第9章 消聲器

1、環(huán)境噪聲控制工程祖波博士電話-Mail:重慶交通大學(xué)資環(huán)系第章 消聲器o9.1 消聲器性能評價(jià)o9.2 消聲器的分類和消聲機(jī)理o9.3 消聲設(shè)計(jì)o9.4 消聲設(shè)計(jì)工程實(shí)例9.1 消聲器性能評價(jià)o9.1.1 聲學(xué)性能o9.1.2 空氣動(dòng)力性能o9.1.3 結(jié)構(gòu)性能9.1.1 聲學(xué)性能1.插入損失2.傳聲損失3.減噪量4.衰減量1.插入損失插入損失：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。ILL1.插入損失iDLpAiLpApApAAILiipiipiLLLLL)(1 . 0)(1 . 010lg1010lg10)(2121ILLLPi：第i個(gè)頻帶的聲壓級i

2、:第i個(gè)頻帶的A計(jì)權(quán)修正量Di:第i個(gè)頻帶的插入損失 2.傳聲損失TLtiitptpiptpiSSKKLLTLLLTLlg10)(示為：各頻帶的傳聲損失可表 傳聲損失：消聲器進(jìn)口端聲功率級與出口端聲功率級之差。LPi、 LPt :消聲器進(jìn)口端、出口端的聲壓級Ki、 Kt :入射、透射聲背景修正量Si、 St :消聲器進(jìn)口端、出口端的截面積3. 減噪量21ppNRLLL減噪量：消聲器進(jìn)口端面測得的平均聲壓級與出口端測得的平均聲壓級差。NRL4. 衰減量衰減量：消聲器內(nèi)部兩點(diǎn)之間的聲壓級的差值，dB/m。AL9.1.1 聲學(xué)性能插入損失減噪量傳聲損失衰減量不只是消聲器本身性能消聲器本身性能9.1.

3、2 空氣動(dòng)力學(xué)性能1.阻力系數(shù)：消聲器安裝前后的全壓差與全壓之比。2.阻力損失：出口端流體靜壓比進(jìn)口端降低的數(shù)值。2.阻力損失：a.局部阻力損失局部阻力損失簡稱阻損，是指氣流通過消聲器時(shí)，在消聲器出口端的流體靜壓比進(jìn)口端降低的數(shù)值。 22uHeb.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。22uDlHf9.1.3 結(jié)構(gòu)性能材料堅(jiān)固、耐用；體積小、重量輕；結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、使用、價(jià)格便宜。9.2 消聲器的分類和消聲機(jī)理消聲器 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

4、消聲器節(jié)流減壓消聲器9.2.1 阻性消聲器o1.消聲機(jī)理：由一維理論導(dǎo)出：lSLLA0lSLLA4 . 1)(03. 1經(jīng)驗(yàn)公式： :消聲器的消聲系數(shù)L :消聲器斷面周長l: 消聲器長度，S：消聲器截面積02. 阻性消聲器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：在較寬的中、高頻范圍內(nèi)消聲，特別是對刺耳的高頻聲消聲效果明顯。缺點(diǎn)：在高溫、高速、含水蒸汽、含塵、含油以及對吸聲材料有腐蝕性的氣體中壽命短，消聲效果差；對低頻噪聲消聲效果不理想。3.常用阻性消聲器的類型o1. 直管式 2.片式 3.蜂窩式o4.折板式 5. 聲流式 6.室式 o7.迷宮式 8.盤式 9.彎頭式 1. 直管式消聲器 o優(yōu)點(diǎn)：加工簡單，空氣動(dòng)力性能好

5、，適用于氣體流量較小的情況。o缺點(diǎn)：不適用于氣體流量較大的情況。o上限失效頻率：Dcfn85. 11. 直管式消聲器 c:聲速D：通道截面邊長的均值2. 片式消聲器o優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，中、高頻消聲效果好，阻力系數(shù)較小。3. 折板式消聲器o優(yōu)點(diǎn)：適用于壓力和噪聲較高的設(shè)備。o缺點(diǎn)：大大增加了阻力損失。4. 聲流式消聲器o優(yōu)點(diǎn)：可達(dá)到高消聲、低阻損的要求，阻力系數(shù)介于片式和折板式消聲器之間，適用于大斷面流通管道。o缺點(diǎn)：加工復(fù)雜，造價(jià)較高。5. 蜂窩式消聲器o優(yōu)點(diǎn)：中、高頻消聲效果好，可根據(jù)不同的適應(yīng)范圍，設(shè)計(jì)單元結(jié)構(gòu)。o缺點(diǎn)：阻力損失較大，阻力系數(shù)一般在1-1.5之間，用于風(fēng)量較大、流速較低的情

6、況。6. 室式消聲器o優(yōu)點(diǎn)：消聲頻帶較寬，消聲量較大。o缺點(diǎn)：阻力損失較大，占用空間也大，一般適用于低速進(jìn)排風(fēng)消聲。7. 迷宮式消聲器o優(yōu)點(diǎn)：可用于流量大、流速低，要求消聲量高的情況。o缺點(diǎn)：氣流速度不能過大，否則產(chǎn)生的阻力損失較大。8. 盤式消聲器o 優(yōu)點(diǎn)：阻損小，體積小，重量輕、安裝簡便o 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)口或管道開口端。隔聲罩、室頂部的散熱消聲器風(fēng)口。9. 彎頭式 o優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、體積小，占地少，在通風(fēng)空調(diào)工程中應(yīng)用普遍o缺點(diǎn)：9.2.2 抗性消聲器優(yōu)點(diǎn)：不需要使用多孔吸聲材料，耐高溫、抗潮，流速較大，潔凈要求較高的條件有優(yōu)勢。對低頻噪聲有較好的效果。常用抗性消聲

7、器的類型o1.擴(kuò)張室式消聲器o2.共振式消聲器o3.干涉式消聲器1. 擴(kuò)張室式消聲器o利用管道橫斷面的擴(kuò)張和收縮引起的反射和干涉現(xiàn)象進(jìn)行消聲。1. 擴(kuò)張室式消聲器CfnnlSSmklmmTLI2,:,/sin)1(411lg101lg101222波數(shù)，消聲器的長度比。稱為抗性消聲器的擴(kuò)張a.消聲量的計(jì)算： 消聲器的傳聲損失：1. 擴(kuò)張室式消聲器1sin.)2 , 1 , 0(4/) 12(2/12nklnnlkl時(shí)，即時(shí)，當(dāng)a.消聲量的計(jì)算： 2)1(411lg10mmTL1. 擴(kuò)張室式消聲器0sin.)2 , 1 , 0(2/klnnlnkl時(shí)，即時(shí)，當(dāng)消聲器的傳聲損失：0TL1. 擴(kuò)張室式

8、消聲器1. 擴(kuò)張室式消聲器b.改善消聲特性的方法： 多節(jié)擴(kuò)張室串聯(lián)1. 擴(kuò)張室式消聲器b.改善消聲特性的方法： 在擴(kuò)張室內(nèi)插入內(nèi)接管1. 擴(kuò)張室式消聲器Dcfu22. 1c.上、下限截止頻率：11022VlScffw2. 共振式消聲器o利用共振吸聲原理進(jìn)行吸聲。2. 共振式消聲器a.消聲量的計(jì)算：對頻率為f 的聲波的消聲量為：221lg10ffffKTLrr2. 共振式消聲器)8 . 0(48 . 020dtddtSGVGcfr2nGG總SGVK2工程上開多個(gè)孔，若孔心距5d，各孔間聲輻射不干涉時(shí)，2. 共振式消聲器2. 共振式消聲器o某一頻帶內(nèi)的消聲量：)21lg(102KTL倍頻帶：1/3

9、倍頻帶：)191lg(102KTL2. 共振式消聲器o某一頻帶內(nèi)的消聲量：)21lg(102KTL倍頻帶：1/3倍頻帶：)191lg(102KTL2. 共振式消聲器b.改善消聲性能的方法：o選定較大的K 值；o增加聲阻；o多節(jié)共振腔串聯(lián)。2. 共振式消聲器Dcfu22. 1c.上限截止頻率：3. 干涉式消聲器o原理：借助于相干聲波相互抵消作用，來達(dá)到消聲目的。o分類：無源(被動(dòng)式)消聲器和有源(主動(dòng)式)消聲器兩類。o特點(diǎn)：具有顯著的頻率選擇性。無源消聲器： 將聲波分成兩路，在并聯(lián)的管道內(nèi)分別傳播不同的距離后，再匯合在一起。 2) 12(21nll有源消聲器人為外加相位相反的聲波使它們產(chǎn)生干涉而

10、抵消。9.2.3 阻抗復(fù)合式消聲器9.2.4 微穿孔板式消聲器9.2.5 擴(kuò)散消聲器1.小孔消聲器2.多孔擴(kuò)散消聲器3.節(jié)流減壓消聲器1.小孔消聲器2.多孔擴(kuò)散消聲器3.節(jié)流減壓消聲器9.3 消聲設(shè)計(jì)o9.3.1 消聲設(shè)計(jì)原則o9.3.2 消聲設(shè)計(jì)程序o9.3.3 阻性消聲器的設(shè)計(jì)o9.3.4 共振式消聲器的設(shè)計(jì)9.3.1 消聲設(shè)計(jì)原則o 消聲措施適用于降低空氣動(dòng)力性機(jī)器、設(shè)備的噪聲。 1.根據(jù)噪聲源所需的噪聲量、空氣動(dòng)力性能要求以及空氣動(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。噪聲源具體采取措施低、中頻為主（離心式通風(fēng)機(jī)）阻性或阻抗復(fù)合式消聲器帶寬噪聲源（高速旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)

11、機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)）阻抗復(fù)合式消聲器或微穿孔板消聲器脈動(dòng)性低頻噪聲源（空氣內(nèi)燃機(jī)）抗性消聲器或微穿孔板消聲器高壓、高速排氣放空噪聲（排氣噪聲）小孔消聲器潮濕高溫、油霧，有火焰空氣動(dòng)力設(shè)備抗性消聲器或微穿孔板消聲器9.3.1 消聲設(shè)計(jì)原則2.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，是消聲器的阻力損失控制在機(jī)械設(shè)備正常的工作范圍內(nèi)；3.設(shè)計(jì)消聲器時(shí)，考慮到氣流再生噪聲的影響，是氣流再生噪聲小于環(huán)境允許的噪聲級；4.注意消聲器和管道中的氣流速度；5.還應(yīng)該考慮到隔聲及堅(jiān)固耐用、體積大小與空氣機(jī)械設(shè)備匹配問題。9.3.2 消聲設(shè)計(jì)程序噪聲源現(xiàn)場調(diào)查及特性分析驗(yàn)算其消聲效果（上下截止頻率的檢驗(yàn)、

12、消聲器的壓力損失、實(shí)際消聲效果）了解環(huán)境特點(diǎn)，選定噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算所需消聲量設(shè)計(jì)合適的消聲器確定受聲點(diǎn)允許的噪聲級和各頻帶聲壓級噪聲源使用條件設(shè)備的空氣動(dòng)力特性9.3.3 阻性消聲器的設(shè)計(jì)1.阻性消聲器的設(shè)計(jì)程序a.選擇消聲器的結(jié)構(gòu)形式管道直徑：500mm片式、蜂窩式或其它形式9.3.3 阻性消聲器的設(shè)計(jì)1.阻性消聲器的設(shè)計(jì)程序b.選擇合適的吸聲材料c.確定消聲器的長度d.合理選擇吸聲材料的護(hù)面結(jié)構(gòu)e.驗(yàn)算消聲效果： 高頻失效頻率、氣流再生的影響。 壓力損失2. 阻性消聲器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法a.消聲量的計(jì)算 lSLLA0lSLLA4 . 1)(03. 12. 阻性消聲器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法b.高頻失效頻率的計(jì)算Dcfn85. 1RNR339.3.4 共振式消聲器的設(shè)計(jì)程序a.根據(jù)降噪要求，確定共振頻率和頻帶的消聲量，而后求出相應(yīng)的K值;)21lg(102KTL倍頻帶：1/3倍頻帶：)191lg(102KTL某一頻率：221lg10ffffKTLrr9.3.4 共振式消聲器的設(shè)計(jì)程序b. 確定K值后，按公式計(jì)算出V和G值;SGVK2VGcfr29.3.4 共振