2/d41 - 1
2d, < 1, Q 5d,
pour d2 > d4
2
- dl) et > (d3/dl) - 1
13, > 3,8 (d3
Pour l’ouïe de refoulement rectangulaire du ventilateur,
Pour l’ouïe d’aspiration rectangulaire du ventilateur,
b2 x h2
bl x hl
0,95 6 - nd; 6 1,07
nd;
16 - 6 2,l
4b2h2
WV
0,7 6 - nd; 6 2,l
4b2h2
nd;
3,81dm d41 - nd;
1
-
bsl > 3,814m - dz1 et a -
12a > - et > -1
Wl
4b2h2
2d4 G l4 < 5d4
pour 71 dz > b2h2
4
2
- 1
1% > 3,8 (d6 - d4) et > (dGld4>
pour d6 > d4
dd et > ‘2 - 1
2 124 > 3,8ldm -
le > 3,8 (d4 - de) et > (d4/ds) - 1
4
,
pour d4 > de
pour b2h2 > “d;
-_ A
T
Pour l’ouïe de refoulement circulaire du ventilateur,
diamètre d2
2
0,95 6 ld4/d2, < 1,07
a) Mesurage simultané du bruit dans le conduit à l’aspiration et au refoulement
Figure 1 - Installation d’essai et dimensions limites des conduits de mesurage, des conduits intermédiaires
et des pièces de raccordement
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO5136:1990 (FI
Dimensions en métres
ctangulaire ou rond
Ventilateurs avec
Mesurage du
-
ouïe raccordée
débit (schématique)
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a), sauf pour !G
16 > dfj et > 1
Ventilateurs avec oui’e
Mesurage et réglage
non raccordée
du débit (schématique) e
Terminaison anéchoïque
L
(schématique)
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a)
Mesurage seulement du bruit dans le conduit à l’aspiration
b)
Figure 1
- (suite)
Dimensions en mètres
Raccordement conique
Ventilateurs avec
rectangulaire ou rond
ouïe raccordée
Mesurage et réglage
Mesurage du
- du débit (schématique)
débit (schématique)
Terminaison anéchoïque 1
(schematique)
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a) sauf pour 13
13 > 4d3 et > 1
Mesurage et réglage
Ventilateurs avec
du débit (schématique)
ouïe non raccordée
Terminaison anéchoi’que
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a)
Légende
1 1
Conduit
Conduit de
Ventilateur Raccordement Conduit
d’extrémité
intermédiaire mesurage
c) Mesurage seulement du bruit dans le conduit au refoulement
Figure 1 - Wn)
5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 5136 :1990 (FI
4.26 Dispositif de réglage du débit
a) L’attenuation du bruit de turbulence doit être supérieur
d’au moins 10 dB à celle d’un ogive antivent, dans le
Un dispositif ajustable de réglage du débit doit être monté, si domaine de fréquences représentatif. II faut connaître les
nécessaire, à l’extrémité de la terminaison anéchoïque. II ne valeurs effectives d’atténuation du bruit de turbulence en
doit pas y avoir de dispositif d’étranglement entre le ventilateur fonction de la fréquence et de la vitesse d’écoulement, de
et la terminaison anéchoïque. Le dispositif de réglage du débit facon à déterminer le rapport signal-bruit conformément à
doit fournir le moyen d’obtenir les caractéristiques de fonction-
6.2.1 (voir aussi annexe B et tableau E.l).
nement pour lesquelles on veut déterminer le niveau de puis-
b) Le diamètre de la sonde doit être d’au plus 22 mm.
sance acoustique du ventilateur.
c) La correction C2 de réponse en fréquence de la sonde
Le dispositif de réglage du débit et la terminaison anéchoïque
microphonique doit être déterminée pour chaque bande de
doivent être conçus de telle sorte que le niveau de pression
tiers d’octave du domaine de fréquences représentatif à
acoustique induit dans le conduit de mesurage par le dispositif de
k 0,5 dB près dans un champ d’ondes planes incidentes
réglage du débit soit d’au moins 10 dB inférieur au niveau de
frontales dans l’axe de la sonde. Si les essais sont conduits
pression acoustique du ventilateur dans le conduit de mesurage.
en champ libre, il faut respecter une distance minimale de
3 m entre les haut-parleurs et la sonde microphonique en
Des dispositifs de réglage sont donnés, à titre d’exemple, à la
essai, et le microphone de référence doit être placé à une
figure C.5.
position correspondant à la demi-longueur de la sonde. II est
essentiel que la correction de réponse en fréquence soit rai-
sonnablement régulière. Sinon, utiliser la fiche d’étalonnage
4.3 Instrumentation
du fabricant établie en conformité avec ces prescriptions.
4.3.1 Appareillage de mesurage
d) La directivité de la sonde microphonique mesurée en
champ libre avec un bruit aléatoire de bande de tiers
d’octave doit être dans les limites données à la figure 2.
4.3.1 .l Microphone
NOTES
On doit utiliser un microphone d’un sonomètre normalisé con-
forme aux prescriptions relatives à l’appareil de la classe 1 de la
1 Les courbes de la figure 2 correspondent à la formule suivante:
CEI 651. Ses dimensions doivent être compatibles avec celles 1
I
AL = 20 lg pour 0 Q 0 < 1,31 rad (75’)
de la sonde microphonique.
l+f,xKxe3
où
4.3.1.2 Câble du microphone
AL est l’atténuation de la sensibilité, en décibels, pour l’angle
Le système câble/microphone doit être tel que la sensibilité du d’incidence 0 par rapport à l’incidence axiale frontale (0 = Oo) ;
microphone ne change pas dans la gamme de températures
K est la constante de directivité ;
rencontrée au cours de l’essai. Les flexions du câble dues, soit
aux déplacements du microphone, soit à l’action du courant
est la fréquence médiane de bande de tiers d’octave, en
f
d’air, ne doivent pas provoquer un bruit pouvant affecter les
hertz ;
mesures.
0 est l’angle d’incidence, en radians.
4.3.1.3 Sonomètre ou autre amplificateur de microphone Les valeurs limites de la constante de directivité K sont données au
tableau 4.
Le sonomètre ou tout autre amplificateur utilisé pour amplifier
le signal microphonique doit être conforme aux prescriptions
Tableau 4 - Valeurs limites de la constante de directivité, K
électriques relatives aux sonomètres de la classe 1 de la
Fréquence médiane de
CEI 651. On doit utiliser la caractéristique de réponse en fré-
bande de tiers d’octave K K
quence Lin.
min max
Hz
1 000 0,35 x ‘O-3 1,5 x ‘O-3
4.3.2 Analyseur de fréquence
2 000 0,35 x ‘O-3 1,5 x ‘O-3
4 000 0,35 x ‘O-3 2,2 x 10-3
On doit utiliser un ensemble de filtres de bande de tiers d’octave
8000 0,35 x ‘O-3 2,2 x ‘O-3
conforme aux spécifications de la Publication CEI 225. Les fré-
quences médianes des filtres doivent être celles données dans
I’ISO 266. 2 On peut se suffire de la déclaration du fabricant de la sonde
selon laquelle sa directivité est à l’intérieur des limites de la figure 2.
4.3.3 Sonde microphonique
e) Les valeurs de la correction de vitesse d’écoulement,
C3, doivent être obtenues à partir du tableau 5.
La sonde microphonique réduit les fluctuations de pression de
turbulence aux positions de mesurage afin d’obtenir un rapport
NOTE - Les sondes microphoniques sont disponibles dans le com-
signal-bruit suffisant (voir 6.2.1).
merce. Un exemple est donné à la figure E.l .
La sonde microphonique et son utilisation doivent être confor-
f) Les valeurs de la correction modale, C4, doivent être
mes aux exigences suivantes : obtenues à partir du tableau 6.
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
0
dB
-10
t
Gj -20
’ 0
dB
-10
t
20
4 -
a
3
0 rad f 0 rad 3"
f
6
e-
8-
Courbes limites de directivité de la sonde microphonique (bruit aléatoire de largeur de bande de tiers d’octave)
Figure 2 -
Corrections de vitesse d’écoulement, C3, en décibels, de la réponse en fréquence de la sonde microphonique
Tableau 5 -
Nombre de Mach de l’écoulement (vitesse d’écoulement/célérité du son)
Fréquence
médiane de 0,011 7 à 0,017 5 à 0,023 3 à 0,029 2 à 0,035 0 à 0,040 8 à 0,046 6 à 0,052 5 à 0,058 3 à 0,064 1 à 0,070 0
à 0,075 8 à 0,081 6 à
<0,0175 <0,0233 <0,0292 <0,0350 <0,0408 <0,0466 <0,0525 <0,0583 <0,0641 <0,0700 <0,0758 <0,0816 x0,0875
bande de tiers
d’octave
Vitesse d’écoulement, en mètres par seconde, pour mesurages dans l’air à 20 OC (célérité du son c = 343 m/s)
HZ 4à<6 6à<8 8à
- - - - - - - - -
- 02 02 02
1 000
- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - -
1 250 - 02 02 Or3
02 02
- - - - - -
- - - - - - -
-
- - - -
-
1 600 0,2 0,2 02 013 013 Or3 014
- - - - - - - -
- 02 02 Of3 0,3
- - - - -
2 000 02 02 Of3 Or3 014 Of4 0,s 0,5
- - - - -
-
-
02 02 Of3 Of4 Or4 Of5
- - -
2500 -
02 02 0,3 Or4 Or4 015 Or6 0,7 0 A3
- - - -
- 02 Or3 Or3 Of4 0,5 W.3 Ot7 03
- -
- 1
3 150 02 Or3 Or4 Of5 0,6 Or7 W3 03 12
- -
- 0,2 0,2 0,3 0,4 Or6 0,7 019 1
12 115
-
- 1
4000 02 013 014 0,6 Or7 03 12 L4 L6 119
-
- 02 0,3 Or4 0,6 017 03 12 L5 ‘L8 z1 2,5
-
5000 02 0,3 0,5 016 018 L1 L3 L6 13 22
Z6 23
- 02 013 0,5 0,7 03 12 115 119 2,3 218 3,4 4
6 300
02 013 Of5 Or7 1 L3 1‘7 z1 2,5 3 3,5 411 4,6
- 0,3 015 W3 L1 L5 2 23 311 3,8 416 5,5 . 63
8 000 013 Ot5 W3 12 116 z1 z7 3,4 4J 49 5,7 66 7,5
02 015 03 L3 13 2,5 3,2
4J 5,2 6,4 717 9 10,4
10 000 Or4 W3 12 IA3 2,5 313 4,3 5,3 6,4 7,7 83
10,l 11,l
Ot4 W3 113 2 23 33 5,2 66 82 93 Il,4 12,4 12,6
.
NOTE - Pour chaque fréquence, les valeurs supérieures correspondent au mesurage au refoulement (air et bruit de même direction) et les valeurs
inférieures correspondent au mesurage à l’aspiration (air et bruit de directions opposées).
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ISO 5136 : 1990 (F)
Tableau 6
- Correction modale, C4, de la réponse en fréquence de la sonde microphonique
Fréquence Diamètre, d, du conduit de mesurage, en mètres
médiane de bande
Position radiale relative 217% = 0,8 Position radiale relative 2r/d = 0,65
de tiers d’octave
HZ 0,15 4 d < 0,2 0,2 < d < 0,3
0,3 d Q d < 0,5 0
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5136
Première édition
1990-12-15
Acoustique - Détermination de la puissance
acoustique rayonnée dans un conduit par des
ventilateurs - Méthode en conduit
Acoustics - Determination of sound power radiated into a duct b y fans - In-duct
method
Numéro de référence
ISO 5136 : 1990 (FI
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
Sommaire
Page
Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . 1
Références normatives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Définitions et symboles . . . . . 2
Dispositifs d’essai et instrumentation .
. . . . 3
Installation d’essai. .
. . 8
Mode opératoire . . . . .
. 8 9
Calculs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Informations à consigner .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Rapport d’essai . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 10
Annexes
A Méthode de calcul du niveau de puissance acoustique pondéré A
à partir des niveaux de puissance acoustique par bande de tiers d’octave . . . . . 11
B Détermination du rapport signal (du ventilateur)-bruit de turbulence dans
le conduit de mesurage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
C Guides pour l’étude et la réalisation d’une terminaison anéchoïque . . . . . . . . . .
13
D lkaluation des caractéristiques des terminaisons anéchoïques . . . . . . . . . . . . . .
18
E Exemple de sonde microphonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
F Mesurage de l’élément de giration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
G Bibliographie. 22
0 ISO 1990
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales
requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 5136 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43,
A cous tique.
Les annexes A et B font partie intégrante de la présente Norme internationale. Les
annexes C à G sont données uniquement à titre d’information.
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 5136 : 1990 0
Introduction
La puissance acoustique rayonnée dans un conduit par un ventilateur dépend, dans
une certaine mesure, du type de conduit, caractérisé par son impédance acoustique.
En conséquence, dans une méthode de mesurage, le conduit doit être correctement
défini. Dans la présente Norme internationale, le conduit a une section circulaire et une
terminaison sensiblement anéchoïque. Des détails de terminaisons anéchoïques typi-
ques sont donnés dans l’annexe C. La puissance acoustique, obtenue dans ces condi-
tions spéciales, est une valeur représentative pour les applications pratiques, étant
donné que la terminaison anéchoïque donne une impédance sensiblement moyenne
entre les plus hautes et les plus basses impédances trouvées dans la pratique. La puis-
sance acoustique rayonnée dans les conditions réelles peut, en théorie, être estimée à
partir d’informations supplémentaires relatives aux impédances du ventilateur et du
conduit. Comme ces informations sont actuellement insuffisantes, ces effets ne sont
habituellement pas pris en compte dans les études acoustiques.
Afin de supprimer les fluctuations de pression de nature turbulente au niveau du micro-
phone, il est prescrit d’utiliser un écran antiturbulence («sonde microphonique))). Le
microphone associé à la sonde est monté en une position radiale telle que la pression
acoustique soit suffisamment bien corrélée à la puissance acoustique par la formule
des ondes planes, même pour les fréquences où des ondes stationnaires radiales
(modes transversaux) peuvent se produire.
L’exactitude du mesurage est donnée par l’écart-type que l’on pourrait attendre si les
mesurages étaient répétés dans un grand nombre de laboratoires différents.
Les méthodes de mesurage des conditions de fonctionnement (mesurages des caracté-
ristiques) ne sont pas prescrites en détail dans la présente Norme internationale. Ces
conditions seront prescrites dans une Norme internationale ultérieure.
La présente Norme internationale fait partie d’une série de normes décrivant diverses
méthodes de détermination de la puissance acoustique des ventilateurs.
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
NORME INTERNATIONALE
Détermination de la puissance acoustique
Acoustique -
rayonnée dans un conduit par des ventilateurs - Méthode
en conduit
mesures de pression, ainsi que les tolérances d’étalonnage de
1 Domaine d’application
l’appareillage. Les écarts-types estimés sont donnés dans le
tableau 1.
1.1 Conditions de mesurage
La présente Norme internationale prescrit une méthode d’essais
Tableau 1 - Exactitude de la méthode de mesurage
des ventilateurs en conduit, en vue de déterminer la puissance
acoustique rayonnée dans un conduit ayant une terminaison
1 Fréquence médiane de bande
anéchoïque à l’aspiration et/ou au refoulement. Elle est applica-
Écart-type
de tiers d’octave
ble aux ventilateurs qui emettent des bruits stables à large
bande, à bande étroite et à fréquence discrète. Elle s’applique
HZ dB
I
pour des températures d’air comprises entre -50 OC et
50
3,5
+ 70 OC.
63
3
80; 100
2,5
Le diamètre du conduit de mesurage est compris entre 0,15 m
125à4000 2
et 2 m. La vitesse maximale d’écoulement est de 30 m/s et
5000
2,5
l’angle maximal de giration de 15O. Un exemple de détermina-
6 300
3
tion de l’angle de giration est donné dans l’annexe F.
8000
3,5
10 000 4
Les fréquences médianes de bande de tiers d’octave sont com-
prises entre 50 Hz et 10 000 Hz.
Les écarts-types donnés dans le tableau 1 reflètent les effets
NOTE - L’atténuation du bruit d’écoulement par la sonde micro-
cumulatifs de toutes les causes d’incertitude de mesurage, à
phonique (voir 6.2.1) peut être insuffisante pour de plus grandes vites-
l’exception des variations de la puissance acoustique d’une
ses et des angles supérieurs de giration.
machine à l’autre ou d’un essai à l’autre qui pourraient provenir,
par exemple, de changements dans les conditions de montage
1.2 Type de source
et de fonctionnement de la source.
La source de bruit à laquelle s’applique la méthode est un venti-
NOTES
lateur dont au moins une ouïe est habituellement raccordée à
un conduit.
1 Les écarts-types donnés dans le tableau 1 proviennent d’informa-
Exemples de ventilateurs à enveloppe et d’équipements de ven- tions contenues dans [3], [5] et 1191.
tilateurs concernés par la présente Norme internationale :
2 Les données d’exactitude augmenteront en présence d’écoule-
-
ventilateurs centrifuges à enveloppe,
ments rotationnels.
-
ventilateurs hélicoïdes à enveloppe,
3 En présence d’éléments de fréquence discrets ou si le moyennage
-
ventilateurs mixtes à enveloppe. temporel des données acoustiques n’est pas effectué sur des intetval-
les de temps suffisamment longs, l’exactitude des mesurages sera infé-
La présente Norme internationale est également applicable à
rieure à l’exactitude indiquée.
d’autres sources aérodynamiques telles que coffres, silencieux
et dispositifs de réglage de débit. 4 Aux hautes fréquences, en particulier au-dessus de 4 000 Hz envi-
ron, les données d’exactitude citées dans le tableau 1 peuvent augmen-
Elle n’est pas applicable aux ventilateurs ou équipements de ter lorsque le spectre du bruit mesuré diminue rapidement avec la fré-
ventilateurs autres que ceux à enveloppe. quence. Dans ces conditions, les niveaux de pression acoustique à
haute fréquence repérés par le microphone peuvent être d’une ampli-
tude faible comparés à ceux aux fréquences inférieures, et le bruit élec-
1.3 Exactitude de la méthode de mesurage
trique, en particulier l’analyseur de fréquences, peut interférer avec le
signal acoustique à ces hautes fréquences. Afin de parvenir à une
L’exactitude de la méthode de mesurage est donnée par I’écart-
détermination exacte de la puissance acoustique, il peut s’avérer
type du niveau de puissance acoustique. II inclut les effets des
nécessaire de répéter le mesurage acoustique haute fréquence en fai-
réflexions terminales et des pièces de raccordement, les erreurs
sant passer le signal du microphone à travers un filtre passe-haut avant
possibles dans le calcul de la puissance acoustique à partir des qu’il ne soit analysé par l’analyseur de fréquences.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
2 Références normatives sont les niveaux de pression acoustique en
L ql2’ Lp3
PI’
chacune des trois positions de mesurage dans le conduit de
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
mesurage.
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
L,, est le niveau de la pression acoustique spatiale moyenne
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
obtenu par moyennage sur les positions de mesurage dans le
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
conduit de mesurage. II peut également être obtenu à partir
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
d’une trajectoire circulaire continue (voir 6.2.4).
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres q est le niveau de la pression acoustique spatiale moyenne
dans le plan de mesurage corrigé globalement pour la réponse
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
en champ libre, correction C (voir 3.9 et 7.1).
tionales en vigueur à un moment donné.
ISO 266 : 1975, Acoustique - Fréquences normales pour les
35 niveau de puissance acoustique, L w, en décibels: Dix
mesurages.
fois le logarithme décimal du rapport d’une puissance acousti-
ISO 5221 : 1984, Distribution et diffusion d’air - Règlespourla
que donnée à la puissance acoustique de référence. On doit
technique de mesure du débit d’air dans un conduit aéraulique.
indiquer la largeur de la bande de fréquences utilisée, par
exemple: niveau de puissance acoustique par bande de tiers
ISO 7235 : - 11, Acoustique - Méthodes de mesurage pour
d’octave, niveau de puissance acoustique pondéré A, etc. La
silencieux en conduit - Perte d’rnsertion, bruit d’écoulement
puissance acoustique de référence est 1 pW.
et perte de pression totale.
CEI 225 : 1966, Filtres de bandes d’octave, de demi-octave et de
3.6 puissance acoustique du ventilateur: Puissance acous-
tiers d’octave destinés à l’analyse des bruits et des vibrations.
tique rayonnée dans le conduit de mesurage par le ventilateur.
CEI 651 : 1979, Sonomètres.
3.7 domaine de fréquences représentatif: Dans le cas
général, le domaine de fréquences représentatif comprend les
3 Définitions et symboles
bandes de tiers d’octave dont les fréquences médianes sont
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini-
comprises entre 100 Hz et 10 000 Hz. Dans des cas particuliers,
tions et symboles suivants s’appliquent.
le domaine de fréquences représentatif peut être étendu jusqu’à
50 Hz. Dans le cas des ventilateurs rayonnant principalement des
hautes (ou basses) fréquences, le domaine de fréquences repré-
3.1 aire des ouïes d’aspiration ou de refoulement d’un
sentatif peut être restreint de facon à réduire les coûts de I’instal-
ventilateur, Sf: Aire du dispositif de raccordement du ventila-
lation d’essai et des mesurages. Le limites du domaine de fré-
teur au conduit afférent.
quences restreint doivent être indiquées dans le rapport d’essai.
3.2 conduit: Tout guide défini en 3.2.1, 3.2.2 et 3.2.3,
3.8 sonde microphonique: Ecran antiturbulence tubulaire
adapté à un microphone normalisé afin de minimiser sa sensibi-
3.2.1 conduit de mesurage: Conduit dans lequel on effec-
lité au bruit d’écoulement.
tue le mesurage de la puissance acoustique du ventilateur. II
possède une terminaison anéchoïque.
3.9 Autres symboles
3.2.2 conduit d’extrémité: Conduit disposé à l’opposé du
conduit de mesurage si les deux ouïes du ventilateur sont raccor-
CI correction fournie par le fabricant, exprimée en déci-
dées à des conduits. II possède une terminaison anéchoïque.
bels, à ajouter à la réponse du microphone étalonné, afin
d’obtenir la réponse en champ libre
3.2.3 conduit intermédiaire: Conduit utilisé du côté entrée
C2 correction de réponse en fréquence de la sonde micropho-
d’air et du côté du refoulement du ventilateur afin d’assurer des
nique en incidence normale, exprimée en décibels, à ajouter
conditions convenables d’écoulement. II est raccordé au con-
à la réponse du microphone étalonné [voir 4.3.3 dl
duit de mesurage ou au conduit d’extrémité, si nécessaire, par
une section de raccordement (voir figure 1).
C3 correction de vitesse d’écoulement de la réponse en fré-
quence de la sonde microphonique, exprimée en décibels
(voir tableau 5)
3.3 plan de mesurage: Plan radial dans le conduit de mesu-
rage où est située la membrane du microphone.
C4 correction modale de la réponse en fréquence due à I’utilisa-
tion de la sonde microphonique, exprimée en décibels (voir
34 niveau de pression acoustique, Lp, en décibels: Dix fois
tableau 6)
le’ logarithme décimal du rapport de la pression acoustique qua-
C=
CI + C2 + C3 + C4 correction globale de réponse en
dratique moyenne d’un son au carré de la pression acoustique de
fréquence, exprimée en décibels
référence. On doit indiquer la largeur de la bande de fréquences
utilisée; par exemple: niveau de pression acoustique par bande
C célérité du son dans le conduit de mesurage
de tiers d’octave, niveau de pression acoustique pondéré A, etc.
La pression acoustique de référence est 20 PPa. Q masse volumique du fluide dans le conduit de mesurage
1) À publier.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
605136 :1990 (FI
diamètre de l’ouïe d’aspiration du ventilateur, de I’ou’ie de
d NOTE - La présente Norme internationale prescrit des conduits à sec-
refoulement du ventilateur, du conduit de mesurage, des tion circulaire. Les Normes internationales ultérieures pourront inclure
les conduits à section rectangulaire.
conduits intermédiaires, des conduits d’extrémité (voir
figure 1)
4.2.2 Longueur des conduits
1 longueur des conduits et des pièces de raccordement
Les longueurs des conduits doivent être conformes à la
r distance radiale de l’axe du conduit de mesurage à l’axe de
figure 1.
la sonde microphonique
facteur de réflexion en pression défini comme le support
ra
4.2.3 Aire de la section droite des conduits
de l’amplitude de la pression acoustique de l’onde sonore
réfléchie de la terminaison anéchoïque à l’amplitude de
Les aires de la section droite des conduits doivent être confor-
pression acoustique de l’onde incidente
mes aux valeurs du tableau 2 où Sf désigne l’aire de l’ouïe
d’aspiration ou de refoulement à laquelle est raccordé le con-
b, h sens travers de l’orifice d’entrée rectangulaire du ventila-
duit considéré.
teur ou de l’orifice de sortie
Tableau 2 - Aires de la section droite des conduits
r .
4 Dispositifs d’essai et instrumentation
Aire de section
I Conduit
min. max.
4.1 Prescriptions générales !
Intermédiaire
1 Sf 1 Sf
Côté ouïe
L’installation d’essai doit comporter le ventilateur en essai, un De mesu rage
2,1 Sf
’ Sf
d’aspiration
D’extrémité
conduit intermédiaire, un conduit de mesurage avec terminaison z1 Sf
’ Sf
anéchoique, et l’instrumentation (voir figure 1). Si l’on doit
Intermédiaire
0,95 Sf 1,07 s,
Côté ouïe de
essayer un ventilateur normalement raccordé des deux côtés à
De mesurage
Of7 Sf ZJ s,
refoulement
un circuit, un conduit d’extrémité muni d’une terminaison ané-
D’extrémité
0,7 Sf z1 Sf
choique et un conduit intermédiaire doivent être raccordés au
côté opposé de celui où est déterminée la puissance acoustique.
4.2.4 Pièces de raccordement
Les conduits doivent être fermement reliés aux ouÏes du ventila-
Toutes les pièces de raccordement, y compris celles des ouïes
teur sauf si un couplage antivibratile est intégré au ventilateur.
d’aspiration ou de refoulement de section rectangulaire du ven-
Le conduit de mesurage doit comporter des dispositifs pour la
tilateur aux conduits circulaires, doivent être coaxiales et con-
fixation du microphone et de la sonde microphonique aux
formes aux prescriptions suivantes :
emplacements prescrits en 5.2.
a) l’angle inscrit des parois doit être de 15’ au maximum;
On doit prendre des dispositions nécessaires pour contrôler
l’état de fonctionnement désiré du ventilateur.
b) la longueur minimale, Imin, doit être calculée à partir de
1 aire maximale
NOTES
min
-=
- 1
aire minimale
1 L’annexe C présente des exemples de conception des terminaisons
10
anéchoïques et des dispositifs de réglage du débit.
avec Z. = 1 m
2 Le mesurage du flux massique est la méthode recommandée de
contrôle du point de fonctionnement du ventilateur (voir ISO 5221);
4.2.5 Terminaison anéchoïque
une autre méthode consiste à mesurer la pression du ventilateur.
3 Les caractéristiques aérodynamiques du ventilateur peuvent être Le facteur de réflexion en pression, Ta, de la terminaison ané-
mesurées sur une installation séparée.
choïque installée et en présence du dispositif de mesurage du
débit, ne doit pas dépasser les valeurs du tableau 3.
4.2 Prescriptions relatives aux conduits
- Facteurs maximaux de réflexion en pression
Tableau 3
4.2.1 Fabrication des conduits et des pièces de raccor-
Fréquence médiane de Facteur maximal de
dement
bande de tiers d’octave réflexion en pression
Les conduits doivent être rectilignes, coaxiaux avec I’ouÏe Hz
d’aspiration ou l’ouïe de refoulement du ventilateur et de sec-
50 O,4
tion circulaire uniforme. Les conduits et les pièces de raccorde-
63 0,35
ment doivent être en acier d’épaisseur minimale 1 mm ou en un
80 O,3
matériau de rigidité et de masse surfacique équivalentes, qui
100 0,25
assurent une surface intérieure acoustiquement dure et lisse.
> 125 0,15
De préférence, les conduits et les pièces de raccordement doi-
NOTE - Des suggestions pour la conception de la terminaison ané-
vent être traités à l’extérieur avec un matériau amortissant les
choïque et une méthode de mesurage du facteur de réflexion en pres-
vibrations.
sion de la terminaison sont données dans les annexes C et D.
3
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ISO 5136 :1990 (FI
Dimensions en mètres
Terminaison anéchoïque
Terminaison anéchoïque
degrés et dispositif
Raccordement conique
rectangulaire ou rond
Mesurage du débit
(schématique)
2
G 2,l
Pour l’ouïe d’aspiration circulaire du ventilateur, 0,7 6 (d,ld2)
diamètre dl
2
12d 2 3,8 (d4 - dz) et > (d4/d2) - 1
2
pour d4 > d2
1 6 ld3/d,l < 2,l
2
12d 3 3,8 (d2 - d4) et > ld2/d41 - 1
2d, < 1, Q 5d,
pour d2 > d4
2
- dl) et > (d3/dl) - 1
13, > 3,8 (d3
Pour l’ouïe de refoulement rectangulaire du ventilateur,
Pour l’ouïe d’aspiration rectangulaire du ventilateur,
b2 x h2
bl x hl
0,95 6 - nd; 6 1,07
nd;
16 - 6 2,l
4b2h2
WV
0,7 6 - nd; 6 2,l
4b2h2
nd;
3,81dm d41 - nd;
1
-
bsl > 3,814m - dz1 et a -
12a > - et > -1
Wl
4b2h2
2d4 G l4 < 5d4
pour 71 dz > b2h2
4
2
- 1
1% > 3,8 (d6 - d4) et > (dGld4>
pour d6 > d4
dd et > ‘2 - 1
2 124 > 3,8ldm -
le > 3,8 (d4 - de) et > (d4/ds) - 1
4
,
pour d4 > de
pour b2h2 > “d;
-_ A
T
Pour l’ouïe de refoulement circulaire du ventilateur,
diamètre d2
2
0,95 6 ld4/d2, < 1,07
a) Mesurage simultané du bruit dans le conduit à l’aspiration et au refoulement
Figure 1 - Installation d’essai et dimensions limites des conduits de mesurage, des conduits intermédiaires
et des pièces de raccordement
4
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ISO5136:1990 (FI
Dimensions en métres
ctangulaire ou rond
Ventilateurs avec
Mesurage du
-
ouïe raccordée
débit (schématique)
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a), sauf pour !G
16 > dfj et > 1
Ventilateurs avec oui’e
Mesurage et réglage
non raccordée
du débit (schématique) e
Terminaison anéchoïque
L
(schématique)
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a)
Mesurage seulement du bruit dans le conduit à l’aspiration
b)
Figure 1
- (suite)
Dimensions en mètres
Raccordement conique
Ventilateurs avec
rectangulaire ou rond
ouïe raccordée
Mesurage et réglage
Mesurage du
- du débit (schématique)
débit (schématique)
Terminaison anéchoïque 1
(schematique)
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a) sauf pour 13
13 > 4d3 et > 1
Mesurage et réglage
Ventilateurs avec
du débit (schématique)
ouïe non raccordée
Terminaison anéchoi’que
Pour toutes les dimensions, se référer à la figure 1 a)
Légende
1 1
Conduit
Conduit de
Ventilateur Raccordement Conduit
d’extrémité
intermédiaire mesurage
c) Mesurage seulement du bruit dans le conduit au refoulement
Figure 1 - Wn)
5
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ISO 5136 :1990 (FI
4.26 Dispositif de réglage du débit
a) L’attenuation du bruit de turbulence doit être supérieur
d’au moins 10 dB à celle d’un ogive antivent, dans le
Un dispositif ajustable de réglage du débit doit être monté, si domaine de fréquences représentatif. II faut connaître les
nécessaire, à l’extrémité de la terminaison anéchoïque. II ne valeurs effectives d’atténuation du bruit de turbulence en
doit pas y avoir de dispositif d’étranglement entre le ventilateur fonction de la fréquence et de la vitesse d’écoulement, de
et la terminaison anéchoïque. Le dispositif de réglage du débit facon à déterminer le rapport signal-bruit conformément à
doit fournir le moyen d’obtenir les caractéristiques de fonction-
6.2.1 (voir aussi annexe B et tableau E.l).
nement pour lesquelles on veut déterminer le niveau de puis-
b) Le diamètre de la sonde doit être d’au plus 22 mm.
sance acoustique du ventilateur.
c) La correction C2 de réponse en fréquence de la sonde
Le dispositif de réglage du débit et la terminaison anéchoïque
microphonique doit être déterminée pour chaque bande de
doivent être conçus de telle sorte que le niveau de pression
tiers d’octave du domaine de fréquences représentatif à
acoustique induit dans le conduit de mesurage par le dispositif de
k 0,5 dB près dans un champ d’ondes planes incidentes
réglage du débit soit d’au moins 10 dB inférieur au niveau de
frontales dans l’axe de la sonde. Si les essais sont conduits
pression acoustique du ventilateur dans le conduit de mesurage.
en champ libre, il faut respecter une distance minimale de
3 m entre les haut-parleurs et la sonde microphonique en
Des dispositifs de réglage sont donnés, à titre d’exemple, à la
essai, et le microphone de référence doit être placé à une
figure C.5.
position correspondant à la demi-longueur de la sonde. II est
essentiel que la correction de réponse en fréquence soit rai-
sonnablement régulière. Sinon, utiliser la fiche d’étalonnage
4.3 Instrumentation
du fabricant établie en conformité avec ces prescriptions.
4.3.1 Appareillage de mesurage
d) La directivité de la sonde microphonique mesurée en
champ libre avec un bruit aléatoire de bande de tiers
d’octave doit être dans les limites données à la figure 2.
4.3.1 .l Microphone
NOTES
On doit utiliser un microphone d’un sonomètre normalisé con-
forme aux prescriptions relatives à l’appareil de la classe 1 de la
1 Les courbes de la figure 2 correspondent à la formule suivante:
CEI 651. Ses dimensions doivent être compatibles avec celles 1
I
AL = 20 lg pour 0 Q 0 < 1,31 rad (75’)
de la sonde microphonique.
l+f,xKxe3
où
4.3.1.2 Câble du microphone
AL est l’atténuation de la sensibilité, en décibels, pour l’angle
Le système câble/microphone doit être tel que la sensibilité du d’incidence 0 par rapport à l’incidence axiale frontale (0 = Oo) ;
microphone ne change pas dans la gamme de températures
K est la constante de directivité ;
rencontrée au cours de l’essai. Les flexions du câble dues, soit
aux déplacements du microphone, soit à l’action du courant
est la fréquence médiane de bande de tiers d’octave, en
f
d’air, ne doivent pas provoquer un bruit pouvant affecter les
hertz ;
mesures.
0 est l’angle d’incidence, en radians.
4.3.1.3 Sonomètre ou autre amplificateur de microphone Les valeurs limites de la constante de directivité K sont données au
tableau 4.
Le sonomètre ou tout autre amplificateur utilisé pour amplifier
le signal microphonique doit être conforme aux prescriptions
Tableau 4 - Valeurs limites de la constante de directivité, K
électriques relatives aux sonomètres de la classe 1 de la
Fréquence médiane de
CEI 651. On doit utiliser la caractéristique de réponse en fré-
bande de tiers d’octave K K
quence Lin.
min max
Hz
1 000 0,35 x ‘O-3 1,5 x ‘O-3
4.3.2 Analyseur de fréquence
2 000 0,35 x ‘O-3 1,5 x ‘O-3
4 000 0,35 x ‘O-3 2,2 x 10-3
On doit utiliser un ensemble de filtres de bande de tiers d’octave
8000 0,35 x ‘O-3 2,2 x ‘O-3
conforme aux spécifications de la Publication CEI 225. Les fré-
quences médianes des filtres doivent être celles données dans
I’ISO 266. 2 On peut se suffire de la déclaration du fabricant de la sonde
selon laquelle sa directivité est à l’intérieur des limites de la figure 2.
4.3.3 Sonde microphonique
e) Les valeurs de la correction de vitesse d’écoulement,
C3, doivent être obtenues à partir du tableau 5.
La sonde microphonique réduit les fluctuations de pression de
turbulence aux positions de mesurage afin d’obtenir un rapport
NOTE - Les sondes microphoniques sont disponibles dans le com-
signal-bruit suffisant (voir 6.2.1).
merce. Un exemple est donné à la figure E.l .
La sonde microphonique et son utilisation doivent être confor-
f) Les valeurs de la correction modale, C4, doivent être
mes aux exigences suivantes : obtenues à partir du tableau 6.
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (FI
0
dB
-10
t
Gj -20
’ 0
dB
-10
t
20
4 -
a
3
0 rad f 0 rad 3"
f
6
e-
8-
Courbes limites de directivité de la sonde microphonique (bruit aléatoire de largeur de bande de tiers d’octave)
Figure 2 -
Corrections de vitesse d’écoulement, C3, en décibels, de la réponse en fréquence de la sonde microphonique
Tableau 5 -
Nombre de Mach de l’écoulement (vitesse d’écoulement/célérité du son)
Fréquence
médiane de 0,011 7 à 0,017 5 à 0,023 3 à 0,029 2 à 0,035 0 à 0,040 8 à 0,046 6 à 0,052 5 à 0,058 3 à 0,064 1 à 0,070 0
à 0,075 8 à 0,081 6 à
<0,0175 <0,0233 <0,0292 <0,0350 <0,0408 <0,0466 <0,0525 <0,0583 <0,0641 <0,0700 <0,0758 <0,0816 x0,0875
bande de tiers
d’octave
Vitesse d’écoulement, en mètres par seconde, pour mesurages dans l’air à 20 OC (célérité du son c = 343 m/s)
HZ 4à<6 6à<8 8à
- - - - - - - - -
- 02 02 02
1 000
- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - -
1 250 - 02 02 Or3
02 02
- - - - - -
- - - - - - -
-
- - - -
-
1 600 0,2 0,2 02 013 013 Or3 014
- - - - - - - -
- 02 02 Of3 0,3
- - - - -
2 000 02 02 Of3 Or3 014 Of4 0,s 0,5
- - - - -
-
-
02 02 Of3 Of4 Or4 Of5
- - -
2500 -
02 02 0,3 Or4 Or4 015 Or6 0,7 0 A3
- - - -
- 02 Or3 Or3 Of4 0,5 W.3 Ot7 03
- -
- 1
3 150 02 Or3 Or4 Of5 0,6 Or7 W3 03 12
- -
- 0,2 0,2 0,3 0,4 Or6 0,7 019 1
12 115
-
- 1
4000 02 013 014 0,6 Or7 03 12 L4 L6 119
-
- 02 0,3 Or4 0,6 017 03 12 L5 ‘L8 z1 2,5
-
5000 02 0,3 0,5 016 018 L1 L3 L6 13 22
Z6 23
- 02 013 0,5 0,7 03 12 115 119 2,3 218 3,4 4
6 300
02 013 Of5 Or7 1 L3 1‘7 z1 2,5 3 3,5 411 4,6
- 0,3 015 W3 L1 L5 2 23 311 3,8 416 5,5 . 63
8 000 013 Ot5 W3 12 116 z1 z7 3,4 4J 49 5,7 66 7,5
02 015 03 L3 13 2,5 3,2
4J 5,2 6,4 717 9 10,4
10 000 Or4 W3 12 IA3 2,5 313 4,3 5,3 6,4 7,7 83
10,l 11,l
Ot4 W3 113 2 23 33 5,2 66 82 93 Il,4 12,4 12,6
.
NOTE - Pour chaque fréquence, les valeurs supérieures correspondent au mesurage au refoulement (air et bruit de même direction) et les valeurs
inférieures correspondent au mesurage à l’aspiration (air et bruit de directions opposées).
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 5136 : 1990 (F)
Tableau 6
- Correction modale, C4, de la réponse en fréquence de la sonde microphonique
Fréquence Diamètre, d, du conduit de mesurage, en mètres
médiane de bande
Position radiale relative 217% = 0,8 Position radiale relative 2r/d = 0,65
de tiers d’octave
HZ 0,15 4 d < 0,2 0,2 < d < 0,3
0,3 d Q d < 0,5 0
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.