消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、消音器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)消音器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課題目的： 了解常見消音器種類、消音原理及常見消音器設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題和設(shè)計(jì)方法目錄1 消聲器性能評價(jià)2 消聲器的分類和消聲機(jī)理3 阻性消聲器4 抗性消聲器5 其他消聲器6 消聲設(shè)計(jì)及總結(jié)1 消聲器性能評價(jià)n消音器的性能主要包括：消音器的性能主要包括：聲學(xué)性能、空氣動(dòng)力性能、結(jié)構(gòu)性能聲學(xué)性能、空氣動(dòng)力性能、結(jié)構(gòu)性能具體來講，對一個(gè)好的消聲器要有五方面的基本要求：具體來講，對一個(gè)好的消聲器要有五方面的基本要求：1）聲學(xué)性能要求。）聲學(xué)性能要求。具有高的消聲值和寬的消聲頻率，即在所需要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；2）空氣動(dòng)力性能要求。）空氣動(dòng)力性能要求。消聲器的氣流

2、阻力小，安裝消聲器后所增加的阻力損失，要控制在實(shí)際容許的范圍內(nèi)；3）機(jī)械結(jié)構(gòu)性能要求。）機(jī)械結(jié)構(gòu)性能要求。體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，安裝和維修；4）外形和裝飾的要求。）外形和裝飾的要求。符合實(shí)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)5）價(jià)格費(fèi)用要求。）價(jià)格費(fèi)用要求。制造成本低，使用壽命長。1.1 聲學(xué)性能評價(jià)n消聲器聲學(xué)性能評價(jià)量有：消聲器聲學(xué)性能評價(jià)量有： 插入損失(IL)、傳聲損失(TL)、減噪量(LNR)、衰減量(LA)。1.1.插入損失插入損失(IL)(IL)：系統(tǒng)中插入消聲器前后在系統(tǒng)外某點(diǎn)測得的聲功率級之差。在聲場分布情況近似保持不變時(shí)，也可用指定測點(diǎn)上聲壓級差代

3、替。2.2.傳聲損失傳聲損失(IL)(IL)：消聲器進(jìn)口端聲功率級與出口端聲功率級之差。由于聲功率不宜直接測量，一般通過聲壓求得。傳聲損失僅反映消聲器本身的特性，不受聲源、管道及出口端的影響。3.3.減噪量減噪量(LNR)(LNR)：消聲器進(jìn)、出口端測得的平均聲壓級之差。21ppLLILtipppWpWSSLLTLSLLSLLlg10lg10lg10212221112121lg10WWLLWWTL21ppNRLLL1.2 空氣動(dòng)力性能n消聲器的空氣動(dòng)力性能：消聲器的空氣動(dòng)力性能：是指消聲器對氣流阻力的大小。通常用阻力系數(shù)或阻力損失來表示，包括摩擦阻力損失和局部阻力損失兩部分。n阻力系數(shù)：阻力系

4、數(shù)：消聲器安裝前后的全壓差與全壓之比。n阻力損失：阻力損失：出口端流體靜壓比進(jìn)口端降低的數(shù)值。n摩擦阻損摩擦阻損:是由于氣流與消聲器各壁面之間的摩擦而產(chǎn)生的阻力損失。n局部阻損局部阻損:是指氣流通過在消聲器截面突變處產(chǎn)生的阻力損失。如擴(kuò)展、收縮、轉(zhuǎn)彎等。1.3 結(jié)構(gòu)性能n消聲器結(jié)構(gòu)性能消聲器結(jié)構(gòu)性能: 是指它的外形尺寸、堅(jiān)固程度、維護(hù)要求、使用壽命等，它也是評價(jià)消聲器性能的一項(xiàng)指標(biāo)。好的消聲器除應(yīng)有好的聲學(xué)性能和空氣動(dòng)力性能之外；還應(yīng)該具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、造型美觀、加工方便、同時(shí)要堅(jiān)固耐用、使用壽命長、維護(hù)簡單和造價(jià)便宜等特點(diǎn)。n評價(jià)消聲器的上述三個(gè)方面的性能，既互相聯(lián)系又互相制約。

5、從消聲器的消聲性能考慮，當(dāng)然在所需頻率范圍內(nèi)的消聲量越大越好；但是同時(shí)必須考慮空氣動(dòng)力性能的要求。例如，汽車上的排氣消聲器如果阻損過大，會(huì)使功率損失增加，甚至影響車輛行駛。在兼顧消聲器聲學(xué)性能和空氣動(dòng)力性能的同時(shí)，還必須考慮結(jié)構(gòu)性能的要求，不但要耐用，還應(yīng)避免體積過大、安裝困難等情況。在實(shí)際運(yùn)用中，對這三方面的性能要求，應(yīng)根據(jù)具體情況做具體分析，并有所側(cè)重。2 消聲器的分類和消聲機(jī)理n消聲器類型很多，按其降噪原理主要有如下幾種類型：消聲器類型很多，按其降噪原理主要有如下幾種類型：2.1 阻性消聲器阻性消聲器2.2 抗性消聲器抗性消聲器2.3 復(fù)合式消聲器復(fù)合式消聲器2.4 微穿孔消聲器微穿孔消

6、聲器2.5 噴注型消聲器噴注型消聲器2 消聲器的分類和消聲機(jī)理n分類圖例消聲器 阻性消聲器抗性消聲器阻抗復(fù)合式消聲器微穿孔板消聲器擴(kuò)散性消聲器 擴(kuò)張室消聲器共振腔消聲器干涉式消聲器無源消聲器有源消聲器小孔消聲器多孔擴(kuò)散消聲器節(jié)流減壓消聲器2.1 阻性消聲器n消聲原理：消聲原理：利用利用吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)氣流通道內(nèi)壁壁或按一定的方式在管道中排列起來，就構(gòu)成了阻性消聲器，或按一定的方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，吸聲材料就相當(dāng)于電阻，故稱阻性消聲器。，故稱阻性消聲器。n包括的形式：包括的形式：直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎

7、頭式等。n消聲的頻率特性：具有消聲的頻率特性：具有中、高頻消聲性能。消聲性能。n適用范圍：消除風(fēng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)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（即氣體流速不大的情況）。情況）。2.2 抗性消聲器n消聲原理消聲原理：通過控制：通過控制聲抗聲抗的大小來進(jìn)行消聲的。與阻性消聲器的大小來進(jìn)行消聲的。與阻性消聲器不同，它不使用不同，它不使用吸聲材料吸聲材料而是在管道上而是在管道上接截面積突變的管段或接截面積突變的管段或旁接共振腔旁接共振腔，利用，利用聲阻抗聲阻抗的改變的改變，使某些頻率的聲波在，使某些頻率的聲波在聲阻抗聲阻抗突變的界面發(fā)生突變的界面發(fā)生反射、干涉反射、干涉等現(xiàn)象，從而

8、在消聲器的外測，達(dá)等現(xiàn)象，從而在消聲器的外測，達(dá)到了消聲的目的。到了消聲的目的。n包括的形式：包括的形式：擴(kuò)張室式擴(kuò)張室式、共振腔式共振腔式 、干涉型干涉型。n消聲的頻率特性：具有消聲的頻率特性：具有中、低頻中、低頻消聲性能。消聲性能。n適用范圍：消除空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽車排氣噪聲（氣體流速較適用范圍：消除空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽車排氣噪聲（氣體流速較高氣速的情況）高氣速的情況）2.3 阻抗復(fù)合式消聲器n消聲原理消聲原理：把：把阻性阻性與與抗性抗性兩種消聲原理通過適當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)合起來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)為而構(gòu)成的?？啥ㄐ缘卣J(rèn)為阻性阻性和和抗性抗性在在同一頻帶的消聲值的疊同一

9、頻帶的消聲值的疊加加（并非簡單的疊加關(guān)系）。（并非簡單的疊加關(guān)系）。n包括的形式：包括的形式：阻阻擴(kuò)型擴(kuò)型、阻阻共型共型、阻阻擴(kuò)擴(kuò)共型共型等。等。n消聲的頻率特性：具有消聲的頻率特性：具有低、中、高頻低、中、高頻消聲性能。消聲性能。n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。2.4 微穿孔板消聲器n消聲原理消聲原理：利用：利用微穿孔板吸聲微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)制成的消聲器。制成的消聲器。n包括的形式：包括的形式：單層微穿孔板單層微穿孔板、雙層微穿孔板雙層微穿孔板等。等。n消聲的頻率特性：具有消聲的頻率特性：具有低、中、高頻低、中、高頻的的寬帶寬帶消聲

10、性能。消聲性能。n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。合。2.5 小孔噴注消聲器n消聲原理消聲原理：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：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。擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑成反比噴注噪聲值頻率與噴口直徑成反比，如果噴口直徑，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變小，噴口輻射的噪聲能量將從低頻移向高頻(頻移頻移)，于是低頻，于是低頻噪聲被降低，而高頻噪聲反而升高，如果孔徑小到一定值時(shí)，噴噪聲被降低，而高頻噪聲反而升高，如果孔徑小到一

11、定值時(shí)，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。n包括的形式：包括的形式：小孔噴注型小孔噴注型 、降壓擴(kuò)容型降壓擴(kuò)容型、多孔擴(kuò)散型多孔擴(kuò)散型 、引射摻引射摻冷型冷型等。等。n消聲的頻率特性：具有消聲的頻率特性：具有低、中、高頻低、中、高頻的的寬帶寬帶消聲性能。消聲性能。n適用范圍：消除壓力氣體排放噪聲，如鍋爐排氣、高爐放氣、化適用范圍：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。工廠工藝氣體放散。3 阻性消聲器n理論計(jì)算公式：理論計(jì)算公式：n其中：其中：F消聲器氣流通道消聲器氣流通道斷面周長斷面周長，m； S消聲器的氣流通道消聲器的氣流通道截面

12、積截面積，m2； l消聲器的消聲器的有效長度有效長度，m； (0)與材料的吸聲系數(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)。nH.J. 賽賓賽賓 經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式：降噪量與材料吸聲性能降噪量與材料吸聲性能周長周長/截面比有關(guān)截面比有關(guān)。lSFL0 lSFL4 . 103. 1I3.1 阻性消聲器的聲衰減量n例例: 選用同一種吸聲材料選用同一種吸聲材料(平均吸聲系數(shù)為平均吸聲系數(shù)為0.46)襯貼的消聲管道，襯貼的消聲管道，管道有效長度為管道有效長度為2m，管道有效截面積，管道有效截面積1500cm2。當(dāng)截面形狀分。當(dāng)截面形狀分別為圓形、正方形和別為圓形、正方形和1:5矩形時(shí)，試問哪種截面形

13、狀的聲音衰矩形時(shí)，試問哪種截面形狀的聲音衰減量最大？哪種最?。繙p量最大？哪種最小？n解：解：1)當(dāng)管道為圓形時(shí)，因?yàn)楣艿赖挠行е睆綖椋寒?dāng)管道為圓形時(shí)，因?yàn)楣艿赖挠行е睆綖椋簄截面周長為截面周長為:n聲衰減為：聲衰減為：mcmSD437. 071.43414. 315004mDL372. 1437. 014. 31dBL4 . 6215. 0372. 146. 003. 14 . 113.1 阻性消聲器的聲衰減量n2)當(dāng)管道為正方形時(shí)，管道的截面周長為：當(dāng)管道為正方形時(shí)，管道的截面周長為： 聲衰減為：聲衰減為：n3)當(dāng)管道為當(dāng)管道為1:5矩形，管道的截面長、寬分別為：矩形，管道的截面長、寬分別為

14、： 管道的截面周長為：管道的截面周長為： 聲衰減為：聲衰減為：n因此，有：因此，有：L3L2 L1。 即：管道截面面積一定時(shí)，截面為即：管道截面面積一定時(shí)，截面為矩形管道矩形管道的聲衰減量最大，截面為的聲衰減量最大，截面為圓形圓形管道的聲衰減量最小。管道的聲衰減量最小。mL549. 115. 042dBL2 . 7215. 0549. 146. 003. 14 . 12m866. 05/15. 05m173. 05/15. 0mL078. 2)866. 0173. 0(23dBL6 . 9215. 0078. 246. 003. 14 . 133.2 阻性消聲器的高頻失效頻率n在單通道直管消聲

15、器中，高頻聲隨著通道面積的增大消聲效果顯著在單通道直管消聲器中，高頻聲隨著通道面積的增大消聲效果顯著下降。由于頻率超過一定的數(shù)值，不符合平面波傳播規(guī)律，窄束傳下降。由于頻率超過一定的數(shù)值，不符合平面波傳播規(guī)律，窄束傳播的聲波不與吸聲材料接觸，消聲效果下降。播的聲波不與吸聲材料接觸，消聲效果下降。n當(dāng)聲波波長小于通道截面尺寸一半時(shí)當(dāng)聲波波長小于通道截面尺寸一半時(shí)，消聲效果下降，將這一頻，消聲效果下降，將這一頻 率稱為率稱為高頻失效頻率高頻失效頻率。其經(jīng)驗(yàn)公式：其經(jīng)驗(yàn)公式：n式中：式中：c聲速聲速ms-1； 消聲器通道截面當(dāng)量邊長消聲器通道截面當(dāng)量邊長m(圓形管道為圓形管道為直直 徑徑；矩形管道為

16、；矩形管道為邊長平均值邊長平均值，其他管道取，其他管道取面積的開方值面積的開方值)。n若若ffc,每增加一個(gè)倍頻程，消聲量下降每增加一個(gè)倍頻程，消聲量下降1/3，其估算公式：，其估算公式： f高于高于fc的倍頻程帶數(shù)。將大風(fēng)量粗管道應(yīng)設(shè)計(jì)成的倍頻程帶數(shù)。將大風(fēng)量粗管道應(yīng)設(shè)計(jì)成多通道多通道。Dcfc/85. 1D)3/()3(0SFlnL3.3 氣流速度對阻性消聲器的影響n主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面： 1) 氣流的存在引起了消聲器內(nèi)氣流的存在引起了消聲器內(nèi)聲傳播和聲衰減聲傳播和聲衰減規(guī)律變化。規(guī)律變化。 A)順流順流時(shí)時(shí)(氣流與聲傳播方向一致氣流與聲傳播方向一致)，由于氣體流速在管，

17、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)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；消聲降噪； B)逆流逆流時(shí)時(shí)(氣流與聲傳播方向相反氣流與聲傳播方向相反) ，聲波向管道中心彎，聲波向管道中心彎 曲，導(dǎo)致聲波與吸聲材料接觸減少，不利于消聲降噪。曲，導(dǎo)致聲波與吸聲材料接觸減少，不利于消聲降噪。 2) 氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種附加噪聲，即氣流氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種附加噪聲，即氣流再生噪聲再生噪聲。 氣流經(jīng)過消聲器通道時(shí)，因局部阻力或摩擦阻力而產(chǎn)生氣流經(jīng)過消聲器通道時(shí)，因局部阻力或摩擦阻力而產(chǎn)生 湍流湍流，相應(yīng)輻射一些噪聲；氣流激發(fā)消聲器構(gòu)件，相應(yīng)輻射一些噪聲；氣

18、流激發(fā)消聲器構(gòu)件振動(dòng)振動(dòng)而而 輻射噪聲。輻射噪聲。氣流速度越高，氣流再生噪聲越大氣流速度越高，氣流再生噪聲越大。3.3 氣流速度對阻性消聲器的影響n在直通管道消聲器內(nèi)氣流在直通管道消聲器內(nèi)氣流再生噪聲再生噪聲的的估算公式為：估算公式為：n氣流再生噪聲通常是低頻噪聲氣流再生噪聲通常是低頻噪聲，隨著頻的增高聲級逐漸下降。，隨著頻的增高聲級逐漸下降。氣流再生噪聲的氣流再生噪聲的倍頻程聲壓級公式倍頻程聲壓級公式為：為：n一個(gè)消聲器具體應(yīng)用到現(xiàn)場時(shí)，氣流究竟對它的性能影響有多一個(gè)消聲器具體應(yīng)用到現(xiàn)場時(shí)，氣流究竟對它的性能影響有多大，需結(jié)合大，需結(jié)合噪聲源強(qiáng)度噪聲源強(qiáng)度、氣流速度氣流速度大小以及大小以及消

19、聲器結(jié)構(gòu)消聲器結(jié)構(gòu)等因素等因素進(jìn)行具體分析；進(jìn)行具體分析；n不同的結(jié)構(gòu)，氣流在管道中允許風(fēng)速不同不同的結(jié)構(gòu)，氣流在管道中允許風(fēng)速不同。lg60218zLfLBzlg20lg60723.4 常用阻性消聲器的類型1.直管式直管式 2.片式片式 3.蜂窩式蜂窩式4.折板式折板式 5.聲流式聲流式6.室式室式 7.迷宮式迷宮式8.盤式盤式 9.彎頭式彎頭式 常見阻性消音器種類及圖例3.4 常用阻性消聲器的類型1.直管式直管式 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制作便。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制作便。缺點(diǎn)：對缺點(diǎn)：對低頻低頻消聲效果消聲效果差差。適用范圍：適合于適用范圍：適合于截面小、截面小、低速的低速的管道。管道。3.4 常用

20、阻性消聲器的類型2.片式片式 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，中、高頻中、高頻消聲消聲效果好效果好，阻力系數(shù)，阻力系數(shù)較小。較小。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：低頻低頻消聲效果消聲效果不顯著不顯著。適用范圍：適合于適用范圍：適合于大流量、大大流量、大 截面截面的情況。的情況。3.4 常用阻性消聲器的類型3.蜂窩式蜂窩式優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：中、高頻中、高頻消聲消聲效果好效果好，可，可根據(jù)不同的適應(yīng)范圍，設(shè)計(jì)根據(jù)不同的適應(yīng)范圍，設(shè)計(jì)單元結(jié)構(gòu)。單元結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：阻力損失較大阻力損失較大，阻力系數(shù)，阻力系數(shù)一般在一般在1-1.5之間。之間。適用范圍：用于大截面的管道。適用范圍：用于大截面的管道。風(fēng)量較大、流速較低風(fēng)量較

21、大、流速較低的情況。的情況。3.4 常用阻性消聲器的類型4.折板式折板式 優(yōu)點(diǎn)：增加了聲波的傳播路優(yōu)點(diǎn)：增加了聲波的傳播路程，增大了材料與聲波程，增大了材料與聲波的接觸，的接觸，中高頻中高頻消聲效消聲效果較好。果較好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：大大增加了阻力損失大大增加了阻力損失。適用范圍：適用于壓力和噪適用范圍：適用于壓力和噪聲較高的設(shè)備。用于聲較高的設(shè)備。用于對對聲學(xué)性能要求較高聲學(xué)性能要求較高的場的場合。合。 3.4 常用阻性消聲器的類型5. 聲流式聲流式 優(yōu)點(diǎn)：可達(dá)到優(yōu)點(diǎn)：可達(dá)到高消聲、低阻損的高消聲、低阻損的要求要求，阻力系數(shù)介于片式和，阻力系數(shù)介于片式和折板式消聲器之間。折板式消聲器之間。缺點(diǎn)：

22、加工復(fù)雜，造價(jià)較高。缺點(diǎn)：加工復(fù)雜，造價(jià)較高。適用范圍：適用于適用范圍：適用于大斷面流通管大斷面流通管道道，對于阻力損失要求較嚴(yán)，對于阻力損失要求較嚴(yán)格的場合。格的場合。3.4 常用阻性消聲器的類型6.室式室式 優(yōu)點(diǎn)：消聲優(yōu)點(diǎn)：消聲頻帶較寬，消聲量頻帶較寬，消聲量較大較大。缺點(diǎn)：阻力損失較大，占用空缺點(diǎn)：阻力損失較大，占用空間也大。間也大。適用范圍：一般適用于有空間、適用范圍：一般適用于有空間、低速進(jìn)排風(fēng)低速進(jìn)排風(fēng)的場合。的場合。3.4 常用阻性消聲器的類型 7.迷宮式迷宮式 優(yōu)點(diǎn)：可用于優(yōu)點(diǎn)：可用于流量大、流速低流量大、流速低，要求消聲量高的情況。要求消聲量高的情況。缺點(diǎn)：氣流速度不能過大，

23、否則缺點(diǎn)：氣流速度不能過大，否則產(chǎn)生的阻力損失較大。產(chǎn)生的阻力損失較大。適用范圍：對于適用范圍：對于阻力損失要求不阻力損失要求不嚴(yán)嚴(yán)的場合。的場合。3.4 常用阻性消聲器的類型8.盤式盤式 優(yōu)點(diǎn)：阻損小，體積小，重量輕、優(yōu)點(diǎn)：阻損小，體積小，重量輕、安裝簡便，軸向尺寸小。安裝簡便，軸向尺寸小。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高，變?nèi)秉c(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高，變截面計(jì)算復(fù)雜。截面計(jì)算復(fù)雜。適用范圍：用于鍋爐鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口適用范圍：用于鍋爐鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口消聲、各類風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口或管消聲、各類風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口或管道開口端。隔聲罩、室頂部道開口端。隔聲罩、室頂部散熱消聲器風(fēng)口。散熱消聲器風(fēng)口。3.4 常用阻性消聲器的類型9

24、.彎頭式彎頭式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、體積小，占優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、體積小，占地少，在通風(fēng)空調(diào)工程中地少，在通風(fēng)空調(diào)工程中應(yīng)用普遍應(yīng)用普遍缺點(diǎn)：增大了氣流阻力缺點(diǎn)：增大了氣流阻力適用范圍：適用范圍：管道改向管道改向等等4 抗性消聲器n抗性消聲器具有抗性消聲器具有不需要使用多孔吸聲材料；不需要使用多孔吸聲材料；耐高溫、抗潮耐高溫、抗潮；流速較大，潔凈流速較大，潔凈；對低頻、窄帶噪聲有較好的效果對低頻、窄帶噪聲有較好的效果。n常用抗性消聲器的類型常用抗性消聲器的類型 1.擴(kuò)張室式消聲器擴(kuò)張室式消聲器 2.共振式消聲器共振式消聲器 3.干涉式消聲器干涉式消聲器4.1 擴(kuò)張室消聲器（膨脹式消聲器）n1. 消聲原理

25、：消聲原理： 聲波在管道截面的突然聲波在管道截面的突然擴(kuò)張擴(kuò)張(或收縮或收縮)，造成通道內(nèi)聲阻抗突變，使聲波，造成通道內(nèi)聲阻抗突變，使聲波傳播傳播方向發(fā)生改變方向發(fā)生改變，在管道內(nèi)發(fā)生，在管道內(nèi)發(fā)生反射、干涉反射、干涉等現(xiàn)象，從而達(dá)到消聲的等現(xiàn)象，從而達(dá)到消聲的目的。目的。n2. 消聲量計(jì)算：消聲量計(jì)算： (單節(jié)單節(jié)) 其中m=S2/S1=S2/S3稱為消聲器擴(kuò)張比，l為擴(kuò)張室長度。 S消聲器的氣流通道截面積m2， k-轉(zhuǎn)換系數(shù)n3. 頻率特性頻率特性： 當(dāng): 當(dāng):klmmTLss22sin1411lg102max)1(411lg101sin2/12n.)2 , 1 , 0(4/) 12(mm

26、TLklklnnl，00sin.)2 , 1 , 0(2/minTLklnklnnl，4.1 擴(kuò)張室消聲器（膨脹式消聲器）單節(jié)擴(kuò)張室消聲器頻率特性曲線4.1 擴(kuò)張室消聲器（膨脹式消聲器）n4. 改善消聲特性的方法：改善消聲特性的方法：n單節(jié)擴(kuò)張室的主要缺點(diǎn)在單節(jié)擴(kuò)張室的主要缺點(diǎn)在kl=n處傳聲損失為零，即存在很多通過頻率。處傳聲損失為零，即存在很多通過頻率。解決的方法有解決的方法有 多節(jié)擴(kuò)張室串聯(lián)多節(jié)擴(kuò)張室串聯(lián)：每節(jié)的通過頻率不同，提高消聲量。：每節(jié)的通過頻率不同，提高消聲量。插入內(nèi)接管插入內(nèi)接管：擴(kuò)張室兩端個(gè)插入：擴(kuò)張室兩端個(gè)插入l/2和和l/4的管分別消除的管分別消除n為奇數(shù)和偶數(shù)的為奇數(shù)

27、和偶數(shù)的通過頻率。通過頻率。4.1 擴(kuò)張室消聲器（膨脹式消聲器）兩節(jié)擴(kuò)張室消聲器頻率特性曲線4.1 擴(kuò)張室消聲器（膨脹式消聲器）Dcfu22. 1 5. 上下限截止頻率：上下限截止頻率：n擴(kuò)張室截面增大同樣存在高頻聲波擴(kuò)張室截面增大同樣存在高頻聲波窄束傳播失效，因此有上線頻率：窄束傳播失效，因此有上線頻率：n對于低于某一頻率的聲波也將失去對于低于某一頻率的聲波也將失去消聲作用，存在下限頻率：消聲作用，存在下限頻率：11022VlScffL4.2 共振式消聲器n1. 消聲原理：消聲原理： 利用共振吸聲原理，在聲波的作用下，管壁空氣柱產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)，氣柱與利用共振吸聲原理，在聲波的作用下，管壁空

28、氣柱產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)，氣柱與腔口壁摩擦使一部分腔口壁摩擦使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散；同時(shí)由于聲阻抗的突變而使聲波；同時(shí)由于聲阻抗的突變而使聲波發(fā)生發(fā)生反射和干涉現(xiàn)象反射和干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致聲能衰減。當(dāng)系統(tǒng)，導(dǎo)致聲能衰減。當(dāng)系統(tǒng)固有頻率與聲波頻率發(fā)生共振固有頻率與聲波頻率發(fā)生共振時(shí)，時(shí)，消耗聲能最多，消耗聲能最多，消聲量最大消聲量最大。n2. 消聲量的計(jì)算：消聲量的計(jì)算：聲阻抗的突變而使聲波發(fā)生反射和干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致聲能衰減。當(dāng)系統(tǒng)固有頻率與聲聲阻抗的突變而使聲波發(fā)生反射和干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致聲能衰減。當(dāng)系統(tǒng)固有頻率與聲波頻率發(fā)生共振時(shí)，消耗聲能最多，消聲量最大。波頻率發(fā)生共振時(shí)，消耗

29、聲能最多，消聲量最大。n3. 共振頻率：共振頻率： 某一頻帶內(nèi)的消聲量：某一頻帶內(nèi)的消聲量： 倍頻程倍頻程 1/3倍頻程倍頻程221lg10ffffKTLrrVGcfr2)8 . 0(48 . 020dtdndtnSGSGVK2)21lg(102KTL)191lg(102KTLfr-共振頻率；V-空腔體積；S-氣流通道截面積 ；G-傳導(dǎo)率；K-消音系數(shù)KSfcVr22VGcfr2t-共振腔鋼板厚度；S0-開孔面積；d-開孔直徑；n-開孔數(shù)量4.2 共振式消聲器Dcfu22. 1n4. 改善消聲性能的方法：改善消聲性能的方法： 選定較大的選定較大的K 值值； 增加聲阻增加聲阻； 多節(jié)共振腔串聯(lián)，

30、共振頻率相互多節(jié)共振腔串聯(lián)，共振頻率相互 錯(cuò)開錯(cuò)開。n5.上限截止頻率：上限截止頻率：4.2 共振式消聲器n6、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 為了使消聲器的理論計(jì)算值與實(shí)際結(jié)果值一致，在考慮設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)注意以下條件： (1) 共振器的幾何尺寸應(yīng)小于共振頻率波長 的 1/3 。當(dāng)共振頻率較高時(shí)，此條件不易滿足，這時(shí)不能將共振器看成為一個(gè)集中參數(shù)系統(tǒng)，而應(yīng)考慮聲波在空腔內(nèi)的傳播特性。 (2) 穿孔位置應(yīng)集中在共振消聲器的中部，穿孔范圍應(yīng)小于 。相鄰各孔之間的孔心距一般應(yīng)取孔徑的 5 倍。當(dāng)穿孔數(shù)目較多時(shí)，穿孔范圍集中在 內(nèi)與孔心距大于孔徑 5 倍這兩個(gè)要求，往往發(fā)生矛盾。在這種情況下，可采取將空腔分割成幾段來分

31、布穿孔的位置。 (3) 共振消聲器的消聲頻率范圍也有高頻失效問題。用共振消聲器的上限截止頻率驗(yàn)證消音器設(shè)計(jì)4.3 干涉式消聲器n1. 消聲原理：消聲原理： 借助于相干借助于相干聲波相互抵消聲波相互抵消作用，來達(dá)作用，來達(dá)到消聲目的。到消聲目的。n2. 分類：分類： 無源無源(被動(dòng)式被動(dòng)式)消聲器和有源消聲器和有源(主動(dòng)式主動(dòng)式)消消聲器兩類。聲器兩類。n3. 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 具有顯著的頻率選擇性具有顯著的頻率選擇性2) 12(21nll5 其他形式的消聲器5.1 阻抗復(fù)合式消聲器5.2 微穿孔板消聲器5.3 擴(kuò)散消聲器5.3 擴(kuò)散消聲器6 消聲器設(shè)計(jì)6.1 消聲器設(shè)計(jì)原則n1.根據(jù)噪聲源所需的根

32、據(jù)噪聲源所需的噪聲量噪聲量、空氣動(dòng)力性能要求空氣動(dòng)力性能要求以及空氣動(dòng)力設(shè)備管道中以及空氣動(dòng)力設(shè)備管道中的防潮、耐蝕、防火、耐高溫等要求，選擇消聲器的類型。的防潮、耐蝕、防火、耐高溫等要求，選擇消聲器的類型。n2.根據(jù)聲源空氣動(dòng)力性能的要求，考慮消聲器的空氣動(dòng)力性能，是消聲器根據(jù)聲源空氣動(dòng)力性能的要求，考慮消聲器的空氣動(dòng)力性能，是消聲器的的阻力損失控制阻力損失控制在機(jī)械設(shè)備正常的在機(jī)械設(shè)備正常的工作范圍內(nèi)工作范圍內(nèi)；n3.設(shè)計(jì)消聲器時(shí)，考慮到設(shè)計(jì)消聲器時(shí)，考慮到氣流再生噪聲氣流再生噪聲的影響，是氣流再生噪聲的影響，是氣流再生噪聲小于環(huán)境小于環(huán)境允許的噪聲級允許的噪聲級；n4.注意消聲器和管道中的注意消聲器和管道中的氣流速度氣流速度；n5.還應(yīng)考慮到隔聲及堅(jiān)固耐用、體積大小與空氣機(jī)械設(shè)備匹配問題。還應(yīng)考慮到隔聲及堅(jiān)固耐用、