第二章 第六節(jié)噪聲控制技術(shù)消聲

1、 概 述 一一 阻性消聲器 二二 抗性消聲器 三三 阻抗復(fù)合式消聲器 四四 五五 六六 微穿孔板消聲器 消聲器的設(shè)計(jì) ( (一一) )消聲原理消聲原理 ( (二二) )消聲器的性能評(píng)價(jià)消聲器的性能評(píng)價(jià) 概 述 一一 ( (一一) )消聲原理消聲原理 各自具有不同的消聲頻各自具有不同的消聲頻 譜特性，可根據(jù)設(shè)備的譜特性，可根據(jù)設(shè)備的 空氣動(dòng)力性及噪聲頻譜空氣動(dòng)力性及噪聲頻譜 選用適當(dāng)?shù)南暺鳌＿x用適當(dāng)?shù)南暺鳌?( (一一) )消聲原理消聲原理 ( (二二) )消聲器的性能評(píng)價(jià)消聲器的性能評(píng)價(jià) 概 述 一一 正常工況下，在所要求的頻帶范正常工況下，在所要求的頻帶范 圍內(nèi)應(yīng)有足夠大的消聲量圍內(nèi)應(yīng)有

2、足夠大的消聲量 對(duì)氣流阻力小，壓力損失要對(duì)氣流阻力小，壓力損失要 控制在允許的范圍內(nèi)，不影控制在允許的范圍內(nèi)，不影 響設(shè)備的正常工作。響設(shè)備的正常工作。 材質(zhì)耐用，耐高溫、耐腐蝕、耐材質(zhì)耐用，耐高溫、耐腐蝕、耐 潮濕、耐粉塵，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、潮濕、耐粉塵，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、 重量輕，便于制作安裝和維修。重量輕，便于制作安裝和維修。 外形美觀大方，表面裝飾應(yīng)與設(shè)外形美觀大方，表面裝飾應(yīng)與設(shè) 備總體相協(xié)調(diào)備總體相協(xié)調(diào) 。 IL L R L NR L 12ILpp LLL IL L (2-167) R L 1 12 2 10lg RWW W LLL W 1W L 2W L (2-168) NR L

3、 12NRpp LLL 1p L 2p L 概 述 一一 阻性消聲器 二二 抗性消聲器 三三 阻抗復(fù)合式消聲器 四四 五五 六六 微穿孔板消聲器 消聲器的設(shè)計(jì) ( (一一) )阻性消聲原理阻性消聲原理 ( (二二) )阻性阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式消聲器的結(jié)構(gòu)形式 阻性消聲器 二二 ( (三三) )阻性阻性消聲器性能的影響因素消聲器性能的影響因素 ( (一一) )阻性消聲原理阻性消聲原理 ( (一一) )阻性消聲原理阻性消聲原理 ( (二二) )阻性阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式消聲器的結(jié)構(gòu)形式 阻性消聲器 二二 ( (三三) )阻性阻性消聲器性能的影響因素消聲器性能的影響因素 圖圖2- 38 阻性消聲器結(jié)構(gòu)

4、示意圖阻性消聲器結(jié)構(gòu)示意圖 ( (二二) )阻性阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式消聲器的結(jié)構(gòu)形式 e.蜂窩式蜂窩式 a.直管式直管式 b.片式片式 f.消聲彎頭消聲彎頭 c.折板式折板式 d.聲流式聲流式 1.單通道直管式消聲器單通道直管式消聲器 A L P S l 0 0 0A P Ll S A L (2-169) 1.單通道直管式消聲器單通道直管式消聲器 0 表表2-19 與與 的關(guān)系的關(guān)系 )( 0 0 0 )( 0 0 () 0 0 (2-170)(2-170) 1.4 1.03( ) A P Ll S 1.單通道直管式消聲器單通道直管式消聲器 1.4 ( ) 表表2-20 與與 的換算關(guān)系的換算

5、關(guān)系 4 . 1 )( 1.4 ( ) 1.4 ( ) 2.片式消聲器片式消聲器 A L 3.折板式消聲器折板式消聲器 4.聲流式消聲器聲流式消聲器 5.蜂窩式消聲器蜂窩式消聲器 6. 消聲彎頭消聲彎頭 ( (一一) )阻性消聲原理阻性消聲原理 ( (二二) )阻性阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式消聲器的結(jié)構(gòu)形式 阻性消聲器 二二 ( (三三) )阻性阻性消聲器性能的影響因素消聲器性能的影響因素 ( (三三) )阻性阻性消聲器性能的影響因素消聲器性能的影響因素 1. 頻率的影響頻率的影響 f上 f上 1.85 c f D 上(2-171)(2-171) c D f上 (2-172)(2-172) f 3

6、3 n LL L f上 f上n L 2. 結(jié)構(gòu)的影響結(jié)構(gòu)的影響 3. 氣流的影響氣流的影響 72 60lg20lg W Lvf ( (2-173) ) 倍頻帶的中心頻率，倍頻帶的中心頻率，Hz 氣流速度，氣流速度，m/s 概 述 一一 阻性消聲器 二二 抗性消聲器 三三 阻抗復(fù)合式消聲器 四四 五五 六六 微穿孔板消聲器 消聲器的設(shè)計(jì) ( (一一) )擴(kuò)張室消聲器擴(kuò)張室消聲器 ( (二二) )共振共振消聲器消聲器 抗性消聲器 三三 圖圖2-39 單節(jié)擴(kuò)張室消聲器單節(jié)擴(kuò)張室消聲器 ( (一一) )擴(kuò)張室消聲器擴(kuò)張室消聲器 1. 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式 連接管連接管 連接管連接管 擴(kuò)張室擴(kuò)張室 2. 消

7、聲量的計(jì)算消聲量的計(jì)算 擴(kuò)張比擴(kuò)張比,m= S2 /S1 擴(kuò)張室長擴(kuò)張室長,m,m sin kl 2 22 12 21 1 1 cossin 4 I SS klkl SS (2-174)(2-174) k k角波數(shù)角波數(shù) S S1 1、S S2 2分別為連接管和分別為連接管和 擴(kuò)張室面積擴(kuò)張室面積,m,m2 2 (2-175)(2-175) 2 2 111 10lg10lg 1sin 4 R I Lmkl m (21) 2 kln 2 sin1kl 2 11 10lg 1 4 R Lm m (2-176)(2-176) (2-178)(2-178) max 21 4 c fn l 20lg20

8、lg6 2 R m Lm(2-177)(2-177) 討討 論論 kln 2 sin0kl (2-179)(2-179) 0 R L min 2 n fc l 圖圖2-40 2-40 單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的消聲量單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的消聲量 0 kl (2-180)(2-180) 3. 擴(kuò)張室消聲器的截止頻率擴(kuò)張室消聲器的截止頻率 擴(kuò)張室截面當(dāng)量直徑，擴(kuò)張室截面當(dāng)量直徑，m m 聲速聲速,m/s,m/s 1.22 c f D 上 f上 (2-181) (2-181) 擴(kuò)張室體積，擴(kuò)張室體積，m m3 3 連接管的截面積，連接管的截面積，m m2 2 1 1 2 Sc f Vl 下 連接管的長度，連接管

9、的長度，m m f下 4. 改善消聲頻率特性的方法改善消聲頻率特性的方法 min 2 n fc l 2l min 2 n fc l n n 4l （a）帶插入管的擴(kuò)張室消聲器）帶插入管的擴(kuò)張室消聲器（b）插入管消聲的作用）插入管消聲的作用 圖圖 2-41 帶插入管的擴(kuò)張室消聲器及消聲頻率特性帶插入管的擴(kuò)張室消聲器及消聲頻率特性 圖圖2-42 多節(jié)擴(kuò)張室串聯(lián)消聲器多節(jié)擴(kuò)張室串聯(lián)消聲器 ( (一一) )擴(kuò)張室消聲器擴(kuò)張室消聲器 ( (二二) )共振共振消聲器消聲器 抗性消聲器 三三 ( (二二) )共振共振消聲器消聲器 圖圖2-44 單腔共振消聲器單腔共振消聲器 圖圖2-43 共振消聲器共振消聲器

10、 1.消聲原理與消聲量的計(jì)算消聲原理與消聲量的計(jì)算 1.消聲原理與消聲量的計(jì)算消聲原理與消聲量的計(jì)算 2 0 0.840.8 Sd G tdtd (2-182) 2 r cG f V 聲速，聲速，m/s 空腔體積，空腔體積，m3 傳導(dǎo)率，有長度的量綱傳導(dǎo)率，有長度的量綱 孔直徑，孔直徑，m 孔頸長，孔頸長，m GnG 總 孔頸截面積，孔頸截面積，m2 (2-183) 1.消聲原理與消聲量的計(jì)算消聲原理與消聲量的計(jì)算 f 2 2 10lg 1 / R rr K L ffff 傳導(dǎo)率傳導(dǎo)率 空腔體積，空腔體積，m3 氣流通道的截面積，氣流通道的截面積，m m2 2 2 GV K S 其中 (2-1

11、84) K 1.消聲原理與消聲量的計(jì)算消聲原理與消聲量的計(jì)算 (2-185a) 對(duì)倍頻帶 對(duì)1/3倍頻帶 2 10lg(12) R LK 2 10lg(1 19) R LK (2-185b) 圖圖2-45 共振腔消聲器的消聲特性共振腔消聲器的消聲特性 r ff R L r f R L 2 GV K S 2.改善改善消聲性能的方法消聲性能的方法 K 2.改善改善消聲性能的方法消聲性能的方法 K K 2.改善改善消聲性能的方法消聲性能的方法 K K 2.改善改善消聲性能的方法消聲性能的方法 K K 圖圖2-46 多節(jié)共振消聲器多節(jié)共振消聲器 概 述 一一 阻性消聲器 二二 抗性消聲器 三三 阻抗復(fù)

12、合式消聲器 四四 五五 六六 微穿孔板消聲器 消聲器的設(shè)計(jì) 阻抗復(fù)合式消聲器 四四 五五 阻性消聲器阻性消聲器 抗性消聲器抗性消聲器 阻抗復(fù)合式消聲器阻抗復(fù)合式消聲器 阻性阻性擴(kuò)張室復(fù)合式擴(kuò)張室復(fù)合式 阻性阻性共振腔復(fù)合式共振腔復(fù)合式 阻性阻性擴(kuò)張室擴(kuò)張室共振腔復(fù)合式共振腔復(fù)合式 1-阻性阻性 1-阻性阻性 1-阻性阻性 1-阻性阻性 2-擴(kuò)張室擴(kuò)張室2-擴(kuò)張室擴(kuò)張室 2-擴(kuò)張室擴(kuò)張室3-共振腔共振腔 3-共振腔共振腔 3-共振腔共振腔 (c) 阻阻-共復(fù)合式共復(fù)合式 (d) 阻阻-共共-擴(kuò)復(fù)合式擴(kuò)復(fù)合式 (a)、(b) 阻阻-擴(kuò)復(fù)合式擴(kuò)復(fù)合式 圖圖2-47 2-47 幾個(gè)阻抗復(fù)合式消聲器示意

13、圖幾個(gè)阻抗復(fù)合式消聲器示意圖 阻抗復(fù)合式消聲器 四四 五五 n消聲原理：阻性和抗性原理的結(jié)合。消聲原理：阻性和抗性原理的結(jié)合。 n當(dāng)聲波波長較長時(shí)，阻抗復(fù)合后因耦合當(dāng)聲波波長較長時(shí)，阻抗復(fù)合后因耦合 作用而相互干涉，聲波的衰減機(jī)理極為作用而相互干涉，聲波的衰減機(jī)理極為 復(fù)雜，難以確定簡單的定量關(guān)系。復(fù)雜，難以確定簡單的定量關(guān)系。 n消聲量：應(yīng)用中，由試驗(yàn)或?qū)崪y(cè)確定。消聲量：應(yīng)用中，由試驗(yàn)或?qū)崪y(cè)確定。 2-擴(kuò)張室擴(kuò)張室 1-阻性阻性 圖圖2-47 (a) 阻性阻性-擴(kuò)張室復(fù)合式擴(kuò)張室復(fù)合式 n阻性阻性- -擴(kuò)張室復(fù)合消聲器擴(kuò)張室復(fù)合消聲器 n可在可在低中高頻低中高頻范圍內(nèi)獲得范圍內(nèi)獲得 良好的消

14、聲效果良好的消聲效果 n消聲值消聲值20dBA20dBA n用在用在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口風(fēng)機(jī)進(jìn)出口上上 圖圖2-47 (c) 阻性阻性-共振室復(fù)合式共振室復(fù)合式 3-共振腔共振腔 3-共振腔共振腔 1-阻性阻性 n阻性阻性- -共振腔復(fù)合消聲器共振腔復(fù)合消聲器 n在在低中高頻低中高頻的寬廣范圍有的寬廣范圍有 較好的消聲性能較好的消聲性能 n消聲值消聲值202030dBA30dBA n消除消除壓縮機(jī)噪聲壓縮機(jī)噪聲 概 述 一一 阻性消聲器 二二 抗性消聲器 三三 阻抗復(fù)合式消聲器 四四 六六 五五 微穿孔板消聲器 消聲器的設(shè)計(jì) 五五 微穿孔板消聲器 （一）消聲原理（一）消聲原理 （二）消聲量計(jì)算（二）消聲

15、量計(jì)算 （一）消聲原理（一）消聲原理 五五 微穿孔板消聲器 （一）消聲原理（一）消聲原理 （二）消聲量計(jì)算（二）消聲量計(jì)算 2 22 0.25 10lg 1 / R rr a L abffff 0A P Ll S 7534lg R Lv （二）消聲量計(jì)算（二）消聲量計(jì)算 概 述 一一 阻性消聲器 二二 抗性消聲器 三三 阻抗復(fù)合式消聲器 四四 五五微穿孔板消聲器 六六 消聲器的設(shè)計(jì) 六六 消聲器的設(shè)計(jì) ( (一一) )消聲器設(shè)計(jì)程序和要求消聲器設(shè)計(jì)程序和要求 ( (二二) )消聲器的設(shè)計(jì)消聲器的設(shè)計(jì) ( (一一) )消聲器設(shè)計(jì)程序和要求消聲器設(shè)計(jì)程序和要求 ( (二二) )消聲器的設(shè)計(jì)消聲器的

16、設(shè)計(jì) n一般認(rèn)為，當(dāng)氣流通道截面的當(dāng)量直徑小于一般認(rèn)為，當(dāng)氣流通道截面的當(dāng)量直徑小于300mm300mm， 可選用單通道直管式；可選用單通道直管式； n當(dāng)直徑在當(dāng)直徑在300300500mm500mm時(shí)，可在通道中加設(shè)一片吸聲時(shí)，可在通道中加設(shè)一片吸聲 層或吸聲芯；層或吸聲芯； n當(dāng)通道直徑大于當(dāng)通道直徑大于500mm500mm時(shí)，則應(yīng)考慮把消聲器設(shè)計(jì)成時(shí)，則應(yīng)考慮把消聲器設(shè)計(jì)成 片式、蜂窩式或其他形式。片式、蜂窩式或其他形式。 n消聲器長度由噪聲源的強(qiáng)度和降噪現(xiàn)場(chǎng)要求來決定，消聲器長度由噪聲源的強(qiáng)度和降噪現(xiàn)場(chǎng)要求來決定， 并考慮所允許的安裝空間尺寸，一般為并考慮所允許的安裝空間尺寸，一般為1

17、 13m3m。 n 一般應(yīng)考慮吸聲頻率范圍、吸聲系數(shù)的一般應(yīng)考慮吸聲頻率范圍、吸聲系數(shù)的 大小、吸聲材料厚度；大小、吸聲材料厚度； n同時(shí)還要考慮消聲器的使用環(huán)境，在高溫、同時(shí)還要考慮消聲器的使用環(huán)境，在高溫、 潮濕、有腐蝕性氣體等特殊環(huán)境中，應(yīng)潮濕、有腐蝕性氣體等特殊環(huán)境中，應(yīng) 考慮吸聲材料的耐熱、防潮、抗腐蝕性能?？紤]吸聲材料的耐熱、防潮、抗腐蝕性能。 n阻性消聲器中的吸聲材料是在氣流中工作的，阻性消聲器中的吸聲材料是在氣流中工作的， 必須選用護(hù)面結(jié)構(gòu)固定起來。必須選用護(hù)面結(jié)構(gòu)固定起來。 n常用的護(hù)面結(jié)構(gòu)有玻璃布、穿孔板或鐵絲網(wǎng)等。常用的護(hù)面結(jié)構(gòu)有玻璃布、穿孔板或鐵絲網(wǎng)等。 n如果選取護(hù)面

18、不合理，吸聲材料會(huì)被氣流吹跑如果選取護(hù)面不合理，吸聲材料會(huì)被氣流吹跑 或使護(hù)面結(jié)構(gòu)激起振動(dòng)，導(dǎo)致消聲性能下降。或使護(hù)面結(jié)構(gòu)激起振動(dòng)，導(dǎo)致消聲性能下降。 n護(hù)面結(jié)構(gòu)形式主要由消聲器通道內(nèi)的氣流速度護(hù)面結(jié)構(gòu)形式主要由消聲器通道內(nèi)的氣流速度 決定，見表決定，見表2-212-21所示。所示。 表表2-21 不同流速條件下的護(hù)面結(jié)構(gòu)不同流速條件下的護(hù)面結(jié)構(gòu) 板板 板板 板板 板板 ( (二二) )消聲器的設(shè)計(jì)消聲器的設(shè)計(jì) 【例例2-11 2-11 】在管徑為在管徑為100mm100mm的常溫氣流通道上，設(shè)計(jì)的常溫氣流通道上，設(shè)計(jì) 一單腔共振消聲器，要求在一單腔共振消聲器，要求在125Hz125Hz的倍頻帶上有的倍頻帶上有15dB15dB的的 消聲量。消聲量。 15dB R L 2 10lg 12 R LK 4K 22 1 0.10.00785 44 Sd （m2） 33 340 4 0.00785 m0.