課題意圖： 了解常見消音器品種、消音原理及常見消音 器規(guī)劃中應(yīng)留意的問題和規(guī)劃辦法
消聲規(guī)劃及總結(jié)
1 消聲器功能點評
消音器的功能首要包含： 聲學(xué)功能、空氣動力功能、結(jié)構(gòu)功能 詳細來講，對一個好的消聲器要有五方面的基本要求： 1）聲學(xué)功能要求。具有高的消聲值和寬的消聲頻率，即在所需求 的消聲頻率規(guī)模有足夠大的消聲量； 2）空氣動力功能要求。消聲器的氣流阻力小，裝置消聲器后所增 加的阻力丟失，要控制在實踐容許的規(guī)模內(nèi)； 3）機械結(jié)構(gòu)功能要求。體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡略，便于加工， 裝置和維修； 4）外形和裝修的要求。符合實踐裝置空間的需求，漂亮大方，表 面裝修與設(shè)備相協(xié)調(diào) 5）價格費用要求。制造本錢低，運用壽命長。
1.1 聲學(xué)功能點評
消聲器聲學(xué)功能點評量有： 刺進丟失(IL)、傳聲丟失(TL)、減噪量(LNR)、衰 減量(LA)。 1.刺進丟失(IL)：體系中刺進消聲器前后在體系外某點測得的聲 功率級之差。在聲場散布狀況近似保持不變時，也可用指定測點上聲壓級 差代替。
2.傳聲丟失(IL)：消聲器進口端聲功率級與出口端聲功率級之差。 因為聲功率不宜直接丈量，一般通過聲壓求得。傳聲丟失僅反映消聲器本 身的特性，不受聲源、管道及出口端的影響。 3.減噪量(LNR)：消聲器進、出口端測得的平均聲壓級之差。
1.2 空氣動力功能
消聲器的空氣動力功能：是指消聲器對氣流阻力的大 小。通常用阻力系數(shù)或阻力丟失來表明，包含沖突阻 力丟失和部分阻力丟失兩部分。
阻力系數(shù)：消聲器裝置前后的全壓差與全壓之比。 阻力丟失：出口端流體靜壓比進口端下降的數(shù)值。 沖突阻損:是因為氣流與消聲器各壁面之間的沖突而發(fā)作的阻力 丟失。
部分阻損:是指氣流通過在消聲器截面驟變處發(fā)作的阻力丟失。 如擴展、收縮、轉(zhuǎn)彎等。
1.3 結(jié)構(gòu)功能
消聲器結(jié)構(gòu)功能: 是指它的外形尺度、堅固程度、保護要求、 運用壽命等，它也是點評消聲器功能的一項指標。好的消聲器除 應(yīng)有好的聲學(xué)功能和空氣動力功能之外；還應(yīng)該具有體積小、重 量輕、結(jié)構(gòu)簡略、造型漂亮、加工方便、同時要堅固耐用、運用 壽命長、保護簡略和造價廉價等特色。
點評消聲器的上述三個方面的功能，既互相聯(lián)系又互相制約。 從消聲器的消聲功能考慮，當然在所需頻率規(guī)模內(nèi)的消聲量越大 越好；但是同時有必要考慮空氣動力功能的要求。例如，轎車上的 排氣消聲器假如阻損過大，會使功率丟失添加，甚至影響車輛行 駛。在兼顧消聲器聲學(xué)功能和空氣動力功能的同時，還有必要考慮 結(jié)構(gòu)功能的要求，不但要耐用，還應(yīng)防止體積過大、裝置困難等 狀況。在實踐運用中，對這三方面的功能要求，應(yīng)依據(jù)詳細狀況 做詳細分析，并有所側(cè)重。
2 消聲器的分類和消聲機理
消聲器類型很多，按其降噪原理首要有如下幾品種型：
2.1 阻性消聲器
2.2 抗性消聲器 2.3 復(fù)合式消聲器 2.4 微穿孔消聲器 ? 2.5 噴注型消聲器
2 消聲器的分類和消聲機理
分類圖例 阻性消聲器 抗性消聲器 擴張室消聲器 共振腔消聲器 消 聲 器 阻抗復(fù)合式消聲器 無源消聲器 干與式消聲器 有源消聲器 微穿孔板消聲器 小孔消聲器 多孔分散消聲器 分散性消聲器 節(jié)省減壓消聲器
2.1 阻性消聲器
消聲原理：運用吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內(nèi) 壁或按必定的方法在管道中排列起來，就構(gòu)成了阻性消聲器， 與電學(xué)類比，吸聲材料就相當于電阻，故稱阻性消聲器。 包含的方式：直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎頭 式等。 消聲的頻率特性：具有中、高頻消聲功能。 適用規(guī)模：消除風(fēng)機、燃氣輪機進氣噪聲（即氣體流速不大的 狀況）。
2.2 抗性消聲器
消聲原理：通過控制聲抗的巨細來進行消聲的。與阻性消聲器 不同，它不運用吸聲材料而是在管道上接截面積驟變的管段或 旁接共振腔，運用聲阻抗的改動，使某些頻率的聲波在聲阻抗 驟變的界面發(fā)作反射、干與等現(xiàn)象，然后在消聲器的外測，達 到了消聲的意圖。 包含的方式：擴張室式、共振腔式 、干與型。 消聲的頻率特性：具有中、低頻消聲功能。
適用規(guī)模：消除空壓機、內(nèi)燃機、轎車排氣噪聲（氣體流速較 高氣速的狀況） 2.3 阻抗復(fù)合式消聲器
消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過恰當結(jié)構(gòu)復(fù)合起來 而構(gòu)成的�？啥ㄐ缘卣J為阻性和抗性在同一頻帶的消聲值的疊 加（并非簡略的疊加聯(lián)系）。 包含的方式：阻~擴型、阻~共型、阻~擴~共型等。 消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲功能。 適用規(guī)模：消除鼓風(fēng)機、大型風(fēng)洞、試車臺噪聲。
2.4 微穿孔板消聲器
消聲原理：運用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的消聲器。 包含的方式：單層微穿孔板、雙層微穿孔板等。
消聲的頻率特性：具有低、中、高頻的寬帶消聲功能。 適用規(guī)模：適于高溫、潮濕，有水、有油霧及特別清潔衛(wèi)生的場 合。
2.5 小孔噴注消聲器
消聲原理：不是在聲音發(fā)出后進行消除，而是從發(fā)作機理上使干 擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑成反比，假如噴口直徑 變小，噴口輻射的噪聲能量將從低頻移向高頻(頻移)，所以低頻 噪聲被下降，而高頻噪聲反而升高，假如孔徑小到必定值時，噴 注噪聲將移到人耳不敏感的頻率規(guī)模。 包含的方式：小孔噴注型 、降壓擴容型、多孔分散型 、引射摻 冷型等。 消聲的頻率特性：具有低、中、高頻的寬帶消聲功能。 適用規(guī)模：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。
3 阻性消聲器
3.1 阻性消聲器的聲衰減量
3.2 阻性消聲器的高頻失效頻率
在單通道直管消聲器中，高頻聲隨著通道面積的增大消聲作用明顯 下降。因為頻率超過必定的數(shù)值，不符合平面波傳達規(guī)律，窄束傳 播的聲波不與吸聲材料接觸，消聲作用下降。 當聲波波長小于通道截面尺度一半時，消聲作用下降，將這一頻 率稱為高頻失效頻率。
3.3 氣流速度對阻性消聲器的影響 ? 首要表現(xiàn)在兩個方面： 1) 氣流的存在引起了消聲器內(nèi)聲傳達和聲衰減規(guī)律改動。 A)順流時(氣流與聲傳達方向共同)，因為氣體流速在管 道內(nèi)不均一，依據(jù)折射原理，聲波向管壁彎曲，促進 消聲降噪； B)逆流時(氣流與聲傳達方向相反) ，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。 2) 氣流在消聲器內(nèi)發(fā)作一種附加噪聲，即氣流再生噪聲。 氣流通過消聲器通道時，因部分阻力或沖突阻力而發(fā)作 湍流，相應(yīng)輻射一些噪聲；氣流激起消聲器構(gòu)件振蕩而 輻射噪聲。氣流速度越高，氣流再生噪聲越大。
氣流再生噪聲通常是低頻噪聲，隨著頻的增高聲級逐步下降。
3.4 常用阻性消聲器的類型 常見阻性消音器品種及圖例 1.直管式 2.片式 3.蜂窩式 4.折板式 5.聲流式 6.室式 7.迷宮式 8.盤式 9.彎頭式 3.4 常用阻性消聲器的類型 1.直管式 長處：結(jié)構(gòu)簡略，制造便。 缺陷：對低頻消聲作用差。 適用規(guī)模：適合于截面小、 低速的管道。 3.4 常用阻性消聲器的類型 2.片式 長處：結(jié)構(gòu)不雜亂，中、高頻 消聲作用好，阻力系數(shù) 較小。 缺陷：低頻消聲作用不明顯。 適用規(guī)模：適合于大流量、大 截面的狀況。
3.4 常用阻性消聲器的類型 3.蜂窩式 長處：中、高頻消聲作用好，可 依據(jù)不同的適應(yīng)規(guī)模，規(guī)劃 單元結(jié)構(gòu)。 缺陷：阻力丟失較大，阻力系數(shù) 一般在1-1.5之間。 適用規(guī)模：用于大截面的管道。 風(fēng)量較大、流速較低的狀況。
3.4 常用阻性消聲器的類型 4.折板式 長處：添加了聲波的傳達路 程，增大了材料與聲波 的接觸，中高頻消聲效 果較好。 缺陷：大大添加了阻力丟失。 適用規(guī)模：適用于壓力和噪 聲較高的設(shè)備。用于對 聲學(xué)功能要求較高的場 合。
3.4 常用阻性消聲器的類型 5. 聲流式 長處：可到達高消聲、低阻損的 要求，阻力系數(shù)介于片式和 折板式消聲器之間。 缺陷：加工雜亂，造價較高。 適用規(guī)模：適用于大斷面流通管 道，關(guān)于阻力丟失要求較嚴 格的場合。
6.室式 長處：消聲頻帶較寬，消聲 量較大。 缺陷：阻力丟失較大，占用 空間也大。 適用規(guī)模：一般適用于有空 間、低速進排風(fēng)的場合。
3.4 常用阻性消聲器的類型 7.迷宮式 長處：可用于流量大、流速低， 要求消聲量高的狀況。 缺陷：氣流速度不能過大，不然 發(fā)作的阻力丟失較大。 適用規(guī)模：關(guān)于阻力丟失要求不 嚴的場合。 3.4 常用阻性消聲器的類型 8.盤式 長處：阻損小，體積小，重量輕、 裝置簡便，軸向尺度小。 缺陷：結(jié)構(gòu)雜亂，制造本錢高，變 截面核算雜亂。 適用規(guī)模：用于鍋爐鼓風(fēng)機進風(fēng)口 消聲、各類風(fēng)機進風(fēng)口或管 道開口端。隔聲罩、室頂部 散熱消聲器風(fēng)口。
9.彎頭式 長處：結(jié)構(gòu)簡略、體積小，占 地少，在通風(fēng)空調(diào)工程中 應(yīng)用遍及 缺陷：增大了氣流阻力 適用規(guī)模：管道改向等
4 抗性消聲器
抗性消聲器具有 不需求運用多孔吸聲材料； 耐高溫、抗潮； 流速較大，潔凈； 對低頻、窄帶噪聲有較好的作用。
常用抗性消聲器的類型 1.擴張室式消聲器 2.共振式消聲器 3.干與式消聲器 4.1 擴張室消聲器（脹大式消聲器）
1. 消聲原理： 聲波在管道截面的俄然擴張(或收縮)，造成通道內(nèi)聲阻抗驟變，使聲波 傳達方向發(fā)作改動，在管道內(nèi)發(fā)作反射、干與等現(xiàn)象，然后到達消聲的 2 意圖。
4.1 擴張室消聲器（脹大式消聲器）
4. 改進消聲特性的辦法： 單節(jié)擴張室的首要缺陷在kl=nπ處傳聲丟失為零，即存在很多通過頻率。 處理的辦法有 多節(jié)擴張室串聯(lián)：每節(jié)的通過頻率不同，進步消聲量。 刺進內(nèi)接管：擴張室兩頭個刺進l/2和l/4的管分別消除n為奇數(shù)和偶數(shù)的 通過頻率。 4.1 擴張室消聲器（脹大式消聲器） 兩節(jié)擴張室 消聲器頻率 特性曲線 4.1 擴張室消聲器（脹大式消聲器）
5. 上下限截止頻率：
1. 消聲原理： 運用共振吸聲原理，在聲波的作用下，管壁空氣柱發(fā)作振蕩，振蕩時，氣柱與 腔口壁沖突使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散；同時因為聲阻抗的驟變而使聲波 發(fā)作反射和干與現(xiàn)象，導(dǎo)致聲能衰減。當體系固有頻率與聲波頻率發(fā)作共振時， 耗費聲能最多，消聲量最大。
2. 消聲量的核算： 聲阻抗的驟變而使聲波發(fā)作反射和干與現(xiàn)象，導(dǎo)致聲能衰減。當體系固有頻率與聲 波頻率發(fā)作共振時，耗費聲能最多，消聲量最大。
4.2 共振式消聲器
4. 改進消聲功能的辦法： 選定較大的K 值； 添加聲阻； 多節(jié)共振腔串聯(lián)，共振頻率彼此 錯開。
6、規(guī)劃留意事項 為了使消聲器的理論核算值與實踐成果值共同，在考慮規(guī)劃方案 時，應(yīng)留意以下條件： (1) 共振器的幾何尺度應(yīng)小于共振頻率波長 的 1/3 。當共振頻率較 高時，此條件不易滿意，這時不能將共振器看成為一個會集參數(shù)系 統(tǒng)，而應(yīng)考慮聲波在空腔內(nèi)的傳達特性。 (2) 穿孔位置應(yīng)會集在共振消聲器的中部，穿孔規(guī)模應(yīng)小于 。 相鄰各孔之間的孔心距一般應(yīng)取孔徑的 5 倍。當穿孔數(shù)目較多時， 穿孔規(guī)模會集在 內(nèi)與孔心距大于孔徑 5 倍這兩個要求，往 往發(fā)作矛盾。在這種狀況下，可采取將空腔分割成幾段來散布穿孔 的位置。 (3) 共振消聲器的消聲頻率規(guī)模也有高頻失效問題。用共振消聲器的 上限截止頻率驗證消音器規(guī)劃 4.3 干與式消聲器
1. 消聲原理： 借助于相干聲波彼此抵消作用，來達 到消聲意圖。
2. 分類： 無源(被動式)消聲器和有源(自動式)消 聲器兩類。
3. 特色： 具有明顯的頻率挑選性 5 其他方式的消聲器 5.1 阻抗復(fù)合式消聲器 5.2 微穿孔板消聲器 5.3 分散消聲器 5.3 分散消聲器 6 消聲器規(guī)劃 6.1 消聲器規(guī)劃原則
1.依據(jù)噪聲源所需的噪聲量、空氣動力功能要求以及空氣動力設(shè)備管道中 的防潮、耐蝕、防火、耐高溫等要求，挑選消聲器的類型。 2.依據(jù)聲源空氣動力功能的要求，考慮消聲器的空氣動力功能，是消聲器 的阻力丟失控制在機械設(shè)備正常的工作規(guī)模內(nèi)； 3.規(guī)劃消聲器時，考慮到氣流再生噪聲的影響，是氣流再生噪聲小于環(huán)境 答應(yīng)的噪聲級； 4.留意消聲器和管道中的氣流速度； 5.還應(yīng)考慮到隔聲及堅固耐用、體積巨細與空氣機械設(shè)備匹配問題。 噪聲源 詳細采取辦法 低、中頻為主（離心式通風(fēng)機） 帶寬噪聲源（高速旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機、燃氣輪機） 脈動性低頻噪聲源（空氣內(nèi)燃機） 高壓、高速排氣放空噪聲（排氣噪聲） 潮濕高溫、油霧，有火焰空氣動力設(shè)備 阻性或阻抗復(fù)合式消聲器 阻抗復(fù)合式消聲器或微穿孔板消聲器 抗性消聲器或微穿孔板消聲器 小孔消聲器 抗性消聲器或微穿孔板消聲器 6.2 消聲器規(guī)劃程序 噪聲源 運用條件 設(shè)備的空氣 動力特性 噪聲源現(xiàn)場調(diào)查 及特性分析 了解環(huán)境特色， 選定噪聲控制規(guī)范 斷定受聲點答應(yīng)的噪聲 級和各頻帶聲壓級 核算所需消聲量 規(guī)劃適宜的消聲器 驗算其消聲作用（上下截止頻率的檢驗、 消聲器的壓力丟失、實踐消聲作用） 6.3 阻性消聲器規(guī)劃總結(jié) a.斷定消聲量
b.挑選消聲器的結(jié)構(gòu)方式 管道直徑： <=300mm 單通道直式消聲器 300-500mm 片式消聲器 >500mm片式、蜂窩式或其它方式
c.挑選適宜的吸聲材料 d.斷定消聲器的長度 e.合理挑選吸聲材料的護面結(jié)構(gòu) f.驗算消聲作用： 高頻失效頻率
氣流再生的影響： 壓力丟失 6.4 抗性消聲器規(guī)劃總結(jié)
a.斷定消聲量： b.挑選消聲器的結(jié)構(gòu)方式
c.斷定消聲器的長度 d.驗算消聲作用： c 上線截止頻率
下線截止頻率
e.依據(jù)驗算成果修改消音器結(jié)構(gòu)。 6.4 抗性消聲器規(guī)劃總結(jié) |
