第九章 消聲器.ppt

1、第九章消聲器，9.1.1消聲器分類消聲器的消聲器原理不同，消聲器效果也不同。電阻消聲器通過將多孔吸聲材料固定在氣流通過的路徑上，利用多孔吸聲材料對(duì)聲波的摩擦和制動(dòng)作用，將音響能量轉(zhuǎn)換為熱能，實(shí)現(xiàn)噪聲的目的。電阻式消聲器適用于消除中頻噪聲，靜音波段范圍廣，對(duì)低頻噪聲的靜音效果不好，經(jīng)常使用電阻式消音器控制風(fēng)機(jī)類的進(jìn)氣和排氣噪聲等。電阻消音器利用聲波的反射和干擾效果等改變聲波的傳播特性，防止聲波能量向外傳播，主要適用于消除低頻窄波段噪聲，對(duì)寬帶高頻噪聲效果不好，常用于消除內(nèi)燃機(jī)排氣噪聲等?？紤]到電阻噪聲器和電阻噪聲器的特點(diǎn)，經(jīng)常結(jié)合阻抗復(fù)合噪聲器，同時(shí)獲得高、中、低頻率范圍內(nèi)的消聲器效果。例如微穿

2、孔板消聲器是典型的阻抗復(fù)合消聲器，8.1.2消聲器性能評(píng)估消聲器的性能評(píng)估主要使用音響性能、空氣動(dòng)力學(xué)性能等三個(gè)茄子指標(biāo)。1消音器音響性能消音器的音響性能包括噪聲量的大小、噪聲帶范圍的寬度。設(shè)計(jì)消音器的目的是根據(jù)噪聲源的特性和頻率范圍滿足消音器的噪聲頻率范圍，并在所需波段范圍內(nèi)獲得盡可能大的噪聲量。消音器的聲學(xué)性能可以用每個(gè)波段內(nèi)的噪音量來表示。通常有四種茄子測(cè)量方法：音響損失、末端降噪、插入損失和音響衰減。音響損失定義為消音器進(jìn)口的噪音功率級(jí)和消音器出口的噪音功率級(jí)之間的差異。從組件的隔聲性能來看，使用傳輸損耗反映組件的消聲器數(shù)量。傳遞損失的數(shù)學(xué)表達(dá)式是消聲器的音響損失是消聲器本身的特性，幾

3、乎不受聲源和環(huán)境的影響。在實(shí)際工程測(cè)試中，音響功率級(jí)很難直接測(cè)量，所以一般只需測(cè)量消音器前后剖面的平均聲壓級(jí)，然后計(jì)算如下：通過測(cè)量、使用末端聲壓級(jí)差表示噪聲值的方法不可避免地包括反射音的影響。牙齒測(cè)量方法易受環(huán)境影響，產(chǎn)生大誤差，適合在實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)量消音器性能，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量很少使用。插入損耗是根據(jù)系統(tǒng)外部測(cè)量點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果計(jì)算的，實(shí)際上，系統(tǒng)外部單獨(dú)測(cè)量系統(tǒng)訪問消音器前后的聲壓級(jí)別，差異為插入損耗。在音響衰減音響系統(tǒng)中，任意兩點(diǎn)之間的音響功率級(jí)別差異反映了聲音沿消音器通道的衰減特性，以每米衰減的分貝數(shù)(dB)表示。得到了消音器內(nèi)聲壓水平和距離的函數(shù)關(guān)系，得出了該消音器的總噪聲量。音響衰減量反映了消音器

4、內(nèi)的降噪特性和衰減過程，防止了環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。2空氣動(dòng)力性能消音器的空氣動(dòng)力性能是評(píng)價(jià)消音器性能好壞的另一個(gè)重要指標(biāo)，反映了消音器抵抗氣流的大小。消音器的空氣動(dòng)力性能以阻力或阻力損失表示。阻力系數(shù)是安裝消音器前后的總壓力差和總壓力的比率，確定的消音器的阻力系數(shù)為值。阻力系數(shù)的測(cè)量比較麻煩，一般只能在專用設(shè)備上測(cè)量。電阻損失、簡(jiǎn)稱阻塞是指氣流通過消音器時(shí)，消音器出口的流體靜壓低于進(jìn)口端的數(shù)值。顯然，消聲器的阻力大小與使用條件下棋類速度的大小密切相關(guān)。消音器的電阻可以通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到，也可以根據(jù)公式估計(jì)。抵抗大致分為兩類茄子。一個(gè)是摩擦阻力，另一個(gè)是局部阻力。消音器的總阻力損失等于摩擦阻力損

5、失和局部阻力損失之和。3結(jié)構(gòu)性能消聲器結(jié)構(gòu)性能是外形規(guī)格、堅(jiān)固性、維護(hù)要求、使用壽命等的指標(biāo)，也是評(píng)估消聲器性能的指標(biāo)。好的消音器離不開好的音響性能和空氣動(dòng)力學(xué)性能。(威廉莎士比亞、聲學(xué)、聲學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué))此外，特性還包括小大小、輕便重量、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、美觀、方便加工、堅(jiān)固耐用、壽命長(zhǎng)、簡(jiǎn)單維護(hù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的價(jià)錢等。評(píng)估消音器的牙齒三茄子方面的性能，徐璐聯(lián)系并限制徐璐?？紤]到消音器的消音器性能，當(dāng)然所需頻率范圍內(nèi)的噪音量越大越好。但是，還必須考慮空氣動(dòng)力學(xué)性能要求。9.2電阻消聲器的消聲原理是利用吸聲材料的吸聲作用沿通道傳播的噪聲不斷被吸收，逐漸減少。將吸聲材料固定在氣流通過的管道周圍壁

6、上，或以一定的方式排列在通道上，就成為電阻消音器。聲波進(jìn)入消聲器后，阻力消音器內(nèi)部的多孔材料會(huì)引起空氣和纖維振動(dòng)，由于摩擦阻力和粘性阻力，一些聲音轉(zhuǎn)換成熱量消失后，就會(huì)起到噪音的作用。電阻噪聲器的應(yīng)用范圍很廣，對(duì)中低頻范圍的噪聲有很好的降噪效果。9.2.1單通道直管阻力消聲器單通道直管消聲器是最基本的阻力消聲器，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣流直通，阻力損失小，流量小的管道消聲器。常用的分析理論主要是一維理論和二維理論。一維理論基于一維平面波的假設(shè)。也就是說，在管道中傳播的聲波被認(rèn)為沿管道長(zhǎng)度傳播，常用的計(jì)算公式很多，但其起源是貝洛夫公式、薩賓公式和其他公式，大部分都是從牙齒兩個(gè)公式推導(dǎo)出來的。貝洛夫公式

7、的前提是吸聲材料的音響電阻比音響電阻大得多。貝洛夫公式：啊，賽文公式通常高于上述方法計(jì)算的噪音量實(shí)際上可以達(dá)到的噪音量。特別是噪音量大的時(shí)候，偏差更大。大衛(wèi)亞設(shè)，美國(guó)電視電視劇，沉默寡言)，因?yàn)橄暺鞯南禂?shù)是在某些條件下得到的。在能量關(guān)系中，導(dǎo)出消聲器系數(shù)時(shí)，假設(shè)同一截面上的聲壓或音響強(qiáng)度相似，但實(shí)際上并非如此。噪音在消音器管道內(nèi)傳播時(shí)，壁吸收嚴(yán)重，同一截面的聲壓和火星分布均勻，不能充分發(fā)揮周圍壁的吸收作用。因此，在高吸收情況下，即吸聲系數(shù)較大的情況下，使用公式計(jì)算出的噪聲量高于實(shí)際噪聲量。推導(dǎo)消聲器系數(shù)時(shí)，假定吸聲材料的音響阻抗為純阻力，即音響阻力為0。實(shí)際上，吸聲材料的音響阻抗必須是復(fù)數(shù)形

8、式。也就是說，降噪系數(shù)必須由音響阻抗的音響電阻和音響電阻兩部分確定。由于忽略了音響阻力部分的影響，因此計(jì)算出的降噪值可能高于實(shí)際值。事實(shí)上，許多其他因素(例如消聲器通道的棋類速度、環(huán)境噪音、側(cè)音響等)使現(xiàn)場(chǎng)獲得的降噪值低于公式計(jì)算出的降噪值。消聲器通道截面不能太大。太大了，高頻聲音的降噪效果明顯下降。上述噪聲量計(jì)算公式都是在平面波的條件下推導(dǎo)出來的。也就是說，聲波在消音器的同一截面上，每個(gè)點(diǎn)的聲壓或聲音幾乎相同。消音器通道截面太大，聲波頻率高到一定值時(shí)，聲波幾乎與吸聲材料拋光沒有接觸，通過窄束的消聲器。因此，消音器的降噪效果明顯下降。聲波波長(zhǎng)小于通道截面大小的一半時(shí)，降噪效果開始下降。該頻率稱

9、為“高頻故障頻率”，高頻故障頻率的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)式C是聲速。D是消聲器通道截面邊的長(zhǎng)度，圓形通道的D是截面直徑。如果頻率高于失效頻率，則每次添加倍頻器時(shí)，比失效頻率的噪音量減少約三分之一左右。D的增加將顯著降低高頻降噪效果。即使通道截面較大，在中低頻范圍內(nèi)也可以獲得良好的降噪效果。通常在管道中放入吸音板或設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)。如果通道管道直徑大于300mm且小于500mm，則可以在通道中間設(shè)置吸聲層或吸聲圓柱。如果通道大小大于500mm，則應(yīng)設(shè)計(jì)為彎頭、蜂窩、雕塑、折疊、音流、米露等結(jié)構(gòu)。9.2.2籌碼消聲器將通道分成多個(gè)小通道，這樣每個(gè)小通道的截面較小，可以提高上限故障頻率。同時(shí)，吸聲材料拋光表面積增

10、加，噪音量也相應(yīng)增加。設(shè)計(jì)籌碼消聲器時(shí)，每個(gè)小通道的尺寸相同，因此其中一個(gè)通道的消聲器頻率特性也表示整個(gè)消聲器的消聲器特性。它的噪音量(8.2.3)計(jì)算為9.2.3折板、音流、蜂窩消聲器為了提高高頻消聲器性能而彎曲直線段，從而提高聲波在消聲器內(nèi)反射的次數(shù)，即吸音層和聲波的接觸機(jī)會(huì)，從而提高消聲器效果。為了減少阻力，那個(gè)角最好小一點(diǎn)。音響流動(dòng)消音器由將吸聲層變成正弦波形狀的折疊消聲器改進(jìn)。聲波通過時(shí)，增加反射次數(shù)可以提高降噪性能。蜂窩式消音器是由許多平行的小型直管消音器并行制造的?？梢允褂梅涓C圍巾的圍巾量(8.2.3)。但是，由于多個(gè)通道平行，并且每個(gè)通道的大小基本相同，因此每個(gè)通道的降噪特性相

11、同，蜂窩消音器的噪聲量只是其中一個(gè)小管子。彎頭消聲器米露消聲器、9.2.6氣流對(duì)阻力消聲器音響性能的影響氣流對(duì)消聲器音響性能的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)茄子方面。一是氣流的存在會(huì)引起音響傳播和音響衰減規(guī)律的變化。第二，氣流在消音器內(nèi)產(chǎn)生稱為棋類再生噪音的附加噪音。有氣流時(shí)消聲器系數(shù)的近似公式如下：公式表明，由于棋類速度的大小和方向不同，氣流對(duì)消聲器性能的影響也不同。流速高時(shí)，馬赫值大，氣流對(duì)消聲器消音器性能的影響更大。氣流方向與音響傳播方向一致時(shí)，馬赫值為正，上部噪聲系數(shù)較小。氣流方向與音響傳播方向相反時(shí)，如果馬赫值為負(fù)，則噪音系數(shù)增大。與逆流相比，下游對(duì)噪音有利。管道中氣流的流動(dòng)速度不均勻。同一剖面

12、中，管中心流速最高，接近管壁時(shí)，流速接近0，回流時(shí)，流速正好相反。根據(jù)音響折射原理，聲波必須向管壁彎曲，對(duì)于電阻消音器，主壁內(nèi)襯附吸聲材料，下游時(shí)正好可以吸收聲音。逆流時(shí)，聲波必須向管道中心彎曲，這對(duì)電阻消音器的噪音不利。9.2.7棋類再生噪聲對(duì)消聲器音響性能的影響也因氣流和消音器結(jié)構(gòu)的相互作用而產(chǎn)生棋類再生噪聲。氣流再生噪聲疊加在原始噪聲上，可能影響消音器的實(shí)際使用效果。氣流再生噪聲的產(chǎn)生機(jī)理：首先，氣流通過消音器時(shí)，局部阻力和摩擦阻力形成了一系列湍流，從而產(chǎn)生輻射噪聲。第二，氣流刺激消音器組件的振動(dòng)和輻射噪音。棋類回放噪音的大小主要取決于棋類速度和消音器的結(jié)構(gòu)。一般來說，氣流速度越大，或消

13、音器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，氣流噪音就越大。相應(yīng)地，降低消音器內(nèi)部棋類再生噪音的方法是將流速降至最低。最大限度地改善氣體的流動(dòng)狀態(tài)，使氣流平穩(wěn)，避免湍流。消音器的棋類再生噪聲的大小可以通過實(shí)驗(yàn)方法獲得。流速加倍，相應(yīng)的噪聲級(jí)增加18dB，這意味著棋類再生噪聲根據(jù)流速的六次定律變化，屬于偶極輻射的噪聲源。是估算棋類再生噪音的半徑試驗(yàn)公式，設(shè)計(jì)消音器時(shí)不能選擇太高的流速，要注意空調(diào)消音器的流速不要超過5米/秒。對(duì)于壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)消音器，流速不得超過2030米/秒。內(nèi)燃機(jī)，對(duì)于鑿巖機(jī)消音器，流速應(yīng)選擇為3050米/秒。對(duì)于大流量排氣消聲器，流速可以選擇為5080m/s。9.2.8電阻消聲器的設(shè)計(jì)阻力消聲器

14、的設(shè)計(jì)步驟和要求如下：(1)確定消聲器的結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)氣體流量和消聲器控制的平均流速計(jì)算所需的流量截面，然后根據(jù)截面尺寸選擇消聲器的形狀。如果氣流通道剖面直徑小于300mm，則直徑大于300mm且小于500mm，您可以選取單通道直管，您可以將吸聲層或吸聲深度加入至通道。如果直徑大于500mm，則必須考慮將消音器設(shè)計(jì)為雕塑、蜂窩或其他樣式?；I碼消音器每片之間的距離渡邊杏為超過250mm。(2)可用適當(dāng)?shù)奈暡牧现圃煜羝鞯奈暡牧戏N類有超細(xì)玻璃面、泡沫塑料、多孔吸音磚、工業(yè)氈等多種。選擇吸聲材料時(shí)，不僅要考慮吸聲性能，還要考慮消音器的使用環(huán)境，例如高溫、潮濕和腐蝕性氣體的特殊環(huán)境。決定吸聲材料的

15、種類后，材料的厚度和密度也要注意選擇，一般吸聲材料的厚度取決于噪音的頻率范圍。為了只消除高頻噪音，吸聲材料可能會(huì)更薄。為了加強(qiáng)對(duì)低頻聲音的降噪效果，必須選擇厚的。(3)如果確定了消聲器的長(zhǎng)度，并確定了消聲器形狀、流量截面、吸音層等，則增加消聲器長(zhǎng)度可以提高消聲器的值。消音器長(zhǎng)度可以根據(jù)噪聲源的音級(jí)大小和現(xiàn)場(chǎng)的降噪要求確定。例如，如果工作場(chǎng)所一個(gè)風(fēng)扇的氣流噪音比其他設(shè)備高得多，則可以設(shè)計(jì)更長(zhǎng)的消音器，反之亦然。通常在現(xiàn)場(chǎng)使用的空氣動(dòng)力設(shè)備，其消音器的長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)為13米。(4)合理選擇吸聲材料的保護(hù)面結(jié)構(gòu)電阻噪聲器的吸聲材料必須固定在堅(jiān)固的保護(hù)面結(jié)構(gòu)上。常用的封面結(jié)構(gòu)有玻璃布、穿孔板、長(zhǎng)沙、鐵絲網(wǎng)

16、等。蓋子的形式主要由消音器通道內(nèi)的流速?zèng)Q定。(5)根據(jù)“高頻故障”和棋類再生噪音檢查，消音器的降噪效果與所需噪音的頻率范圍和棋類再生噪音等因素有關(guān)，因此根據(jù)上述要點(diǎn)設(shè)計(jì)消音器方案后，應(yīng)首先檢查高頻故障頻率，然后檢查棋類再生噪音的影響。消音器的初步設(shè)計(jì)方案經(jīng)過驗(yàn)證，如果不能滿足噪聲要求，應(yīng)重新設(shè)計(jì)，直到獲得滿意的設(shè)計(jì)方案。(6)設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論計(jì)算了消音器的設(shè)計(jì)方案后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，才能得到具有實(shí)用價(jià)值的消音器方案。實(shí)驗(yàn)一般采用“端聲壓級(jí)差”法測(cè)量。特別是在消音器入口(包括每個(gè)倍頻器聲壓級(jí))測(cè)量噪聲級(jí)(包括每個(gè)倍頻器波段聲音級(jí))，并以噪音量測(cè)量?jī)蓚€(gè)茄子之間的差異。9.3電阻消音器，調(diào)整聲音電阻的大小，消聲器。不使用吸聲材料，在管道上連接具有截面突變的管段或旁邊空腔，利用音響阻抗不平衡，特定頻率的聲波在音響阻抗突變的界面上產(chǎn)生反射、干擾等現(xiàn)象，達(dá)到降噪目的。常用的恒星消音器主要有擴(kuò)大室式和共振腔式兩種茄子。聲波在具有兩個(gè)不同截面的管道中傳播，從截面面積為S1的管道傳送到截面面積為S2的管道，S2管道對(duì)S1管道產(chǎn)生相當(dāng)大的音響負(fù)載，可能引起部分聲波的反射和透射。如果管道滿足平面波，則S1管道具有入射波Pi和反射波Pr牙齒，S2管道無限擴(kuò)展。只有透射波。假定坐標(biāo)原點(diǎn)在管道和管道的接口上，現(xiàn)在分別為相應(yīng)的粒子振動(dòng)速度、上述入射波、反射波和透射波分別徐璐連接