噪聲控制技術(shù)第九章ppt課件

1、第九章第九章 消聲器消聲器 消聲器是消減氣流噪聲的裝置，把它接在管道消聲器是消減氣流噪聲的裝置，把它接在管道中或進(jìn)、排氣口上，能讓氣流通過，對噪聲具有一中或進(jìn)、排氣口上，能讓氣流通過，對噪聲具有一定的消減作用。定的消減作用。第一節(jié)第一節(jié) 消聲器的分類、評價和設(shè)計程序消聲器的分類、評價和設(shè)計程序?qū)σ粋€好的消聲器要有五個方面的基本要求：對一個好的消聲器要有五個方面的基本要求：1 1在消聲性能上的要求。要求具有較高的消在消聲性能上的要求。要求具有較高的消聲值和較寬的消聲頻率，也就是說要在所需聲值和較寬的消聲頻率，也就是說要在所需要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；2

2、2空氣動力性能上的要求。消聲器對氣流的空氣動力性能上的要求。消聲器對氣流的阻力要小，安裝消聲器后所增加的阻力損失阻力要小，安裝消聲器后所增加的阻力損失要控制在實際容許的范圍內(nèi)；要控制在實際容許的范圍內(nèi)；3 3機(jī)械結(jié)構(gòu)性能上的要求。消聲的體積要小，機(jī)械結(jié)構(gòu)性能上的要求。消聲的體積要小，重量要輕，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，安裝和維修重量要輕，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，安裝和維修4 4外形和裝飾上的要求。符合實際安裝空間的外形和裝飾上的要求。符合實際安裝空間的需要，美觀大方，表面裝飾與設(shè)備相協(xié)調(diào)需要，美觀大方，表面裝飾與設(shè)備相協(xié)調(diào)5 5價格費用要求。價格便宜，使用壽命長。價格費用要求。價格便宜，使用壽命長。二、

3、消聲器的聲學(xué)性能評價量二、消聲器的聲學(xué)性能評價量1 1插入損失插入損失LILLIL）即系統(tǒng)中插入消聲器前后在系統(tǒng)外某點測得的聲即系統(tǒng)中插入消聲器前后在系統(tǒng)外某點測得的聲功率之差。功率之差。2 2傳聲損失傳聲損失TLTL）即消聲器進(jìn)出口端聲功率級之差。即消聲器進(jìn)出口端聲功率級之差。3 3減噪量減噪量LNRLNR）即消聲器進(jìn)出口端測得的平均聲壓級之差。即消聲器進(jìn)出口端測得的平均聲壓級之差。4 4衰減量衰減量LALA）即消聲器內(nèi)部兩點間的聲壓級的差值，通常用消即消聲器內(nèi)部兩點間的聲壓級的差值，通常用消聲器的單位長度的衰減量聲器的單位長度的衰減量dB/mdB/m來表征消聲器來表征消聲器內(nèi)聲傳播特性。內(nèi)

4、聲傳播特性。一、消聲器的分類與適用范圍一、消聲器的分類與適用范圍1 1阻性消聲器如阻性消聲器如P.177P.177圖圖9-19-1）：）：包括的形式：直管式、片式、折板式、包括的形式：直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎頭式等。聲流式、蜂窩式、彎頭式等。消聲的頻率特性：具有中、高頻消聲性能。消聲的頻率特性：具有中、高頻消聲性能。適用范圍：消除風(fēng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣噪聲適用范圍：消除風(fēng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣噪聲即氣體流速不大的情況）。即氣體流速不大的情況）。消聲原理：利用吸聲材料消聲。把吸聲材料消聲原理：利用吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)壁或按一定的方固定在氣流通道內(nèi)壁或按一定的方式在管道中

5、排列起來，就構(gòu)成了阻式在管道中排列起來，就構(gòu)成了阻性消聲器，與電學(xué)類比，吸聲材料性消聲器，與電學(xué)類比，吸聲材料就相當(dāng)于電阻，故稱阻性消聲器。就相當(dāng)于電阻，故稱阻性消聲器。2 2抗性消聲器抗性消聲器包括的形式：擴(kuò)張室式如包括的形式：擴(kuò)張室式如P.181P.181圖圖9-39-3） 、共振、共振腔式如腔式如P.184P.184圖圖9-79-7） 、干涉型如、干涉型如P.188P.188圖圖9-109-10）。）。消聲的頻率特性：具有低、中頻消聲性能。消聲的頻率特性：具有低、中頻消聲性能。適用范圍：消除空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽車排氣適用范圍：消除空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽車排氣噪聲較高氣速的情況）。噪聲較高氣速的

6、情況）。消聲原理：通過控制聲抗的大小來進(jìn)行消聲的。消聲原理：通過控制聲抗的大小來進(jìn)行消聲的。與阻性消聲器不同，它不使用吸聲材料而是與阻性消聲器不同，它不使用吸聲材料而是在管道上接截面積突變的管段或旁接共振腔，在管道上接截面積突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗的改變，使某些頻率的聲波在聲利用聲阻抗的改變，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從阻抗突變的界面發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從而在消聲器的外測，達(dá)到了消聲的目的。而在消聲器的外測，達(dá)到了消聲的目的。3 3阻抗復(fù)合式消聲器如：阻抗復(fù)合式消聲器如：P.190P.190，圖，圖9-129-12和和P.191P.191圖圖9-139

7、-13）包括的形式：阻擴(kuò)型、阻共型、阻擴(kuò)共包括的形式：阻擴(kuò)型、阻共型、阻擴(kuò)共型等。型等。消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲性能。消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲性能。適用范圍：消除鼓風(fēng)機(jī)、大型風(fēng)洞、試車臺噪聲。適用范圍：消除鼓風(fēng)機(jī)、大型風(fēng)洞、試車臺噪聲。消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過適當(dāng)消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過適當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)合起來而構(gòu)成的?？啥ㄐ缘卣J(rèn)為阻性和抗結(jié)構(gòu)復(fù)合起來而構(gòu)成的?？啥ㄐ缘卣J(rèn)為阻性和抗性在同一頻帶的消聲值的疊加并非簡單的疊加性在同一頻帶的消聲值的疊加并非簡單的疊加關(guān)系）。關(guān)系）。4 4微穿孔板消聲器微穿孔板消聲器包括的形式：單層微穿孔板、雙層微穿孔板等。

8、包括的形式：單層微穿孔板、雙層微穿孔板等。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用范圍：適于高溫、潮濕有水、有油霧及特別適用范圍：適于高溫、潮濕有水、有油霧及特別清潔衛(wèi)生的場合。清潔衛(wèi)生的場合。消聲原消聲原 理：利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的消聲器。理：利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的消聲器。5 5噴注耗散型消聲器也稱擴(kuò)散式消聲器）噴注耗散型消聲器也稱擴(kuò)散式消聲器）包括的形式：小孔噴注型如包括的形式：小孔噴注型如P.194P.194圖圖9-159-15） 、降壓擴(kuò)容型、多孔擴(kuò)散型如降壓擴(kuò)容型、多孔擴(kuò)散型如P.195P.195圖圖9-169-16） 、引射摻冷型如引射摻冷型如P

9、.198P.198圖圖9-199-19） 。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用范圍：消除壓力氣體排放噪聲，如鍋爐排適用范圍：消除壓力氣體排放噪聲，如鍋爐排氣、高爐放氣、化工廠工藝氣體放散。氣、高爐放氣、化工廠工藝氣體放散。原理：不是在聲音發(fā)出后進(jìn)行消除，而是從發(fā)生機(jī)原理：不是在聲音發(fā)出后進(jìn)行消除，而是從發(fā)生機(jī)理上使干擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑理上使干擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑成反比，如果噴口直徑變小，噴口輻射的噪聲能量成反比，如果噴口直徑變小，噴口輻射的噪聲能量將從低頻移向高頻，于是低頻噪聲被降低，而高頻將從低頻移向高頻，于是低頻噪聲被降低

10、，而高頻噪聲反而升高，如果孔徑小到一定值時，噴注噪聲噪聲反而升高，如果孔徑小到一定值時，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。將移到人耳不敏感的頻率范圍。6 6噴霧消聲器如噴霧消聲器如P.197P.197圖圖9-179-17）消聲的頻率特性：低頻消聲性能。消聲的頻率特性：低頻消聲性能。適用范圍：消除高溫蒸汽排放噪聲。適用范圍：消除高溫蒸汽排放噪聲。7 7電子消聲器如電子消聲器如P.189P.189圖圖9-119-11）消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用范圍：用于低頻消聲的一種輔助。適用范圍：用于低頻消聲的一種輔助。原原 理：噴淋水霧改變介質(zhì)的密度，即增加聲阻抗。

11、理：噴淋水霧改變介質(zhì)的密度，即增加聲阻抗。原原 理：人為地產(chǎn)生一個幅值相同而相位相反的聲理：人為地產(chǎn)生一個幅值相同而相位相反的聲波，使兩列聲波在一定的空間區(qū)域相互干涉波，使兩列聲波在一定的空間區(qū)域相互干涉而抵消，達(dá)到降噪目的。而抵消，達(dá)到降噪目的。三、消聲器的設(shè)計程序三、消聲器的設(shè)計程序1 1噪聲源的調(diào)查和特性分析聲源解析、周圍自噪聲源的調(diào)查和特性分析聲源解析、周圍自然環(huán)境和聲學(xué)環(huán)境條件等）然環(huán)境和聲學(xué)環(huán)境條件等）2 2噪聲標(biāo)準(zhǔn)的確定根據(jù)評價區(qū)周圍環(huán)境要求及噪聲標(biāo)準(zhǔn)的確定根據(jù)評價區(qū)周圍環(huán)境要求及國家相關(guān)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)）國家相關(guān)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)）3 3消聲量的計算根據(jù)管

12、道截面，確定消聲器通消聲量的計算根據(jù)管道截面，確定消聲器通道結(jié)構(gòu)；根據(jù)降噪要求，決定消聲器的長度）道結(jié)構(gòu)；根據(jù)降噪要求，決定消聲器的長度）4 4選擇消聲器的類型根據(jù)噪聲的頻譜，選定消選擇消聲器的類型根據(jù)噪聲的頻譜，選定消聲器的種類）聲器的種類）5 5檢驗驗算消聲頻率范圍）檢驗驗算消聲頻率范圍）第二節(jié)第二節(jié) 阻性消聲器阻性消聲器一、阻性消聲器的聲衰減量一、阻性消聲器的聲衰減量lSLLA0其中：其中：L L消聲器氣流通道斷面周長，消聲器氣流通道斷面周長，m m S S消聲器的氣流通道截面積，消聲器的氣流通道截面積，m2m2 l l消聲器的有效長度，消聲器的有效長度，m m (a0) (a0)與材料

13、的吸聲系數(shù)有關(guān)的消聲系數(shù)與材料的吸聲系數(shù)有關(guān)的消聲系數(shù)H.J. H.J. 賽賓經(jīng)驗公式：賽賓經(jīng)驗公式： lSLLA4 . 103. 1降噪量與材料吸聲降噪量與材料吸聲性能和周長性能和周長/ /截面截面比有關(guān)。比有關(guān)。理論計算公式：理論計算公式：例例1 1、選用同一種吸聲材料平均吸聲系數(shù)為、選用同一種吸聲材料平均吸聲系數(shù)為0.460.46襯貼的襯貼的消聲管道，管道有效長度為消聲管道，管道有效長度為2m2m，管道有效截面積，管道有效截面積1500cm21500cm2。當(dāng)截面形狀分別為圓形、正方形和當(dāng)截面形狀分別為圓形、正方形和1 1：5 5矩形時，試問哪種截矩形時，試問哪種截面形狀的聲音衰減量最大

14、？哪種最?。棵嫘螤畹穆曇羲p量最大？哪種最??？解：解：由公式：由公式：因為管道的有效直徑為：因為管道的有效直徑為：則管道斷面有效周長為：則管道斷面有效周長為： lSLLA4 . 103. 1mcmSD437. 071.43414. 315004mDL372. 1437. 014. 31 1當(dāng)管道為圓形時當(dāng)管道為圓形時dBLA4 . 6215. 0372. 146. 003. 14 . 112 2當(dāng)管道截面為正方形時當(dāng)管道截面為正方形時則管道斷面周長為：則管道斷面周長為：mL549. 115. 04dBLA2 . 7215. 0549. 146. 003. 14 . 12所以，所以，3 3當(dāng)管道

15、截面為當(dāng)管道截面為1 1：5 5矩形時矩形時則管道斷面長和寬分別為：則管道斷面長和寬分別為：m866. 0515. 05m173. 0515. 0則管道斷面周長為：則管道斷面周長為：mL078. 2)866. 0173. 0(2所以，所以，dBLA6 . 9215. 0078. 246. 003. 14 . 13因此，有：因此，有：LA3LA2 LA1即：管道截面為矩形的聲音衰減量最大，截面為圓即：管道截面為矩形的聲音衰減量最大，截面為圓形管道聲音衰減量最小。形管道聲音衰減量最小。二、高頻失效頻率即消聲性能下降的頻率）二、高頻失效頻率即消聲性能下降的頻率）Dcfn85. 1基于高頻率聲音的方向

16、性強(qiáng)，與管壁的吸聲材料接基于高頻率聲音的方向性強(qiáng)，與管壁的吸聲材料接觸減少。觸減少。其中：其中：D D消聲通道截面平均邊長當(dāng)量直消聲通道截面平均邊長當(dāng)量直徑），徑），m m圓形管道為直徑；矩形管道為邊長平均值，其圓形管道為直徑；矩形管道為邊長平均值，其他管道取面積的開方值。他管道取面積的開方值。當(dāng)頻率每增加一個倍頻帶，其消聲量約下降當(dāng)頻率每增加一個倍頻帶，其消聲量約下降1/31/3，其經(jīng)驗估算公式為：其經(jīng)驗估算公式為：RNR33其中：其中：RR高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量；高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量； R R失效頻率處的消聲量作為參考值）；失效頻率處的消聲量作為參考值）； N N高于失效

17、頻率的倍頻程頻帶數(shù)。高于失效頻率的倍頻程頻帶數(shù)。三、氣流對阻性消聲器性能的影響三、氣流對阻性消聲器性能的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：主要表現(xiàn)在兩個方面：1 1氣流的存在改變了消聲器內(nèi)聲衰減規(guī)律特別是高氣流的存在改變了消聲器內(nèi)聲衰減規(guī)律特別是高速氣流）速氣流）2 2氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種附加噪聲，即氣流再生噪聲氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種附加噪聲，即氣流再生噪聲A A：順流時氣流與聲傳播方向一致），由于氣體流速在管道內(nèi)：順流時氣流與聲傳播方向一致），由于氣體流速在管道內(nèi)不均一，根據(jù)折射原理，聲波向管壁彎曲，促進(jìn)消聲降噪；不均一，根據(jù)折射原理，聲波向管壁彎曲，促進(jìn)消聲降噪；B B：逆流時氣流與聲傳播方向相反

18、）：逆流時氣流與聲傳播方向相反） ，聲波向管道中心彎曲，聲波向管道中心彎曲，導(dǎo)致聲波與吸聲材料接觸機(jī)會減少，不利于消聲降噪。導(dǎo)致聲波與吸聲材料接觸機(jī)會減少，不利于消聲降噪。 氣流經(jīng)過消聲器通道時，因局部阻力或摩擦阻力而產(chǎn)生湍流，相應(yīng)輻射一些噪聲；氣流激發(fā)消聲器構(gòu)件振動而輻射噪聲。在直通管道消聲器內(nèi)氣流再生噪聲的估算公式為：在直通管道消聲器內(nèi)氣流再生噪聲的估算公式為：lg60218AL其中：其中：LALA氣流再生噪聲氣流再生噪聲 消聲器內(nèi)氣流速度，消聲器內(nèi)氣流速度，m/sm/s 一個消聲器具體應(yīng)用到現(xiàn)場時，氣流究竟對它的性能影響有多大，需結(jié)合噪聲源強(qiáng)度、氣流速度大小以及消聲器結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行具體分析； 不同的結(jié)構(gòu)，氣流在管道中允許風(fēng)速不同。第三節(jié)第三節(jié) 抗性消聲器抗性消聲器一、擴(kuò)張室消聲器膨脹式消聲器）一、擴(kuò)張室消聲器膨脹式消聲器）消聲原理：聲波在管道截面的突然擴(kuò)張或消聲原理：聲波在管道截面的突然擴(kuò)張或收縮造成通道內(nèi)聲阻抗突變，使收縮造成通道內(nèi)聲阻抗突變，使聲波傳播方向發(fā)生改變，在管道內(nèi)聲波傳播方向發(fā)生