Un silbato de vapor es un dispositivo que se utiliza para producir sonido con la ayuda de vapor vivo , que actúa como un sistema vibratorio [1] (comparar con la bocina de un tren ).
Operación
El silbato consta de las siguientes partes principales, como se ve en el dibujo: la campana del silbato (1), el orificio o abertura de vapor (2) y la válvula (9).
Cuando se tira de la palanca (10) (generalmente mediante un cordón de tracción ), la válvula se abre y deja escapar el vapor a través del orificio. El vapor se comprimirá y enrarece alternativamente en la campana, creando el sonido. El tono , o tono, depende de la longitud de la campana; y también cuánto ha abierto el operador la válvula. Algunos maquinistas inventaron su propio estilo de silbido.
Usos de los silbidos de vapor
Los silbatos de vapor se usaban a menudo en fábricas y lugares similares para señalar el inicio o el final de un turno, etc. Tradicionalmente , las locomotoras ferroviarias , los motores de tracción y los barcos de vapor se han equipado con un silbato con fines de advertencia y comunicación. Los silbatos de vapor de gran diámetro se utilizaron en los faros, probablemente a partir de la década de 1850. [2]
El primer uso de los silbatos de vapor fue como alarmas de nivel bajo de agua en las calderas [3] en el siglo XVIII [4] y principios del siglo XIX. [5] Durante la década de 1830, los ferrocarriles [6] y las compañías navieras adoptaron los silbatos . [7]
Silbatos ferroviarios
Los dispositivos de advertencia de vapor se han utilizado en los trenes desde 1833 [8] cuando George Stephenson inventó y patentó una trompeta de vapor para su uso en el ferrocarril de Leicester y Swannington . [9] La literatura de época distingue entre una trompeta de vapor y un silbato de vapor. [10] Una copia del dibujo de la trompeta firmado en mayo de 1833 muestra un dispositivo de unos cuarenta y cinco centímetros de alto con una forma de trompeta cada vez más amplia con un diámetro de quince centímetros en la parte superior o en la boca. [8] Se dice que George Stephenson inventó su trompeta después de un accidente en el ferrocarril de Leicester y Swannington, donde un tren chocó contra un carro o un rebaño de vacas en un paso a nivel y hubo llamados para una mejor manera de dar un advertencia. Aunque nadie resultó herido, el accidente se consideró lo suficientemente grave como para justificar la intervención personal de Stephenson. Un relato afirma que [el conductor] Weatherburn había 'tocado la bocina' en el cruce en un intento de prevenir el accidente, pero que no se había prestado atención a esta advertencia audible, tal vez porque no se había escuchado.
Posteriormente, Stephenson convocó una reunión de directores y aceptó la sugerencia del gerente de la compañía, Ashlin Bagster, de que se construyera y se fijara a las locomotoras una bocina o silbato que pudiera activarse con vapor. Stephenson visitó más tarde a un fabricante de instrumentos musicales en Duke Street en Leicester , quien siguiendo las instrucciones de Stephenson construyó una 'Steam Trumpet' que fue probada en presencia de la junta directiva diez días después.
Stephenson montó la trompeta en la parte superior de la cúpula de vapor de la caldera , que entrega vapor seco a los cilindros. La compañía pasó a montar el dispositivo en sus otras locomotoras.
Las trompetas de vapor de las locomotoras pronto fueron reemplazadas por silbatos de vapor. Los silbatos de aire se utilizaron en algunas locomotoras diésel y eléctricas, pero en su mayoría emplean bocinas de aire .
Música
Una serie de silbatos de vapor dispuestos para reproducir música se conoce como calíope .
En York, Pensilvania , un silbato de vapor de tono variable en la New York Wire Company se ha tocado anualmente en Nochebuena desde 1925 (excepto en 1986 y 2005) en lo que se conoce como "Concierto anual de Navidad de silbato de vapor de York". En las noches ventosas, los residentes del área informan haber escuchado el concierto a una distancia de entre 20 y 15 millas. El silbato, que se encuentra en el Libro Guinness de los Récords Mundiales, fue impulsado por un compresor de aire durante el concierto de 2010 debido a los costos de mantenimiento y funcionamiento de la caldera. [11] [12] [13] [14] [15] [16]
Tipos de silbidos
- Silbato simple : una taza invertida montada en un vástago, como en la ilustración de arriba. En Europa, los silbidos de vapor de los ferrocarriles eran típicamente ruidosos, estridentes y de una sola nota. En el Reino Unido, las locomotoras solían estar equipadas con solo uno o dos de estos silbidos, estos últimos con tonos diferentes y controlados individualmente para permitir una señalización más compleja. En los ferrocarriles de Finlandia, se utilizaron dos silbidos de una sola nota en cada motor; uno estridente, uno de tono más bajo. Fueron utilizados para diferentes propósitos de señalización. La Deutsche Reichsbahn de Alemania introdujo otro diseño de silbato en la década de 1920 llamado "Einheitspfeife", concebido como un silbato sencillo de una sola nota que ya tenía un sonido muy profundo y fuerte, pero si el gatillo del silbato se aprieta hasta la mitad de su recorrido. También podría producirse un tono aún más bajo, como el de un timbre-silbido. Este silbido es el motivo del típico sonido de la señal "larga alta - corta baja - corta alta" de las locomotoras de vapor en Alemania. [17]
- Chime whistle : dos o más campanas o cámaras resonantes que suenan simultáneamente. En Estados Unidos, los silbatos de vapor de los ferrocarriles eran típicamente silbatos de campana compactos con más de un silbato dentro, creando un acorde. En Australia, los Ferrocarriles del Gobierno de Nueva Gales del Sur después de la reclasificación de 1924, muchas locomotoras de vapor tenían 5 silbatos de campana instalados (esto incluye muchas locomotoras de la reclasificación anterior a 1924, o se construyeron nuevas con 5 silbatos de campana). [18] 3- Las campanillas (3 silbidos compactos dentro de uno) eran muy populares, así como las campanillas de 5 y 6 campanas. En algunos casos, se utilizaron silbatos de campanillas en Europa. Barcos como el Titanic estaban equipados con campanas que constaban de tres pitos separados (en En el caso del Titanic, los silbatos medían 9, 12 y 15 pulgadas de diámetro). Los Ferrocarriles Nacionales de Japón utilizaron un silbato de timbre que suena como un silbido llano de una sola nota muy profundo, porque los acordes se accede en un circuito paralelo simple si se aprieta el gatillo del silbato. [19]
- Silbato de órgano : un silbato con bocas cortadas a un lado, generalmente un silbido largo en relación con el diámetro, de ahí el nombre. Estos silbidos eran muy comunes en los barcos de vapor, especialmente en los fabricados en el Reino Unido.
- Gong : dos silbidos que miran en direcciones opuestas en un eje común. [20] Estos eran populares como silbatos de fábrica. Algunos estaban compuestos por tres campanas de silbato.
- Silbato de tono variable : un silbato que contiene un pistón interno disponible para cambiar el tono. [21] Este tipo de silbato podría hacerse sonar como una sirena o tocar una melodía. A menudo se llama silbato de alarma contra incendios, silbido de gato salvaje o silbido de pájaro burlón.
- Silbato toroidal o Levavasseur : un silbato con una cavidad resonante en forma de toro (en forma de rosquilla) paralela al orificio de gas anular, que lleva el nombre de Robert Levavasseur, [22] su inventor. A diferencia de un silbato convencional, el diámetro (y el nivel de sonido) de un silbato en forma de anillo se puede aumentar sin alterar el área de la sección transversal de la cámara de resonancia (preservando la frecuencia), lo que permite la construcción de un silbato de alta frecuencia de diámetro muy grande. La frecuencia de un silbato convencional disminuye a medida que aumenta el diámetro. Otros silbatos en forma de anillo incluyen el silbato Hall-Teichmann, [23] silbato Graber, [24] Ultrawhistle, [25] y Dynawhistle. [26]
- Silbato de Helmholtz : un silbato con un área de sección transversal que excede la de la abertura de la campana de silbato, a menudo con forma de botella o bombilla incandescente. La frecuencia de este silbido en relación con su tamaño es menor que la de un silbato convencional y, por lo tanto, estos silbidos han encontrado aplicación en locomotoras de vapor de pequeño calibre. También denominado silbato de Bangham. [27] [28]
- Silbato de bocina : un silbato que fue utilizado principalmente por los ferrocarriles Norfolk y Western que se incluyó en sus conmutadores S1, locomotoras Clase A, Clase K1, Clase Z y Clase Y.
Acústica de silbidos
Frecuencia de resonancia
Un silbato tiene una frecuencia de resonancia natural característica [29] que puede detectarse soplando suavemente el aliento humano a través del borde del silbato, de la misma forma que se podría soplar sobre la boca de una botella. La frecuencia de sonido activa (cuando se hace sonar el silbato) puede diferir de la frecuencia natural como se describe a continuación. Estos comentarios se aplican a los pitos con un área de la boca al menos igual al área de la sección transversal del pito.
- Duración del silbido : la frecuencia de resonancia natural disminuye a medida que aumenta la duración del silbido. Duplicar la duración efectiva de un silbato reduce la frecuencia a la mitad, suponiendo que el área de la sección transversal del silbido es uniforme. Un silbato es un generador de un cuarto de onda, lo que significa que una onda de sonido generada por un silbido tiene aproximadamente cuatro veces la longitud del silbido. Si la velocidad del sonido en el vapor suministrado a un silbato fuera de 15936 pulgadas por segundo, una tubería con una longitud efectiva de 15 pulgadas soplando su frecuencia natural sonaría cerca del C medio : 15936 / (4 x 15) = 266 Hz. Cuando un silbato suena en su frecuencia natural, la longitud efectiva a la que se hace referencia aquí es algo más larga que la longitud física por encima de la boca si el silbato tiene un área de sección transversal uniforme. Es decir, la longitud vibrante del silbato incluye una parte de la boca. Este efecto (la "corrección final") es causado por la vibración del vapor dentro del silbato que activa la vibración de un poco de vapor fuera de la tubería cerrada, donde hay una transición de ondas planas a ondas esféricas. [30] Hay fórmulas disponibles para estimar la longitud efectiva de un silbido, [29] pero una fórmula precisa para predecir la frecuencia del sonido tendría que incorporar la longitud del silbido, la escala, el caudal de gas, la altura de la boca y el área de la pared bucal (ver más abajo) .
- Presión de soplado : la frecuencia aumenta con la presión de soplado, [31] que determina el flujo de volumen de gas a través del silbato, lo que permite al maquinista de locomotoras tocar un silbato como un instrumento musical, utilizando la válvula para variar el flujo de vapor. El término para esto era "quilling". Un experimento con un silbido corto y sencillo publicado en 1883 mostró que el aumento gradual de la presión del vapor hacía que el silbato pasara de Mi a Re bemol, un aumento del 68 por ciento en la frecuencia. [32] Las desviaciones de tono de la frecuencia natural del silbido probablemente siguen a las diferencias de velocidad en el chorro de vapor aguas abajo de la apertura, creando diferencias de fase entre la frecuencia de conducción y la frecuencia natural del silbido. Aunque a presiones de soplado normales, la apertura limita el chorro a la velocidad del sonido, una vez que sale de la apertura y se expande, la disminución de la velocidad es una función de la presión absoluta. [33] Además, la frecuencia puede variar a una presión de soplado fija con diferencias en la temperatura del vapor o del aire comprimido. [34] [35] [36] Los silbatos de vapor industriales se operaban típicamente en el rango de 100 a 300 libras por pulgada cuadrada de presión manométrica (psig) (0,7 a 2,1 megapascales, MPa), aunque algunos se construyeron para su uso en presiones tan altas como 600 psig (4,1 MPa). Todas estas presiones están dentro del régimen de flujo estrangulado , [37] donde el flujo másico escala con la presión absoluta aguas arriba e inversamente con la raíz cuadrada de la temperatura absoluta. Esto significa que para el vapor seco saturado , una reducción a la mitad de la presión absoluta da como resultado casi una reducción a la mitad del flujo. [38] [39] Esto ha sido confirmado por pruebas de consumo de vapor de silbato a diversas presiones. [40] La presión excesiva para un diseño de silbato dado conducirá al silbato a un modo exagerado , donde la frecuencia fundamental será reemplazada por un armónico impar , que es una frecuencia que es un número impar múltiplo de la fundamental. Por lo general, este es el tercer armónico (segundo armónico de frecuencia), pero un ejemplo se ha observado que una gran silbato saltó a la décimo quinta armónica. [41] Un silbido largo y estrecho como el del barco Liberty John W. Brown suena con un amplio espectro de matices , pero no es exagerado. (Al sobrepasar la "amplitud de la frecuencia fundamental de la tubería cae a cero"). [42] El aumento de la longitud del silbido aumenta el número y la amplitud de los armónicos, como se ha demostrado en experimentos con un silbido de tono variable. Los silbatos probados en vapor producen armónicos pares e impares. [41] El perfil armónico de un silbato también puede verse influenciado por el ancho de la apertura, el corte de la boca y la compensación de la apertura de los labios, como es el caso de los tubos de los órganos. [43]
- Calidad del vapor : la calidad del vapor (sequedad del vapor) en el que se emiten los silbidos es variable y afectará la frecuencia de los silbidos. La calidad del vapor determina la velocidad del sonido , que disminuye al disminuir la sequedad debido a la inercia de la fase líquida. La velocidad del sonido en el vapor es predecible si se conoce la sequedad del vapor. [44] Además, el volumen específico de vapor para una temperatura determinada disminuye al disminuir la sequedad. [45] [46] Dos ejemplos de estimaciones de la velocidad del sonido en el vapor calculadas a partir de los silbatos emitidos en condiciones de campo son 1.326 y 1.352 pies por segundo. [47]
- Relación de aspecto : cuanto más en cuclillas es el silbato, mayor es el cambio de tono con la presión del soplo. [48] [31] Esto puede ser causado por las diferencias en el factor Q . [49] El tono de un silbido muy en cuclillas puede aumentar varios semitonos a medida que aumenta la presión. [50] Por lo tanto, la predicción de la frecuencia del silbido requiere el establecimiento de un conjunto de curvas de frecuencia / presión exclusivas de la escala del silbido, y un conjunto de silbidos puede no seguir un acorde musical a medida que cambia la presión del soplo si cada silbato es de una escala diferente. Esto es cierto para muchos silbatos antiguos divididos en una serie de compartimentos del mismo diámetro pero de diferentes longitudes. Algunos diseñadores de silbatos minimizaron este problema construyendo cámaras resonantes de escala similar. [51]
- Longitud vertical de la boca ("cut-up") : la frecuencia de un silbido simple disminuye a medida que la campana de silbato se eleva lejos de la fuente de vapor. Si se eleva el corte de un silbato de órgano o una campana única (sin levantar el techo del silbato), la longitud efectiva de la cámara se acorta. El acortamiento de la cámara aumenta la frecuencia, pero al aumentar el corte, la frecuencia disminuye. La frecuencia resultante (más alta, más baja o sin cambios) será determinada por la escala de pitos y por la competencia entre los dos pilotos. [52] [53] El corte prescrito por el fabricante de silbatos Robert Swanson para una presión de vapor de 150 psig fue de 0,35 x el diámetro de la campana para un silbato simple, que es aproximadamente 1,45 x el área neta de la sección transversal de la campana (restando el área del montante). [54] La Nathan Manufacturing Company utilizó un recorte de 1,56 x área de la sección transversal de la cámara para su silbato de campanilla de ferrocarril de 6 notas. [55]
- Corte en relación con el arco de la boca : un gran cambio en el corte (p. Ej., Una diferencia de 4x) puede tener poco impacto en la frecuencia natural del silbido si el área de la boca y la longitud total del resonador se mantienen constantes. [29] Por ejemplo, un silbato simple, que tiene una boca de 360 grados (que se extiende completamente alrededor de la circunferencia del silbato), puede emitir una frecuencia similar a un silbido de órgano bucal parcial de la misma área de la boca y la misma longitud total del resonador (apertura al techo), a pesar de un corte inmensamente diferente. (El corte es la distancia entre la abertura del vapor y el labio superior de la boca). Esto sugiere que el corte efectivo está determinado por la proximidad de la columna de gas oscilante al chorro de vapor en lugar de por la distancia entre el labio superior de la boca. y la abertura de vapor. [56]
- Ancho de apertura de vapor : la frecuencia puede aumentar a medida que disminuye el ancho de apertura de vapor [53] y la pendiente de la curva de frecuencia / presión puede variar con el ancho de apertura. [57]
- Composición del gas : la frecuencia de un silbido impulsado por vapor suele ser más alta que la de un silbato impulsado por aire comprimido a la misma presión. Esta diferencia de frecuencia se debe a la mayor velocidad del sonido en el vapor, que es menos denso que el aire. La magnitud de la diferencia de frecuencia puede variar porque la velocidad del sonido está influenciada por la temperatura del aire y por la calidad del vapor. Además, cuanto más en cuclillas es el silbato, más sensible es a la diferencia en el caudal de gas entre el vapor y el aire que se produce a una presión de soplado fija. Los datos de 14 silbidos (34 cámaras resonantes) sonados en una variedad de condiciones de campo mostraron una amplia gama de diferencias de frecuencia entre el vapor y el aire (5 a 43 por ciento más de frecuencia en el vapor). Los silbidos muy alargados, que son bastante resistentes a las diferencias de flujo de gas, sonaron con una frecuencia entre un 18 y un 22 por ciento más alta en el vapor (aproximadamente tres semitonos). [58]
Nivel de presión de sonido
El nivel de sonido del silbido varía con varios factores:
- Presión de soplado : el nivel de sonido aumenta a medida que aumenta la presión de soplado, [59] [60] aunque puede haber una presión óptima en la que el nivel de sonido alcanza su punto máximo. [48]
- Relación de aspecto : el nivel de sonido aumenta a medida que se reduce la duración del silbido, lo que aumenta la frecuencia. Por ejemplo, presionar el pistón de un silbato de vapor de paso variable cambió la frecuencia de 333 Hz a 753 Hz y elevó el nivel de presión sonora de 116 dBC a 123 dBC. Esa diferencia de cinco veces en el cuadrado de la frecuencia resultó en una diferencia de cinco veces en la intensidad del sonido. [61] El nivel de sonido también aumenta a medida que aumenta el área de la sección transversal del silbato. [62] Una muestra de 12 silbidos de una sola nota que varían en tamaño de una pulgada de diámetro a 12 pulgadas de diámetro mostró una relación entre la intensidad del sonido y el cuadrado del área de la sección transversal (cuando se tomaron en cuenta las diferencias de frecuencia). En otras palabras, la intensidad relativa del sonido de silbido se puede estimar utilizando el cuadrado del área de la sección transversal dividido por el cuadrado de la longitud de onda. [61] [63] Por ejemplo, la intensidad del sonido de una campana de silbato de 6 pulgadas de diámetro x 7,5 pulgadas de largo (113 dBC) fue 10 veces mayor que la de un silbato de 2 x 4 pulgadas (103 dBC) y el doble de un (frecuencia más baja) Silbato de 10 x 40 pulgadas (110 dBC). Estos silbidos se hicieron sonar en aire comprimido a 125 libras por pulgada cuadrada de presión manométrica (862 kilopascales) y los niveles de sonido se registraron a una distancia de 100 pies. Los silbidos de órgano alargados pueden exhibir niveles de sonido desproporcionadamente altos debido a sus fuertes sobretonos de frecuencia más alta. En un lugar separado, un Ultrawhistle (silbato en forma de anillo) de 20 pulgadas de diámetro que operaba a una presión manométrica de 15 libras por pulgada cuadrada (103,4 kilopascales) produjo 124 dBC a 100 pies. [64] [65] Se desconoce cómo se compararía el nivel de sonido de este silbato con el de un silbato convencional de la misma frecuencia y área de la cámara resonante. En comparación, una sirena de ataque aéreo Bell-Chrysler genera 138 dBC a 100 pies. [66] El nivel de sonido de un silbato toroidal Levavasseur se ve reforzado en unos 10 decibeles por una cavidad secundaria paralela a la cavidad resonante , la primera creando un vórtice que aumenta las oscilaciones del chorro que impulsa el silbato. [67]
- Ancho de apertura de vapor : si el flujo de gas está restringido por el área de la apertura de vapor, al ensanchar la apertura aumentará el nivel de sonido para una presión de soplado fija. [60] La ampliación de la apertura de vapor puede compensar la pérdida de salida de sonido si se reduce la presión. Se sabe desde al menos la década de 1830 que los silbatos pueden modificarse para funcionar a baja presión y aún así lograr un alto nivel de sonido. [7] Los datos sobre la relación compensatoria entre la presión y el tamaño de la apertura son escasos, pero las pruebas con aire comprimido indican que una reducción a la mitad de la presión absoluta requiere que el tamaño de la apertura sea al menos el doble de ancho para mantener el nivel de sonido original, y el ancho de la apertura en algunos conjuntos de silbatos antiguos aumentan con el diámetro (el área de apertura aumenta con el área de la sección transversal del silbato) para los silbatos de la misma escala. [56] [60] Aplicando la física de los chorros de alta presión que salen de aberturas circulares, una duplicación de la velocidad y la concentración de gas en un punto fijo en la boca del silbato requeriría cuadriplicar el área de apertura o la presión absoluta. (Un cuartel de la presión absoluta se compensaría cuadruplicando el área de apertura; la constante de disminución de la velocidad aumenta aproximadamente con la raíz cuadrada de la presión absoluta en el rango normal de presión de denuncia de irregularidades). En realidad, cambiar la pérdida de presión por un área de apertura mayor puede ser menos eficiente ya que se producen ajustes dependientes de la presión en el desplazamiento del origen virtual. [33] [68] Cuadriplicar el ancho de la abertura de un tubo de órgano a una presión de soplado fija resultó en algo menos de una duplicación de la velocidad en la salida de humos. [69]
- Perfil de apertura de vapor : el caudal de gas (y, por lo tanto, el nivel de sonido) se establece no solo por el área de apertura y la presión de soplado, sino también por la geometría de la apertura. La fricción y la turbulencia influyen en el caudal y se explican por un coeficiente de descarga . Una estimación media del coeficiente de descarga de las pruebas de campo de silbato es 0,72 (rango 0,69 - 0,74). [40]
- Longitud vertical de la boca ("cut-up") : la longitud de la boca (cut-up) que proporciona el nivel de sonido más alto a una presión de soplado fija varía con la escala del silbato, por lo que algunos fabricantes de silbatos multitonos reducen una altura de boca única para la escala de cada cámara resonante, maximizando la salida de sonido del silbato. [70] El corte ideal para silbatos de un diámetro y un ancho de apertura fijos (incluidos los compartimentos de timbre de una sola campana) a una presión de soplado fija parece variar aproximadamente con la raíz cuadrada de la longitud efectiva. [71] Los fabricantes de silbatos antiguos solían utilizar un área de la boca de compromiso de aproximadamente 1,4 veces el área de la sección transversal del silbato. Si se lleva un silbato a su nivel máximo de sonido con el área de la boca igual al área de la sección transversal del silbato, puede ser posible aumentar el nivel de sonido aumentando aún más el área de la boca. . [72] [73]
- Frecuencia y distancia : el nivel de presión sonora disminuye a la mitad (seis decibeles) con cada duplicación de la distancia debido a la divergencia de la fuente. Esta relación se denomina proporcional inversa , a menudo descrita incorrectamente como la ley del cuadrado inverso ; el último se aplica a la intensidad del sonido, no a la presión del sonido. El nivel de presión sonora también disminuye debido a la absorción atmosférica, que depende en gran medida de la frecuencia, las frecuencias más bajas viajan más lejos. Por ejemplo, un silbato de 1000 Hz tiene un coeficiente de atenuación atmosférica de la mitad que un silbato de 2000 Hz (calculado para 50 por ciento de humedad relativa a 20 grados Celsius). Esto significa que, además de la atenuación del sonido divergente , habría una pérdida de 0,5 decibelios por cada 100 metros del silbido de 1000 Hz y de 1,0 decibelios por cada 100 metros del silbido de 2000 Hz. Los factores adicionales que afectan la propagación del sonido incluyen barreras, gradientes de temperatura atmosférica y "efectos del suelo". [74] [75] [76]
Terminología
La longitud acústica [77] o la longitud efectiva [78] es el cuarto de longitud de onda generado por el silbato. Se calcula como un cuarto de la relación entre la velocidad del sonido y la frecuencia del silbido. La longitud acústica puede diferir de la longitud física del silbato , [79] también denominada longitud geométrica . [80] dependiendo de la configuración de la boca, etc. [29] La corrección final es la diferencia entre la longitud acústica y la longitud física por encima de la boca. La corrección final es una función del diámetro, mientras que la relación entre la longitud acústica y la longitud física es una función de la escala. Estos cálculos son útiles en el diseño de silbatos para obtener la frecuencia de sonido deseada. La longitud de trabajo en el uso temprano significaba la longitud acústica del silbato, es decir, la longitud efectiva del silbato de trabajo , [81] pero recientemente se ha utilizado para la longitud física, incluida la boca. [82]
Los silbidos más fuertes y grandes
La sonoridad es una percepción subjetiva que está influenciada por el nivel de presión del sonido, la duración del sonido y la frecuencia del sonido. [75] [76] Se ha afirmado un alto potencial de nivel de presión sonora para los silbidos de Vladimir Gavreau, [83] quien probó silbidos de hasta 1,5 metros (59 pulgadas) de diámetro (37 Hz). [84] Un silbato en forma de anillo de 20 pulgadas de diámetro (“Ultrawhistle”) patentado y producido por Richard Weisenberger sonó 124 decibelios a 100 pies. [85] El silbato de vapor de paso variable de la New York Wire Company en York , Pensilvania , se inscribió en el Libro Guinness de los récords mundiales en 2002 como el silbato de vapor más fuerte registrado a 124,1 dBA desde una distancia establecida utilizada por Guinness. [86] El silbato de York también se midió a 134,1 decibeles desde una distancia de 23 pies. [12]
Un silbato de advertencia de incendio suministrado a un aserradero canadiense por Eaton, Cole y Burnham Company en 1882 medía 20 pulgadas de diámetro, cuatro pies y nueve pulgadas de cuenco a adorno y pesaba 400 libras. El eje que sostiene la campana de silbato mide 3,5 pulgadas de diámetro y el silbato se alimenta mediante un tubo de alimentación de cuatro pulgadas. [87] [88] Otros registros de silbidos grandes incluyen un relato de 1893 del presidente de los Estados Unidos, Grover Cleveland, activando el "silbato de vapor más grande del mundo", que se dice que mide "cinco pies" en la Feria Mundial de Chicago . [89] [90] La cámara de sonido de un silbato instalado en la Long-Bell Lumber Company de 1924 , Longview, Washington, medía 16 pulgadas de diámetro x 49 pulgadas de largo. [91] Las campanas de silbato de las campanas múltiples utilizadas en los transatlánticos como el RMS Titanic medían 9, 12 y 15 pulgadas de diámetro. [92] Las campanas de los vapores del Pacífico canadiense Assiniboia y Keewatin medían 30 centímetros de diámetro y las del Keewatin medían 60 centímetros de largo. [93] [94] Un silbato de campana múltiple instalado en la Standard Sanitary Manufacturing Company en 1926 estaba compuesto por cinco campanas de silbato separadas que medían 5 x 15, 7 x 21, 8 x 24, 10 x 30 y 12 x36 pulgadas, todas conectadas a una tubería de vapor de cinco pulgadas. [95] La Union Water Meter Company de Worcester Massachusetts produjo un silbato de gong compuesto por tres campanas, 8 x 9-3 / 4, 12 x 15 y 12 x 25 pulgadas. [96] Los silbatos de vapor de doce pulgadas de diámetro se usaban comúnmente en los faros en el siglo XIX. [97] Se ha afirmado que el nivel de sonido de un Ultrawhistle sería significativamente mayor que el de un silbato convencional, [98] pero no se han realizado pruebas comparativas de silbidos grandes. Las pruebas de los Ultrawhistles pequeños no han mostrado niveles de sonido más altos en comparación con los silbatos convencionales del mismo diámetro. [72]
Ver también
- Silbato de tren
Referencias
- ^ Chanaud, Robert (1970). "Silbidos aerodinámicos". Scientific American (223): 40–46.
- ^ Jones, Ray (2003). La enciclopedia del faro . Prensa Globe Pequot. ISBN 0-7627-2735-7.
- ^ Alarma de caldera de vapor de Miller y medidor de agua. Archivado el 28 de marzo de 2008 en la Wayback Machine.
- ↑ Stuart, Robert (1829). Anécdotas históricas y descriptivas de las máquinas de vapor y de sus inventores y mejoradores, Londres: Wightman y Cramp, página 301.
- ^ Ommundsen, Peter (2007). "Silbatos de vapor anteriores a 1830". Cuerno y silbato (117): 14.
- ^ Madera, Nicolás (1838). Un tratado práctico sobre ferrocarriles. Londres: Longman, Orme, Brown, Green y Longmans, página 340.
- ↑ a b Pringle, RE y J. Parkes (1839). Causas y medios de prevención de accidentes de barcos de vapor. Revista de mecánica 31: 262.
- ↑ a b Stretton, Clement Edwin (1903). La locomotora y su desarrollo: un tratado popular sobre las mejoras graduales realizadas en las locomotoras de ferrocarril entre 1803 y 1903. Crosby Lockwood and Son.
- ^ Ross, David. El sirviente dispuesto: una historia de la locomotora de vapor . Tempus. pag. 42. ISBN 0-7524-2986-8.
- ^ Russell, John Scott (1841). Tratado sobre la máquina de vapor . Edimburgo: Adam y Charles Black.
- ^ "York silbato de vapor listo para jugar - sin el vapor" . www.inyork.com .
- ^ a b "Plaza de la ciudad de York" . Plaza de la ciudad de York . Archivado desde el original el 27 de diciembre de 2010 . Consultado el 25 de diciembre de 2010 .
- ^ "La hospitalización del jugador de silbato de vapor no parará concierto" . ydr.com .
- ^ "Plaza de la ciudad de York" . Plaza de la ciudad de York . Archivado desde el original el 28 de diciembre de 2010 . Consultado el 25 de diciembre de 2010 .
- ^ "Compañía de cable de York Pa" . YouTube .
- ^ http://www.witf.org/news/regional-and-state/2686-yorks-annual-christmas-steam-whistle-concert-endangered [ enlace muerto ]
- ^ "Dampflokpfeifen / Los silbidos de Steamtrains" . YouTube .
- ^ "Patente US186718 - Mejora en silbatos de vapor" .
- ^ "SL 津 和 野 稲 荷 号 走 行 シ ー ン SL" Tsuwano-inari "Escena de carrera" . YouTube .
- ^ "Patente US48921 - Mejora en silbatos de vapor" .
- ^ "Patente US131176 - Mejora en silbatos de vapor" .
- ^ "Patente US2755767 - Generadores de sonidos y ultra-sonidos de alta potencia" .
- ^ "Patente US2678625 - Dispositivo de señal de sonido resonante" .
- ^ "Silbato toroidal isofásico direccional" Patente núm. 20130291784 A1 http://www.google.com/patents/US20130291784
- ^ "Patente US4429656 - Silbato de cámara cerrada con forma toroidal" .
- ^ "Patente US4686928 - Silbato toroidal" .
- ^ Fagen, Ed. (1996). Charla técnica sobre conductos de humos, cavidades y resonadores Helmholtz. Cuerno y silbato 71: 8.
- ^ Bangham, Larry (2002). El silbato del resonador. Steam in the Garden 66 y 67, reimpreso en Horn and Whistle 101: 12-15.
- ^ a b c d Liljencrants, Johan (2006). "Fin de la corrección en la boca de un conducto de humos" .
- ^ Tohyama, M. (2011) Sonido y señales. Berlín: Springer-Verlag, 389 págs.
- ^ a b Ommundsen, Peter (2003). "Efectos de la presión sobre la frecuencia de los pitos". Cuerno y silbato (101): 18.
- ^ Revista de ciencia, volumen 2, n. ° 46, 21 de diciembre de 1883, página 799.
- ^ a b Birch, AD, DJ Hughes y F. Swaffield. (1987). Decaimiento de la velocidad de los chorros de alta presión. Ciencia y tecnología de la combustión. 52: 161-171.
- ^ Elliott, Brian S. (2006). Manual de operaciones de aire comprimido . Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-147526-5.
- ^ Crocker, Malcolm J. (1998). Manual de Acústica . Nueva York: Wiley. ISBN 0-471-25293-X.
- ^ Lerner, Lawrence S. (1996). Física para científicos e ingenieros, volumen 1. Boston: Jones y Bartlett.
- ^ Heisler, SI (1998). Referencia de escritorio del ingeniero de Wiley. John Wiley and Sons, páginas 266-267.
- ^ Menon, E. Sashi. (2005). Manual de cálculos de tuberías. Nueva York: McGraw-Hill.
- ^ Ommundsen. Peter (2012). "Silbato de vapor y consumo de aire". Cuerno y silbato (127): 4.
- ^ a b Gilbert, TM (1897). "Una prueba del consumo de vapor de un silbato de locomotora". Sibley Journal of Engineering (11): 108-110.
- ↑ a b Ommundsen, Peter (2013). "Armónicos del silbido de vapor y duración del silbido". Cuerno y silbato 129: 31-33
- ^ Fletcher, NH (1974). Interacciones no lineales en conductos de humos de órganos. J. Sociedad Acústica de América, 56: 645-652.
- ^ Fletcher, NH y Lorna M. Douglas. (1980). "Generación de armónicos en tubos de órgano, flautas dulces y flautas". Revista de la Sociedad Americana de Acústica 68: 767-771.
- ^ Šafarík, P., Nový, A., Jícha, D. y Hajšman, M., 2015. Sobre la velocidad del sonido en vapor. Acta Polytechnica, 55: 422-426
- ^ Soo, Shao L. (1989) Partículas y continuo: una dinámica de fluidos multifase. Prensa CRC.
- ^ Menon, E. Sashi. (2005) Manual de cálculos de tuberías. Nueva York: McGraw-Hill.
- ^ Ommundsen, Peter (2017). Estimación de la velocidad del sonido en vapor. Cuerno y silbato (136) 17.
- ↑ a b Liljencrants, Johan. (2011) Sensibilidad del tubo de órgano a la presión.
- ^ Liljencrants, Johan (2006). "Valor Q de un resonador de tubería" .
- ^ Ommundsen, Peter (2004). "Zona de la boca del silbato y altura de los labios en relación con la presión del colector". Cuerno y silbato (103): 7-8.
- ^ Dibujo de ingeniería de Atchison, Topeka y Santa Fe Railway 1925, publicado en 1984, Horn and Whistle 13: 12-13.
- ^ Ommundsen, Peter (2005). "Efecto del tamaño de la boca sobre la frecuencia de un solo silbido de campana". Horn and Whistle (110): 29–30.
- ^ a b Ommundsen, Peter (2007). "Observaciones sobre corte y frecuencia de pitos". Cuerno y silbato (116): 4–7.
- ^ Airchime Manufacturing Company, 15 de mayo de 1960, Instalación del silbato de vapor: ajustes. Revista Horn and Whistle No. 25, página 37, julio-agosto de 1986.
- ^ Nathan Manufacturing Company 1910, 3 de diciembre, información general, patrón 30146.
- ^ a b Ommundsen, Peter (2007). "Factores a considerar en las prescripciones de ancho de ranura de silbato". Cuerno y silbato (115): 6–8.
- ^ Ommundsen, Peter (2006). "Observaciones sobre la frecuencia de resonancia del silbido". Cuerno y silbato (112): 7–8.
- ^ Barry, Harry y Peter Ommundsen. (2012). "Diferencias de frecuencia de silbidos en vapor frente a aire comprimido". Cuerno y silbato 126: 5 - 6.
- ^ Burrows, Lewis M. (1957). "Número de patente del silbato 2784693" . Oficina de Patentes de Estados Unidos. columna 5, líneas 29-31
- ^ a b c Ommundsen, Peter (2005). "Efecto del ancho de la ranura en el rendimiento del silbato". Cuerno y silbato (109): 31–32.
- ↑ a b Barry, Harry y Peter Ommundsen (2015). "Se revisaron los niveles de sonido de los silbatos". Cuerno y silbato (133): 4-5.
- ^ Burrows, 1957, US2784693 , columna 5, líneas 30-34
- ^ Barry, Harry (2002). "Niveles de sonido de mis silbidos". Cuerno y silbato (98): 19.
- ^ Weisenberger, Richard (1983). "El silbido más fuerte". Cuerno y silbato (6): 7–9.
- ^ Patente de Estados Unidos 4429656, 7 de febrero de 1984 "Silbato de cámara cerrada con forma toroidal"
- ^ Carruthers, James A. (1984). "Más sobre los sonidos más fuertes". Cuerno y silbato (10): 6.
- ^ Elías, Isador (1962). Evaluación y aplicación del silbato Levavasseur. 1962 Registro de la Convención Nacional IRE. 36-42.
- ^ Abedul, AD, DR Brown, MG Dobson y F. Swaffield. (1984) La estructura y el decaimiento de la concentración de chorros de gas natural a alta presión. Ciencia y tecnología de la combustión, 36: 249-261.
- ^ Auberlencher, HJ y T. trommer (2009). Investigaciones experimentales de velocidad de chorro y tono de borde en un modelo de pie de un tubo de órgano. Revista de la Sociedad Americana de Acústica 126: 878-886.
- ^ Madrigueras, Lewis M. (1957). "Número de patente del silbato 2784693" Oficina de Patentes de Estados Unidos, columna 5, líneas 20-28.
- ^ Rhodes, Tom (1984). Construyendo un silbato para un barco de vapor. Live Steam, noviembre: 42-44.
- ^ a b Ommundsen, Peter (2008). "El silbato toroidal de Levavasseur y otros silbidos fuertes". Cuerno y silbato (119): 5.
- ^ Ommundsen, Peter (2009). "Preguntas de ingeniería de silbatos". Horn and Whistle (121): 26-27.
- ^ Fagen, Edward (2005). "Silbidos como fuentes de sonido". Cuerno y silbato (107): 18–24.
- ^ a b Fagen, Edward (2005). "Silbidos como fuentes de sonido, parte 2". Horn and Whistle (108): 35–39.
- ↑ a b Piercy, JE y Tony FW Embleton (1979). Propagación del sonido al aire libre. En: Harris, Cyril M. Handbook of Noise Control, segunda edición. Nueva York: McGraw-Hill.
- ^ Talbot-Smith, Michael (1999). Libro de consulta del ingeniero de audio (2ª ed.). Oxford: Focal. ISBN 0-7506-0386-0.
- ^ Serway, Raymond A. (1990). Física para científicos e ingenieros . Filadelfia: Saunders College Publishing. ISBN 0-03-005922-4.
- ^ Rossing, Thomas D. (1990). La ciencia del sonido. Massachusetts: Addison-Wesley
- ^ Fahy, Frank (2001). Fundamentos de la Ingeniería Acústica. Prensa académica.
- ^ Hadley, Harry E. (1926). Física cotidiana. Londres: Macmillan and Company
- ^ Weisenberger, Richard (1986). Matemáticas para el constructor de pitos. Cuerno y silbato 23: 10-16.
- ^ Altmann, Jurgen (2001). Armas acústicas: una evaluación prospectiva. Ciencia y seguridad global 9: 163-234.
- ^ Gavreau, V. (1968). Infrasonido. Science Journal 4: 33-37.
- ^ Weisenberger, Richard (1983). El silbido más fuerte. Cuerno y silbato 6: 7-9.
- ^ Records Mundiales Guinness. "Explore los récords mundiales oficiales" . guinnessworldrecords.com .
- ^ The New York Times, 26 de mayo de 1882.
- ^ The Chronicle: una revista dedicada a los intereses de los seguros. Vol xxix página 346 1882.
- ^ Crawfford, Maurice (2001). El rico cristal tallado de Charles Guernsey Tuthill. Prensa de la Universidad de Texas A y M, página 64.
- ^ Anónimo (1893). Características de la apertura. The New York Times, 27 de abril.
- ^ Drummond, Michael (1996) Aficionados al silbato de vapor bullen sobre Big Benjamin. The daily News of Longview Washington, 21 de diciembre, reimpreso en Horn and Whistle 75: 8-9.
- ^ Fagen, Ed (1997). El silbato del Titanic suena un poco menos que titánico. Bocina y silbato 75: 8-11.
- ^ Barry, Harry (1983). El silbato de vapor Assiniboia. Cuerno y silbato 4: 13-14
- ^ Barry, Harry (1998). Una encuesta de grandes pitos. Cuerno y silbato 79: 6-7
- ^ Louisville Herald, 8 de junio de 1926.
- ^ Barry, Harry (2002). El silbato del gong del medidor de agua de la Unión de doce pulgadas de diámetro y tres campana. Cuerno y silbato 98: 14-15.
- ^ Clarke, Florida (1888). "Señales de niebla y niebla en la costa pacífica". Mensual por tierra (12): 353.
- ^ Por ejemplo, Weisenberger, Richard (1986). Construye un súper silbato de veinte centímetros: una introducción al silbato toroidal. Cuerno y silbato 25: 4-6.
Otras lecturas
- Fagen, Edward A. (2001). El gemido de la locomotora: Silbatos de vapor estadounidenses . Nueva Jersey: Astragal Press. ISBN 1-931626-01-4.