2抗性消聲器課件

噪聲與振動控制技術(shù)Prof.ShengMeipingNorthwesternPolytechnicalUniversity西北工業(yè)大學(xué)精品課程專業(yè)核心課程振動與噪聲控制技術(shù)本講內(nèi)容Prof.ShengMeipingNorthwesternPolytechnicalUniversity抗性消聲器阻抗復(fù)合型消聲器的消聲機(jī)理鑒于阻性消聲器和抗性消聲器各自的特點(diǎn)，因此常將它們組合成阻抗復(fù)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(fù)合型消聲器，其優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、耐腐蝕、阻力小等，缺點(diǎn)是加工復(fù)雜，造價高。抗性消聲器消聲原理：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(dá)到消聲的目的。常用的抗性消聲器分類：擴(kuò)張室式消聲器共振腔式消聲器擴(kuò)張管式消聲器擴(kuò)張室消聲器也稱為膨脹室消聲器，它是由管和室組成的。它是利用管道截面的突然擴(kuò)張(或收縮)造成通道內(nèi)聲阻抗突變，使沿管道傳播的某些頻率的聲波通不過消聲器而反射回聲源去。由于聲波通不過消聲器，也就傳不出來，從而達(dá)到消聲的目的。擴(kuò)張管式消聲器擴(kuò)張管式消聲器消聲特性：最大消聲量和最大消聲頻率通過頻率擴(kuò)張管式消聲器消聲特性：上限截止頻率下限截止頻率擴(kuò)張管式消聲器修正值(dB)最大消聲量(dB)擴(kuò)張管式消聲器111氣流的影響內(nèi)接管擴(kuò)張管式消聲器多節(jié)擴(kuò)張管式消聲器穿孔管軸線錯開擴(kuò)張室消聲器設(shè)計根據(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(shè)計各節(jié)擴(kuò)張室及其插入管的長度。根據(jù)需要的消聲量，確定擴(kuò)張比，設(shè)計擴(kuò)張室各部分截面尺寸。驗算所設(shè)計的擴(kuò)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(yīng)重新修改設(shè)計方案。再驗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(shè)計，直到滿足為止。共振腔式消聲器共振頻率消聲量共振腔式消聲器消聲特性：具有明確的選擇性。即當(dāng)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(dāng)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。若把共振消聲器的共振頻率設(shè)計得恰好等于峰值頻率，就能把噪聲中這個峰值降低，取得顯著效果。共振腔式消聲器倍頻程消聲量1/3倍頻程消聲量同軸型共振腔式消聲器多節(jié)共振腔式消聲器氣流的影響共振腔式消聲器設(shè)計中應(yīng)注意的問題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，此條件不易滿足，這時不能將共振器看成為一個集中參數(shù)系統(tǒng)，而應(yīng)考慮聲波在空腔內(nèi)的傳播特性。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，穿孔范圍集中在內(nèi)與孔心距大于孔徑5倍這兩個要求，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布穿孔的位置。共振消聲器的消聲頻率范圍也有高頻失效問題。當(dāng)聲波頻率高至某一頻率后，會成為束狀從消聲器中部“溜”過去，從而使消聲效果下降。共振消聲器的上限截止頻率也可以用以上介紹的公式估算。阻抗復(fù)合式消聲器阻性消聲器對中、高頻噪聲消聲效果好，而抗性消聲器適用于消除低、中頻噪聲。在工業(yè)生產(chǎn)中碰到的噪聲多是寬頻帶的，即低、中、高各頻段的聲壓級都較高。在實際消聲中，為了在低、中、高的寬廣頻率范圍獲得較好的消聲效果，常采用阻抗復(fù)合式消聲器。阻抗復(fù)合式消聲器，是按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。常用的阻抗復(fù)合式消聲器有“阻性-擴(kuò)張室復(fù)合式”消聲器、“阻性-共振腔復(fù)合式”消聲器、“阻性-擴(kuò)張室-共振腔復(fù)合式”消聲器以及“微穿孔板”消聲器。在噪聲控制工作中，對一些高強(qiáng)度的寬頻帶噪聲，幾乎都采用這幾種復(fù)合式消聲器來消除。阻抗復(fù)合式消聲器吸聲材料穿孔管(穿孔率30%以上)擴(kuò)張室吸聲材料擴(kuò)張室吸聲材料共振腔吸聲材料擴(kuò)張室共振腔微穿孔板消聲器雙層微穿孔板消聲器微穿孔板消聲器與玻璃棉消聲器性能比較試驗外殼微穿孔板(板厚0.5mm，孔徑0.5mm，穿孔率2.7%)入口管出口管外殼穿孔板護(hù)面入口管出口管超細(xì)玻璃棉(30kg/m3)玻璃布微穿孔板消聲器與玻璃棉消聲器性能比較試驗隨著氣流速度的增高，微穿孔板消聲器比棉式消聲器受氣流影響小得多。隨著氣流速度的增大，加長消聲器已不能增加消聲量。微穿孔板消聲器的最大氣流速度較大。隨著氣流速度的增加，微穿孔板消聲器消聲量比棉式消聲器好得多。在高速氣流下，采用微穿孔板消聲器能得到較好的消聲效果。其原因是微穿孔板消聲器穿孔率低、孔細(xì)而密，對流場影響小，因而產(chǎn)生的再生噪聲低，而棉式消聲器穿孔率高、孔大，對流場影響大，產(chǎn)生的再生噪聲高。微穿孔板消聲器的主要用途近年來，我國已研制成功在多種條件下使用的微穿孔板消聲器，如通風(fēng)空調(diào)消聲器、鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)排氣消聲器、燃汽輪機(jī)消聲器，飛機(jī)發(fā)動機(jī)試車消聲器、內(nèi)燃機(jī)消聲器等，并已形成系列化產(chǎn)品，經(jīng)工程上使用，效果良好。這對于高速送風(fēng)系統(tǒng)、消聲器內(nèi)流速高的空氣動力設(shè)備是有益的。由于在很高速氣流下，微穿孔板消聲器還有一定的消聲性能，這對大型空氣動力設(shè)備的消聲器可以較大幅度的減小尺寸，降低造價。對于要求潔凈的場所，由于微穿孔板消聲器中沒有玻璃棉之類纖維材料，使用后可以不必?fù)?dān)心粉屑吹入房間，同時，施工、維修都方便得多。以微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)作為元件組成的復(fù)合消聲器，也有好的消聲效果。要求掌握消聲器的分類及其消聲原理；消聲器性能評價；消聲器聲學(xué)性能評價的主要參數(shù)及相互之間的區(qū)別與聯(lián)系；阻性消聲器常用的結(jié)構(gòu)形式；抗性消聲器常用的結(jié)構(gòu)形式；高頻失效現(xiàn)象的產(chǎn)生原