第七章 消声技术

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算单个通道的消声量。 特点:中、高频消声效果好,阻力系数较小。 通常取消声片厚度为50-350mm,片间距离(通道宽
度)取100-250mm。
折板式消声器
结构:将片式消声器中的直板改为折板,是片 式消声器的变形。
原理:将直通道改为曲折通道,给定直线长度 情形下,可增加声波在管道内的反射次数,即 增加声波与吸声材料的接触机会,改善消声性 能。提高消声量。
速场合。
弯头式消声器
结构:在弯管壁面衬贴吸声材料,其形式有圆管弯头、 矩形性弯头、圆弧形弯头和直角形弯头。
原理:弯头式消声器能改变管道内气流的方向。 特征参数: ➢ 弯头上衬贴吸声材料的长度,一般相当于管道截面尺寸的2-4倍。
➢ 弯头的插入损失大致与弯折角度成正比,如30°弯头的插入损失仅 为90°弯头的1/3。
➢ 小风量的细管道,可以选用直管式,但对于较大风 量的粗管道就必须采用多通道式。
➢ 消声器通道中加装消声片,或把消声器设计成片式、 折板式、蜂窝式或弯头式等,可提高中高频消声效 果。
阻性消声器性能的影响因素
3、气流的影响 气流经过消声器时因局部阻力和磨擦阻力形成湍流产生的
噪声 高速气流激发消声器构件振动而辐射的噪声 倍频带气流再生噪声的声压级
结构:若干个小型直管式消声器并联而成。 原理:小型管道的周长与截面积之比值L/S比直管式和
片式大,所以消声量较高。 特点:小管的尺寸很小,使高频失效频率大大提高,
改善了高频消声特性。 计算:一个小型直管消声器的消声量就可以表示整个
消声器的消声量。 由于构造复杂,阻力较大,通常用于风量较大的低流
改善消声性能的方法
改善消声性能的方法
改善消声性能的方法
改善消声性能的方法
抗性消声器的设计
抗性消声器的设计
抗性消声器的设计
设计实例
抗性消声器的设计
抗性消声器的设计
抗性消声器的设计
抗性消声器的设计
阻抗复合式消声器
阻抗复合式消声器
阻抗复合式消声器
微穿孔板消声器
微穿孔板消声器
Lp=72+60lgu-20lgf Lp为倍频带的气流再生噪声,dB; f为倍频带的中心频率,Hz; u为气流速度,m/s。
阻性消声器性能的影响因素
控制气流噪声的主要措施,一是按声源特性和消声 器的消声量确定合适的气流速度;二是选择合适的 消声器结构,改善气流状态,减少湍流发生。
一般情况下,对于空调用消声器流速不应超过5m/s; 对风机和空压机不应超过20-30m/s;对内燃机和凿 岩机不应超过30-50m/s,对于大流量的排气放空消 声器,流速可选在50-80m/s左右。
通过频率:
f m in
n
C 2L
1. 扩张室式消声器
1. 扩张室式消声器
b.改善消声频率特性的方法: 单节扩张室消声器的主要缺点是存在许多通过
频率,在通过频率处的消声量为零。 解决的方法通常有两种: 一是在扩张室内插入内接管; 二是将多节扩张室串联。
在扩张室内插入内接管
➢ 当插入管长度为l/2时,可消除fmin=nc/2l中n为奇数的通过频 率。
H.J. 赛宾经验公式:
L 1.03 1.4 L l S
例1、选用同一种吸声材料(平均吸声系数为0.46)衬贴的 消声管道,管道有效长度为2m,管道有效截面积1500cm2。 当截面形状分别为圆形、正方形和1:5矩形时,试问哪种 截面形状的声音衰减量最大?哪种最小?
解: 1)当管道为圆形时
L 4 0.15 1.549 m
所以
L2
1.03 0.461.4
1.549 0.15
2
7.2dB
3)当管道截面为1:5矩形时 则管道断面长和宽分别为:5 0.15 0.866 m
5
0.15 0.173 m 5
则管道断面周长为:
L 2 (0.173 0.866) 2.078m
➢优点: 空气动力性能好,适用于要求阻损小的设备; 气流再生噪声低,可以允许有较高的气流速度; 不使用阻性吸声材料,没有纤维、粉尘的泄露,可用于 卫生条件要求苛刻的医药、食品等行业; 穿孔板可用普通金属板制成,也可以用不锈钢、铝板、 PC板等制成,具有耐高温、耐腐蚀、耐潮湿、防火等特 点。 其结构形式类似于阻性消声器,不同之处在于用穿孔板 吸声结构代替了阻性吸声材料。
He
u2 2
b.摩擦阻损:是由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产 生的阻力损失。
Hf
l u2 D2
7.1.3 结构性能
材料坚固、耐用; 体积小、重量轻; 结构简单、便于加工、使用、价格便宜。
7.2 消声器的分类
阻性消声器
扩张室消声器
抗性消声器
共振腔消声器
无源消声器

干涉式消声器

阻抗复合式消声器
消声的频率特性:具有良好的中、高频消声性 能。
适用范围:消除风机、燃气轮机进、排气噪声 (即气体流速不大的情况)。
常用阻性消声器的类型
阻性消声器的消声量计算
理论计算公式:
L
0
L S
l
其中:L-消声器气流通道断面周长,m S-消声器的气流通道截面积,m2 l-消声器的有效长度,m φ(a0)-与材料的吸声系数有关的消声系数
Chapter 7 消声技术
概述 阻性消声器 抗性消声器 阻抗复合式消声器 微穿孔板消声器
7.1 概述
消声器:
➢ 允许气流通过,又能有效地阻止或减弱声能向 外传播的装置,主要安装在进、排气口或气流 通过管道中。
基本要求:
➢ 声学性能:有足够的消声量 ➢ 空气动力性能:阻力小,压力损失小 ➢ 机械结构性能:坚固耐用 ➢ 外形和装饰 ➢ 价格和费用
所以
L3
1.03 0.461.4
2.078 0.15
2
9.6dB
因此,有:△L3>△L2 > △L1
即:管道截面为矩形的声音衰减量最大,截面为圆 形管道声音衰减量最小。
片式消声器
消声衰减量 与单通道直管式消声器计算公式相似 结构:相当于多个单通道直管式消声器组成 当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时,只要计
阻性消声器性能的影响因素
当频率每增加一个倍频带,其消声量约下降1/3, 其经验估算公式为:
L' 3 n L 3
其中:△L’-高于失效频率的某倍频带的消声量; △L -失效频率处的消声量(作为参考值); n-高于失效频率的倍频程频带数。
阻性消声器性能的影响因素
2、结构的影响 阻性消声器结构设计时,在高频失效频率附近采取 下述办法可显著提高高频消声效果。
微穿孔板消声器
小结
2. 共振式消声器
利用共振吸声原理进行吸声。
2. 共振式消声器
a.消声量的计算: 对频率为f 的声波的消声量为:
TL
10
lg
1
f
K2 fr fr
f
2
2. 共振式消声器
fr
c
2
GV
G S0 d 2
t 0.8d 4(t 0.8d)
因为管道的有效直径为:
D S 1500 43.71cm 0.437m
4 3.14 4
则管道断面有效周长为:
L D 3.14 0.437 1.372m
由公式:
L 1.03 1.4 L l S
L1
1.03
0.461.4
1.372 0.15
2
6.4dB
2)当管道截面为正方形时
则管道断面周长为:
有源消声器

微穿孔板消声器
小孔消声器
喷注耗散型消声器
多孔扩散消声器
节流减压消声器
7.2.1 阻性消声器
消声原理:利用吸声材料消声。把吸声材料固 定在气流通道内壁或按一定的方式在管道中排 列起来,因磨擦阻力和黏滞力将声能转化为热 能而散发掉,从而达到消声的目的。与电学类 比,吸声材料就相当于电阻,故称阻性消声器。
Lw1
Lw2
如进出口端截面相同,传声损失即为进出口端
声压级之差。
各频带的传声损失由下式计算:
LR
Lpi
Lp
k
ki 10 lg
si sτ
7.1.1 消声器声学性能评价
3、减噪量LNR : ➢ 消声器进口端面测得的平均声压级与出口端测得
的平均声压级之差。
4、衰减量:
LNR Lp1 Lp2
➢ 消声器内部两点间的声压级的差值称为衰减量, 主要用来描述消声器内声传播的特征,通常以消 声器单位长度的衰减量(dB/m)来表征。
1 m
)
2
扩张室消声器的消声量大小取决于扩张比m,通常m>>1,
当m>5时,
TLmax
20 lg
m 2
20 lg m 6
最大消声量时对应的频率:
f
mΒιβλιοθήκη Baidu
ax
2n
1
C 4L

1. 扩张室式消声器
当kl n时, 即l n / 2(n 0,1,2....)时,
sin kl 0
消声器的传声损失: TL 0
10
lg
i
10 0.1(Lpi i )
LpA2
10
lg
i
10 0.1(Lpi Di i )
LPi:第i个频带的声压级;∆i:第i个频带的A计权修正量 Di:第i个频带的插入损失
7.1.1 消声器声学性能评价
2、传声损失LR:消声器进口端声功率级与出口端 声功率级之差。
LR
10lg
w1 w2
常用的护面结构有玻璃布、穿孔板或铁 丝网。
确定消声器的长度
由噪声源的强度和降噪现场要求来确定,并考虑 所允许的安装空间尺寸,一般为1 ~3m。
验算消声效果 根据“高频失效”和气流再生噪声的影响验算消声效果。
不同流速条件下的护面结构
7.2 抗性消声器
➢ 原理:利用声抗大小消声。它不使用吸声材料, 仅依靠管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播 过程中引起阻抗的改变,而产生反射、干涉现象, 从而降低由消声器向外辐射的声能,达到消声的 目的。
阻性消声器的设计
确定消声量
根据相关标准,结合设备特点和周围环境条件,合理确定实际 所需的消声量,分析噪声源的频谱特性。
选定消声器的结构形式
根据气流通道截面的当量直径: •≤300mm,单通道直式消声器 •300mm~500mm,加设吸声层或吸声芯 >500mm片式、蜂窝式或其它形式
合理选择吸声材料和护面结构
➢ 当插入管长度为l/4时,可消除fmin=nc/2l中n为偶数的通过频 率。
➢ 将二者结合,使整个消声器在理论上没有通过频率
多节扩张室串联
扩张室消声器的截止频率
扩张室消声器的截止频率
共振消声器
消声原理与消声量的计算
消声原理与消声量的计算
消声原理与消声量的计算
消声原理与消声量的计算
不同情况下共振消声器的消声特性曲线
➢ 特点:选择性强, 适用于低中频窄带噪声的控制。
➢ 基本类型:扩张室消声器和共振腔消声器。
➢ 适用范围:消除空压机、内燃机、汽车排气噪声 (较高气速的情况)。
1. 扩张室消声器(膨胀室消声器)
利用管道横断面的扩张和收缩引起的反射和干涉现 象进行消声。
1. 扩张室消声器
a.消声量的计算:
L
10
lg
1
1 4
(m
1 m
)2
sin
2
kl
m S2 / S1, 称为抗性消声器扩张比。
l:扩张室的长度
k:波数,k 2 2f C
1. 扩张室式消声器
a.消声量的计算:
当kl 2n 1 / 2时,
即l (2n 1) / 4(n 0,1,2....)时,sin kl 1
L
10
lg
1
1 4
(m
7.1.1 消声器声学性能评价
1、插入损失LIL :在声源与测点之间插入消声器前后,
在某一固定点所测得的声压级差,即LIL=Lp1-Lp2
7.1.1 消声器声学性能评价
若装置前后声场分布近似不变,声功率级之差就 等于声压级之差。 声压级若采用A计权声级
(LIL ) A LpA1 LpA2
LpA1
为了减小阻力损失,折角一般小于20°。 适用于高压风机或鼓风机的消声。
声流式消声器
结构:将折板式的折角变为平滑弧形板。 特点:可使气流通过流畅,阻力减小,达到高
消声、低阻损的要求,阻力系数介于片式和折 板式消声器之间,适用于大断面流通管道。 缺点:结构复杂,加工难度大,造价较高。
蜂窝式消声器
➢ 对于无规则入射,180°弯头的减噪量约为90弯头的1.5倍
阻性消声器性能的影响因素
1、高频失效频率(即消声性能下降的频率)
基于高频率声音的方向性强,与管壁的吸声材料接
触减少。
fm
1.85
c D
其中:D-消声通道截面平均边长(当量直 径),m
圆形管道为直径;矩形管道为边长平均 值,其他管道取面积的开方值。
7.1.1 消声器声学性能评价
插入损失 减噪量
传声损失 衰减量
不只是消声器 本身性能
消声器本身性能
7.1.2 空气动力性能
1.阻力系数: 消声器安装前后的全压差与全压之比。
2.阻力损失: 气流通过消声器时,出口端流体全压比
进口端降低的数值。
2.阻力损失:
a.局部阻力损失简称阻损,是指气流通过消声器时,在 消声器出口端的流体静压比进口端降低的数值。
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