第九章 消聲技術

1、嘉庚學院 機電系 9.1.1 消聲器分類 不同消聲器的消聲原理是不同的，消聲效果也不同 。 阻性消聲器 一種能量吸收性消聲器，通過在氣流通過的途徑上固定多孔性吸聲材料，利用多孔吸聲材料對聲波的摩擦和阻尼作用將聲能量轉化為熱能，達到消聲的目的。阻性消聲器適合于消除中、高頻率的噪聲，消聲頻帶范圍較寬，對低頻噪聲的消聲效果較差，因此，常使用阻性消聲器控制風機類進排氣噪聲等。 抗性消聲器 利用聲波的反射和干涉效應等，通過改變聲波的傳播特性，阻礙聲波能量向外傳播，主要適合于消除低、中頻率的窄帶噪聲，對寬帶高頻率噪聲則效果較差，因此，常用來消除如內(nèi)燃機排氣噪聲等。 鑒于阻性消聲器和抗性消聲器各自的特點，因

2、此常將它們組合成阻抗復合型消聲器，以同時得到高、中、低頻率范圍內(nèi)的消聲效果，如微穿孔板消聲器就是典型的阻抗復合型消聲器 8.1.2 消聲器性能評價 消聲器的性能評價主要采用三項指標，即：聲學性能、空氣動力性能、結構性能。 1 1 消聲器聲學性能消聲器聲學性能 消聲器的聲學性能包括消聲量的大小、消聲頻帶范圍的寬窄兩個方面。設計消聲器的目的就是要根據(jù)噪聲源的特點和頻率范圍，使消聲器的消聲頻率范圍滿足需要，并盡可能地在要求的頻帶范圍內(nèi)獲得較大的消聲量。 消聲器的聲學性能可以用各頻帶內(nèi)的消聲量來表征。通常有四種度量方法：傳聲損失 、末端降噪量 、插入損失 和聲衰減 。 傳聲損失 定義為消聲器進口的噪聲

3、聲功率級與消聲器出口的噪聲聲功率級的差值。它是從構件的隔聲性能的角度，用透射損失來反映構件的消聲量，傳遞損失的數(shù)學表達式為， 消聲器的傳聲損失是消聲器本身所具有的特性，它受聲源與環(huán)境的影響較小。 實際工程測試中，由于聲功率級難以直接測得，因此通常通過測量消聲器前后截面的平均聲壓級，再按下式計算獲得， 末端減噪量 也稱末端聲壓級差，它是指消聲器輸入端與輸出端的聲壓級之差。即：測量消聲器進口端面的聲壓級 與出口端面的聲壓級 ，以兩者之差代表消聲器的消聲量。 利用末端聲壓級之差來表示消聲值的方法，不可避免地包含了反射聲的影響，這種測量方法易受環(huán)境的影響而產(chǎn)生較大的誤差，因此適合在試驗臺上對消聲器性能

4、進行測量分析，而現(xiàn)場測量則很少使用。 插入損失 根據(jù)系統(tǒng)之外測點的測試結果經(jīng)計算獲得的，實際操作中，在系統(tǒng)之外分別測量系統(tǒng)接入消聲器前后的聲壓級，二者之差即為插入損失。 聲衰減 聲學系統(tǒng)中任意兩點間聲功率級之差，反映了聲音沿消聲器通道內(nèi)的衰減特性，以每米衰減的分貝數(shù) (dB) 表示。從而得到消聲器內(nèi)聲壓級與距離的函數(shù)關系，以求得該消聲器的總消聲量。聲衰減量能夠反映出消聲器內(nèi)的消聲特性及衰減過程，能避免環(huán)境對測量結果的干擾。 2 2 空氣動力性能空氣動力性能 消聲器的空氣動力性能是評價消聲性能好壞的另一項重要指標，它反映了消聲器對氣流阻力的大小。 消聲器的空氣動力性能用阻力系數(shù)或阻力損失來表示。

5、 阻力系數(shù)是指消聲器安裝前后的全壓差與全壓之比，對于確定的消聲器，其阻力系數(shù)為定值。阻力系數(shù)的測量比較麻煩，一般只在專用設備上才能測得。 阻力損失，簡稱阻損，是指氣流通過消聲器時，在消聲器出口端的流體靜壓比進口端降低的數(shù)值。很顯然，一個消聲器的阻損大小是與使用條件下的氣流速度大小有密切關系的。消聲器的阻損能夠通過實地測量求得，也可以根據(jù)公式進行估算。阻損分兩大類，一類是摩擦阻力，另一類是局部阻力。消聲器總的阻力損失，等于摩擦阻損與局部阻損之和 。 3 3 結構性能結構性能 消聲器結構性能是指它的外形尺寸、堅固程度、維護要求、使用壽命等，它也是評價消聲器性能的一項指標。 好的消聲器除應有好的聲學

6、性能和空氣動力性能之外；還應該具有體積小、重量輕、結構簡單、造型美觀、加工方便、同時要堅固耐用、使用壽命長、維護簡單和造價便宜等特點。 評價消聲器的上述三個方面的性能，既互相聯(lián)系又互相制約。從消聲器的消聲性能考慮，當然在所需頻率范圍內(nèi)的消聲量越大越好；但是同時必須考慮空氣動力性能的要求。 9.2 阻性消聲器 阻性消聲器的消聲原理，就是利用吸聲材料的吸聲作用，使沿通道傳播的噪聲不斷被吸收而逐漸衰減。 把吸聲材料固定在氣流通過的管道周壁，或按一定方式在通道中排列起來，就構成阻性消聲器。當聲波進入消聲器中，會引起阻性消聲器內(nèi)多孔材料中的空氣和纖維振動，由于摩擦阻力和粘滯阻力，使一部分聲能轉化為熱能而

7、散失掉，就起到消聲的作用。阻性消聲器應用范圍很廣，它對中高頻范圍的噪聲具有較好的消聲效果。 9.2.1 單通道直管式阻性消聲器 單通道直管式消聲器是最基本的阻性消聲器，它的特點是結構簡單、氣流直通、阻力損失小、適用于流量小的管道消聲。 常用的分析理論主要有一維理論和二維理論。 一維理論基于一維平面波的假設，即認為管道中傳播的聲波是沿著管道長度方向傳播的，常用的計算公式有很多，但就其起源而言只有兩個：一是別洛夫公式，二是賽賓公式，其他公式大都是從這兩個公式派生出來的。 別洛夫公式的假定條件是：吸聲材料的聲阻遠大于聲抗。別洛夫公式： 賽賓公式 按上述方法計算出的消聲量往往高于實際能達到的消聲量，特

8、別是當消聲量較大時，兩者的偏差更大。這是由于消聲系數(shù) 是在特定條件下獲得的，使用起來有以下幾方面的問題需要注意： 從能量關系導出消聲系數(shù)時，假定同一截面上聲壓或聲強近似，但實際上往往不是這樣。噪聲在消聲器管道內(nèi)傳播時，如果壁面吸收很厲害，則在同截面上的聲壓和聲能不能均勻分布，周壁的吸收作用不能充分發(fā)揮。因此，對于高吸收情況，即吸聲系數(shù)較大時，利用公式 計算的消聲量高于實際消聲量。 在推導消聲系數(shù)時，假定吸聲材料的聲阻抗率為純阻，即聲抗為 0 。實際上吸聲材料的聲阻抗應是復數(shù)，即消聲系數(shù)應由聲阻抗率的聲阻與聲抗兩部分共同決定。由于忽略了聲抗部分的影響，也會導致計算出的消聲值比實際值偏高。 工程實

9、際中還有許多其它因素干擾，例如消聲器通道中的氣流速度、環(huán)境噪聲、側向傳聲等都會使現(xiàn)場得到的消聲值比公式 計算出的消聲值偏低。 消聲器的通道截面不宜太大。如果太大時，高頻聲的消聲效果顯著下降。前面提到過的消聲量計算公式都是在平面波的條件下推導出來的。也就是說聲波在消聲器中同一截面上各點聲壓或聲強是近似相等的。如果消聲器通道截面過大，當聲波頻率高到一定數(shù)值時聲波將以窄束狀通過消聲器，而很少或根本不與吸聲材料飾面接觸。因此，消聲器的消聲效果明顯下 降。當聲波波長小于通道截面尺寸的一半時，消聲效果便開始下降，相應的頻率被稱作“高頻失效頻率” 高頻失效頻率的經(jīng)驗估算式 式中 c 為聲速； D為消聲器通道

10、截面邊長，圓形通道的 D就是截面直徑。 當頻率高于失效頻率 以后，每增加一個倍頻帶，其消聲量約比在失效頻率處的消聲量下降 1/3 。 由于D的增大，高頻消聲效果將顯著降低。為了在通道截面較大的情況下也能在中高頻范圍獲得好的消聲效果；通常采取在管道中加吸聲片或設計成另外的結構形式。 如果通道管徑大于 300 毫米 而小于 500 毫米 時，可在通道中間設置幾片吸聲層或一個吸聲圓柱；如果通道尺寸大于 500 毫米 ，就要設計成彎頭式、蜂窩式、片式、折板式、聲流式和迷宮式等結構。 9.2.2 片式消聲器 由于把通道分成若干個小通道，每個小通道截面小了，就能提高上限失效頻率；同時，因為增加了吸聲材料飾

11、面表面積，則消聲量也會相應增加。 設計片式消聲器時，每個小通道的尺寸都相同，這樣，其中一個通道的消聲頻率特性也就代表了整個消聲器的消聲特性。它的消聲量可用式 (8.2.3) 計算 9.2.3 折板式、聲流式、蜂窩式消聲器 為了提高其高頻消聲性能，把直片做成折彎狀，這樣能增加聲波在消聲器內(nèi)反射次數(shù)，即增加吸聲層與聲波的接觸機會，從而提高消聲效果。為了減小阻損，其折角做得小一些為好。 聲流式消聲器是由折板式消聲器改進的，這種消聲器把吸聲層制成正弦波形。當聲波通過時，增加反射次數(shù)，故能改善消聲性能 。蜂窩式消聲器是由許多平行的小直管式消聲器并聯(lián)而成。蜂窩式消聲器的消聲量可用式 (8.2.3) 獲得。

12、但由于它是多個通道并聯(lián)，而且每個通道的尺寸基本相同，即每個通道消聲特性一樣，因此蜂窩式消聲器的消聲量只算其中的一個小管即可。 彎頭消聲器 迷宮式消聲器 9.2.6 氣流對阻性消聲器聲學性能的影響 氣流對消聲器聲學性能的影響，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是氣流的存在會引起聲傳播和聲衰減規(guī)律的變化；二是氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種附加噪聲，稱為氣流再生噪聲。 有氣流時的消聲系數(shù)的近似公式如下 ： 由公式看出，氣流速度大小與方向不同，導致氣流對消聲器性能的影響程度也不同。當流速高時，馬赫數(shù) 值大，氣流對消聲器的消聲性能的影響就越厲害；當氣流方向與聲傳播方向一致時，馬赫數(shù) 值為正，上式中的消聲系數(shù)將變?。划敋饬鞣?/p>

13、向與聲傳播方向相反時，馬赫數(shù) 值為負，消聲系數(shù)會變大。順流與逆流相比，逆流有利于消聲。 氣流在管道中的流動速度并不均勻，同一截面上，管道中央流速最高，接近管壁處，流速就近似為零，逆流時正好相反。 根據(jù)聲折射原理，聲波要向管壁彎曲，對阻性消聲器來說，由于周壁襯貼有吸聲材料，所以順流時恰好聲能被吸收；而在逆流時，聲波要向管道中心彎曲，因此對阻性消聲器的消聲是不利的。 9.2.7 氣流再生噪聲對消聲器聲學性能 的影響由于氣流與消聲器結構的相互作用，還會產(chǎn)生氣流再生噪聲。氣流再生噪聲疊加在原有噪聲上，會影響消聲器實際使用效果。 氣流再生噪聲的產(chǎn)生機理： 一是氣流經(jīng)過消聲器時，由于局部阻力和摩擦阻力而形

14、成一系列湍流，相應地輻射噪聲； 二是氣流激發(fā)消聲器構件振動而輻射噪聲。 氣流再生噪聲的大小主要取決于氣流速度和消聲器的結構。一般來說，氣流速度越大，或消聲器內(nèi)部結構越復雜，則產(chǎn)生的氣流噪聲也就越大。與之相適應，降低消聲器內(nèi)氣流再生噪聲的途徑是： 盡量減低流速； 盡量改善氣體的流動狀況，使氣流平穩(wěn)，避免產(chǎn)生湍流。消聲器的氣流再生噪聲大小，可用試驗方法求得。 當流速增加一倍，相應的噪聲級增加 18dB ，說明氣流再生噪聲隨流速的六次方規(guī)律變化，屬于偶極子輻射的噪聲源。估算氣流再生噪聲的半經(jīng)驗公式 設計消聲器時，應注意流速不能選得過高，對空調消聲器的流速不應超過 5 米 / 秒；對壓縮機和鼓風機消聲

15、器，流速不應超過 2030 米 / 秒；對內(nèi)燃機、鑿巖機消聲器，流速應選在 3050 米 / 秒；對于大流量排氣放空消聲器，流速可選為 5080 米 / 秒。 9.2.8 阻性消聲器的設計 阻性消聲器的設計步驟與要求如下： (1) 確定消聲器的結構型式 根據(jù)氣體流量和消聲器所控制的平均流速，計算所需的通流截面，然后根據(jù)截面的尺寸大小來選定消聲器的形式。 當氣流通道截面直徑小于 300 毫米時，可選用單通道的直管式，當直徑大于 300 毫米而小于 500 毫米時，可在通道中加設一片吸聲層或吸聲芯；當直徑大于 500 毫米時，則應考慮把消聲器設計成片式、蜂窩式或其它型式。片式消聲器中每個片間距離不

16、應大于 250 毫米。 (2) 選用合適吸聲材料 可用來做消聲器的吸聲材料種類很多，如超細玻璃棉、泡沫塑料、多孔吸聲磚、工業(yè)毛氈等。在選用吸聲材料時，除考慮吸聲性能外，還要考慮消聲器的使用環(huán)境，如對于高溫、潮濕、有腐蝕性氣體的特殊環(huán)境。吸聲材料種類確定以后，材料的厚度和密度也應注意選定，一般吸聲材料厚度是由所要消聲的頻率范圍決定的。如果只為了消除高頻噪聲，吸聲材料可薄些；如果為了加強對低頻聲的消聲效果，則應選擇厚一些。 (3) 決定消聲器的長度 在消聲器形式、通流截面和吸聲層等都確定的情況下，增加消聲器長度能提高消聲值。消聲器長度可根據(jù)噪聲源的聲級大小和現(xiàn)場的降噪要求來決定，如在車間里某風機氣

17、流噪聲較其它設備噪聲高出很多時，就可把消聲器設計得長些，反之就應短些。一般現(xiàn)場使用的空氣動力設備，其消聲器的長度可設計為 13 米 。 (4) 合理選擇吸聲材料的護面結構 阻性消聲器的吸聲材料必須用牢固的護面結構固定起來。常采用的護面結構有玻璃布、穿孔板、窗紗、鐵絲網(wǎng)等。護面形式，主要由消聲器通道內(nèi)的流速決定。 (5) 根據(jù)“高頻失效”和氣流再生噪聲驗算消聲效果 由于消聲器的消聲效果與所要消聲的頻率范圍和氣流再生噪聲等因素有關，因此，按上述要點設計好消聲器方案之后，還必須進行驗算，首先驗算高頻失效頻率，然后驗算氣流再生噪聲的影響。如果消聲器的初步設計方案經(jīng)過驗算不能滿足消聲要求時，就應重新設計

18、，直至得到滿意的設計方案為止。 (6) 設計方案的試驗驗證 理論計算出消聲器的設計方案后，還要通過試驗，定量驗證后才可得到具有實用價值的消聲器方案。試驗一般采用“末端聲壓級差”法測量。具體來說，就是在消聲器進口端測得噪聲級 ( 包括各倍頻程聲壓級 ) ，在消聲器出口端測得噪聲級 ( 包括各倍頻帶聲級 ) ，以兩者差作為消聲量 。 通過控制聲抗的大小來消聲的。它不使用吸聲材料，而是在管道上接截面突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗失配，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面處發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從而達到消聲的目的。常用的抗性消聲器主要有擴張室式和共振腔式兩大類。 聲波在兩根不同截面的管道中傳播，從截

19、面積為S1的管中傳入截面積為S2 的管中， S2管對S1 管相當一個聲負載，會引起部分聲波的反射和透射。設在管道中滿足平面波的條件下，在 S1管道中有一入射波Pi 和一反射波Pr ，而 S2管無限延伸；僅有透射波 。 假定坐標原點取在 管與 管的接口處，現(xiàn)分別寫出上述三種波的聲壓表示式， 它們各自對應的質點振速分別為， 上述入射波、反射波和透射波不是各自獨立的，而是互有聯(lián)系。這種聯(lián)系的關鍵在兩根管子的接口處 ( 即交界面處 ) ，在此界面上存在如下兩種聲學邊界條件 ： 聲壓連續(xù)，即 體積速度連續(xù)，即 取邊界處 x=0 ，得到反射聲壓與入射聲壓的幅度之比為， 面積比 ，也稱為擴張比。上式表明：聲

20、波的反射與兩根管子的截面積比值有關。當 即第二根管子比第一根管子細 時， ，這相當于聲波遇到“硬”邊界情形；當 即第二根管子比第一根管子粗時， ，這相當于聲波遇到“軟”邊界情形。極端的情況是：若 ，相當于聲波遇到剛性壁，發(fā)生全反射；若 ，好象聲波遇到“真空”邊界。 從聲壓反射系數(shù)可以獲得聲強反射系數(shù)， 聲強透射系數(shù)則為， 根據(jù)消聲量的定義，消聲量是管中聲強透射系數(shù)的倒數(shù)，由此得到擴張管式消聲器的消聲量為， 公式表明：截面突變引起的消聲量大小，主要由擴張比 決定。 擴張管式消聲器的有效消聲頻率受到一定限制，其低頻截止頻率可用下式估算， 而高頻截止頻率則為， 利用擴張管原理制成的最簡單的消聲器就是

21、單節(jié)擴張室消聲器，它是由兩個突變截面管反相對接起來而成的。主管截面為S1 ，擴張部分截面為S2 ，擴張部分長度為L 。 消聲器的消聲量可由在消聲器入口端的入射聲強與在消聲器出口端的透射聲強二者之間的衰減量來衡量。由于聲強與聲壓的平方成正比，因此最后得到消聲器的消聲量計算公式為， 消聲量大小由擴張比S21決定，消聲頻率特性由擴張部分的長度L決定，因為 為周期函數(shù)，可見消聲量也隨頻率作周期性變化。 當管道截面收縮S21 倍時，其消聲作用與擴張 S21倍是相同的。這就說明，擴張管與收縮管在理論上并無區(qū)別。然而在實用上限于空氣動力性能的要求，常用的是擴張管，因此也就稱為擴張室消聲器。上式同時還表明：當

22、 時，即 為 的奇數(shù)倍時，擴張室消聲器的消聲量達到最大值，此時， 通常擴張比S21總是大于 l 的，而要取得明顯的消聲效果，則 S21應取 5 以上的數(shù)值。消聲量最大的對應頻率稱作擴張室最大消聲頻率， 當 時，即 為 的偶數(shù)倍時，擴張室消聲器的消聲量達到最小值， ，相應的聲波會無衰減地通過消聲器。這是單節(jié)擴張室消聲器的一個缺點。此時的相應頻率叫通過頻率，可由下式計算， 擴張室消聲器存在著上限截止頻率。以上分析表明：擴張室消聲器的消聲量 是隨著擴張比 的增大而增加的，但是，這種增加不是沒有限制的，當S21值增大到一定值以后，會出現(xiàn)與阻性消聲器的高頻失效相似的情況，即聲波集中在擴張室中部穿過，使消

23、聲效果急劇下降。擴張室消聲器的上限截止頻率常用的估算式為括張室消聲器除有上限截止頻率的限制外，還存有下限截止頻率。在低頻范圍，當波長比擴張室或連接管長度大得多時，可以把擴張室和連接管看作是集中參數(shù)系統(tǒng)。當外來聲波頻率在這個系統(tǒng)的共振頻率附近時，消聲器不僅不能消聲，反而會對聲音起放大作用。擴張室有效消聲的下限頻率可用下式計算， 外接管雙節(jié)擴張室消聲器 雙節(jié)擴張室消聲器的分析過程與單節(jié)擴張室消聲器的推導方法完全相同，在 4 個邊界處滿足聲壓連續(xù)和體積速度連續(xù)的條件，最后可以得到它的消聲量為， 擴張管消聲器的消聲特性是周期性變化的，即某些頻率的聲波能夠無衰減地通過消聲器。由于噪聲的頻率范圍一般較寬，

24、如果消聲器只能消除某些頻率成分，而讓另一些頻率成分順利通過，這顯然是不利的。為了克服擴張室消聲器這一缺點，必須對擴張室消聲性能進行改善處理，方法有二： (1) 在擴張室消聲器內(nèi)插入內(nèi)接管，以改善它的消聲性能。由理論分析可知，當插入的內(nèi)接管長度等于擴張部分長度的 1/2 時，能消除那部分奇數(shù)倍的通過頻率；當插入的內(nèi)接管長度為擴張部分長度的 1/4 時，能消除那部分偶數(shù)倍的通過頻率。這樣，如果綜合兩者，可以得到在理論上沒有通過頻率的消聲特性。 (2) 采用多節(jié)不同長度的擴張室串聯(lián)的方法，可解決擴張室對某些頻率不消聲的問題。把各節(jié)擴張室的長度設計得互不相等，使它們的通過頻率互相錯開。多節(jié)擴張室消聲器

25、串聯(lián)，不但能提高總的消聲量，而且能改善消聲器的頻率特性。由于各節(jié)擴張室之間有耦合現(xiàn)象，故總的消聲量不等于各節(jié)擴張室消聲量的算術相加。在實際工程上，為了獲得較高的消聲效果，通常將這兩個方法結合起來運用，即將幾節(jié)擴張室消聲器串聯(lián)起來，每節(jié)擴張室的長度各不相等，同時在每節(jié)擴張室內(nèi)分別插入適當?shù)膬?nèi)接管，這樣就可在較寬的頻率范圍內(nèi)獲得較高的消聲效果。 擴張室消聲器由于通道截面的擴張和收縮，將會使阻力損失增大，特別是當氣流速度較高時，空氣動力性能會變壞。為了改善擴張室消聲器的空氣動力性能，常用穿孔管 ( 穿孔率大于 25 ) 把擴張室的插入管連接起來，對氣流來說，通過一段壁面帶孔眼的管段比通過一段截面突變

26、的管段，其阻力損失要小得多；而對于聲波來說，由于穿孔管的穿孔率足夠大，仍能近似保持其斷開狀態(tài)的消聲性能。 9.3.2 擴張室消聲器設計 在設計擴張室消聲器時，經(jīng)常遇到的一個問題是消聲量與消聲頻率范圍之間的矛盾。分析表明：欲獲得較大的消聲量，必須有足夠大的擴張比 。但是，對一定的管道截面來說， S21值增大會導致擴張部分的截面尺寸增大，而其上限截止頻率 相應變小，使得擴張室的有效消聲頻率范圍變窄，這是不利的。反之，為了展寬擴張室有效消聲頻率范圍，需使擴張比變小，但消聲量又受到影響。因此，在設計時，這兩方面必須兼顧，統(tǒng)籌考慮，不能顧此失彼。 實際工程中，輸氣管道截面已由給定的輸氣流量確定，這時，再

27、設計擴張室消聲器就必然會出現(xiàn)上述的矛盾，此時可采取如下的方法解決： 第一種方法：把一個大通道分割成若干個并聯(lián)小支通道，再在每個支通道上設計擴張室消聲器，這樣便可實現(xiàn)在較寬頻率范圍內(nèi)有較大消聲量的要求。 第二種方法：把擴張室消聲器的進口管與出口管軸線互相錯開，使聲波不能以窄束狀形式穿過擴張室 擴張室消聲器設計步驟如下： (1) 根據(jù)需要的消聲頻率特性，合理地分布最大消聲頻率，即合理地設計各節(jié)擴張室及其插入管的長度。 (2) 根據(jù)需要的消聲量，確定擴張比 ，設計擴張室各部分截面尺寸。 (3) 驗算所設計的擴張室消聲器的上下截止頻率是否在所需要的消聲頻率范圍之內(nèi)，如不符合，則應重新修改設計方案。再驗

28、算氣流對消聲量的影響，檢查在給定的氣流速度下，消聲值是否還能滿足要求。如不能，就需重新設計，直到滿足為止。 9.3.3 共振腔消聲器 共振腔消聲器是由管道壁開孔與外側密閉空腔相通而構成的。 當聲波的波長比共振器幾何尺寸大得多時 (3 倍以上 ) ，可以把共振器看成一個集中參數(shù)系統(tǒng)，共振腔內(nèi)的聲波運動可以忽略。 共振消聲器實際上是共振吸聲結構的一種應用。共振頻率為 ： 定義傳導率： 工程上的共振器很少是開一個孔的，而是由多個孔組成，此時應注意各孔之間要有足夠大的距離。當孔心距為孔徑的 5 倍以上時，各孔間的聲輻射互不干涉，此時總的傳導率等于各個孔的傳導率之和 。 當某些頻率的聲波到達分支點時，由

29、于聲阻抗發(fā)生突變，使大部分聲能向聲源反射回去，還有一部分聲能由于共振器的摩擦阻尼轉化為熱能而散失掉，只剩下一小部分聲能通過分支點繼續(xù)向前傳播，從而達到消聲的目的。 簡化計算共振器的消聲量為 這種消聲器具有明確的選擇性。即當外來聲波頻率與共振器的固有頻率相一致時，共振器就產(chǎn)生共振。共振器組成的聲振系統(tǒng)的作用最顯著，使沿通道繼續(xù)傳播的聲波衰減最厲害。因此，共振腔消聲器在共振頻率及其附近有最大的消聲量。而當偏離共振頻率時，消聲量將迅速下降。這就是說，共振腔消聲器只在一個狹窄的頻率范圍內(nèi)才有較佳的消聲性能。因此，它適于消除在某些頻率上帶有峰值的噪聲。 共振腔消聲器也可以做成同軸型，其消量為 從外形上看，同軸型共振消聲器與帶內(nèi)接管的擴張室消聲器很相似，特別是與為了改善擴張室消聲器空氣動力性能而把內(nèi)接管用穿孔管連起來時，二者更為相似。事實上兩者的消聲性能也相似。 共振腔消聲器的消聲頻率范圍窄，為了彌補這一缺陷，有以下三個方法： (1) 選擇較大的 K值。在偏離共振頻率時，共振消聲器的消聲量與K（ ） 值有關，K值越大，消聲量也越大。K值增大，還能改善共振吸聲的頻帶寬度；但是，K值增大，消聲器體積也增大，有時在現(xiàn)場實施是有因難的。 (2) 增加共振腔消聲器的摩擦阻尼。 通過增加摩擦阻尼能提高消聲頻帶寬度。在共振頻率上，消聲量也不會無限增大，