噪声控制技术——消声
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250 0.78
⑤计算高频失效频率： 0.52 0.78 0.86 0.85 0.83 0.80 f上＝1.85c/D=1.85×340/0.2=3145Hz
0.7
0.86
6
7 8
消声系数ψ（α0）
消声器所需长度／m 高频失效验算
0.4
0.25
1.1
0.86
1.3
0.89
1.3
1.00
1.2
0.88
1.对消声器的要求
2.消声器的评价量
1.对消声器的要求
（1）消声量大
（2）压力损失小 （3）适应性广
正常工况下，在所要求的频带范 围内应有足够大的消声量 对气流阻力小，压力损失要 控制在允许的范围内，不影 响设备的正常工作。 材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、 重量轻，便于制作安装和维修。
一
概 述
二
阻性消声器
三
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
二 阻性消声器
(一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素
(一)阻性消声原理
阻性消声器：利用吸声材料消声的吸收型消声器。 吸声材料相当于电阻，故称阻性消声器。
原理：将吸声材料固定在
00
0.05 0.10 0.11 0.15 0.17 0.20 0.24 0.25 0.31 0.30 0.39 0.35 0.47 0.40 0.55 0.45 0.64 0.50 0.75 0.55 0.86 0.60～1 1～1.5
(( 00) ) 0.05
由表2-19 确定 ，即可用式（2-169）计算消声量。 0 式(2-169)未考虑气流条件，在低、中频时，计算值与实测值基
算单个通道的消声量。
通常取吸声片厚度为50～100mm，片间距离(通道宽
度)取100～250mm。
3.折板式消声器
结构：将片式消声器中的直板改为折板。是
片式消声器的变型。
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传播路程， 增加反射次数，提高高频消声量。
为了减小阻力损失，折角一般小于20°。
性能：优良的消声器可使气流噪声降低20～40dB(A)
种类：按其消声机理和结构大致可分为
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
各自具有不同的消声频 谱特性，可根据设备的 空气动力性及噪声频谱 选用适当的消声器。
扩散消声器
一
概 述
(一)消声原理 (二)消声器的性能评价
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
一
概 述
二
阻性消声器
三
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
P16声阻抗率或声特性阻抗
在声场中，某位置的声压与该位置质点振动的速 度之比称作声阻抗率或声特性阻抗
Zs=P/u=ρ0 c
声阻抗就是声波传导时介质位移需要克服的阻力。 声阻抗越大则推动介质所需要的声压越大，声阻抗越小则所需声压就越小。 P---声压
( )1.4 ( )1.4
0.05 0.015 0.45 0.327
0.10 0.040 0.50 0.329
式（2-169）和式（2-170）大致相同，仅仅是对吸声系数α的修正不同。
2.片式消声器
消声衰减量 LA
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
109
112
104
115
116
108
104
94
2
降噪要求（NR90）
①根据降噪要求，确定合理 阻性消声器的设计 的消声量
序 号 1 2 3 4 5
②选定消声器的结构形式，当 倍频程中心频率／ Hz
项目 进气口噪声／dB 降噪要求（NR90） 消声器应有消声量 ／dB 消声器周长与截面 比 材料吸声系数α0
对低频效果不明显； 通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的 空气动力性能下降。
3. 气流的影响
气流再生噪声：高速气流经过消声器时因局部阻力
和摩擦阻力形成湍流产生的噪声。
辐射噪声：高速气流激发消声器构件振动 倍频带的气流再生噪声的声功率
LW 72 60lg v 20lg f =(18±2)+lgv
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。 对于无规则入射，180°弯头的减噪量约
(一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素
63 125
109 107 2 20
0.3
112 100 12 20
气流通道截面的当量直径小于 800 500 1000 2000 4000 300mm，可选用单通道直管0 式；当直径在300~500mm 94 104 115 116 108 104 时，可在通道中加设吸声片或 ③正确选用吸声材料，根据使 95 吸声芯。当通道直径大于 92 90 87 8650084 用环境和噪声频谱，吸声材料 mm 时，考虑设计片式、蜂窝 选用密度为 25kg/m3的超细玻 9 式或其他形式。 23 26 150mm 21 18 10 璃棉，厚度取 。根据 气流速度，选择护面层结构。 ④确定消声器的长度 20 20 20 20 20 20
气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度 倍频带的中心频率，Hz 气流速度，m/s 增加，声功率提高，使消声量减少，当气流速度高到一定程度时，消声 量变为负值，此时消声器失去消声作用。 所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到 影响，而且空气动力性能也会变差。
（4）外形美观
外形美观大方，表面装饰应与设 备总体相协调 。
2.消声器的评价量 (1)插入损失 衡量消声器性能优 劣的主要评价量
LIL
LR
(2)传递损失
(3)减噪量
LNR
(1)插入损失
LIL
系统中插入消声器前、后在系统外某定点分别测
得的声压级Lp1与Lp2之差。
LIL Lp1 Lp 2
n ——高于
f上 的倍频程频带数。
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。
小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须采用多通 道形式。
消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、折板式、 蜂窝式或弯头式等，可提高中高频消声效果。
问题？
(三)阻性消声器性能的影响因素
1. 频率的影响
高频失效：在一定截面积的气流通道中，当
入射声波的频率高至一定限度时，由于方向 性很强而形成“光束状”传播，很少接触贴 附的吸声材料，消声量明显下降的现象。
上限失效频率 f 上 ：产生高频失效所对应的频
率。
上限失效频率 f 上 计算公式：直管式消声器
(2-169)
S ——消声器通道的有效截面积，m2； l ——消声器有效长度，m； 0 ——垂直入射吸声系数； 0 ——消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关,由表2-19查
1.单通道直管式消声器
式(2-169)中 0 的确定（表2-19）
0 的关系 表2-19 ( 0 ) 与
1.单通道直管式消声器
结构形式：如图2-38(a)所示；
特点：结构简单、气流直通、阻力损失小；
适用：小流量管道消声。 消声衰减量 LA 计算
（1）A．N．别洛夫公式：低、中频
P LA 0 l S L 式中， A ——消声量，dB；
P ——消声器通道断面的有效周长，m；
和片式大，所以消声量较高。
特点：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高，
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。
6. 消声弯头
结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、 矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。 原理：消声弯头能改变管道内气流的方向。 特征参数：
1.2
0.75
1.1
0.45
在中心频率4kHz的倍频带内，其消声器对于高于 3145Hz的频率段，消声量将降低，上面设计的消声 器长度为1米，在8kHz的消声量为 得 L=1.1×20×1=22dB,
但由于高频失效，在中心频率8kHz的倍频带内的消
声量为 得ΔL=3－1/3×22=14.67dB，由表9-6第 三行看出，8kHz所需的消声量为10dB，即使高频失 效导致消声量下降，该设计方案仍符合要求。
本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。
设计阻性消声器时，尽可能选用吸声性能好的多孔材料，并详
细计算通道的几何尺寸，对于相同截面积的通道，P/S值以矩形 最大，圆形最小。
1.单通道直管式消声器
LA 1.03( )
1.4
P LA 0 l S
(2-170)
（2）H．J．赛宾经验计算式：高频
阻性消声器的设计
例：某型号风机，风量为40m3/min，进气管
口直径为200mm。在距进气口3m处测得的噪
声频谱如表所列，要求消声后在距进气口 3m
处达到 NR90 ，试对进气口作阻性消声器设计。
序 号
1 项目 进气口噪声／dB
倍频程中心频率／Hz
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
一
概 述
二
阻性消声器
三
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
一
概 述
(一)消声原理 (二)消声器的性能评价
1.对消声器的要求
2.消声器的评价量
(一)消声原理
消声器：允许气流通过，又能有效阻止或减弱噪声
向外传播的装置。
气流通道内，利用声波在 多孔吸声材料中传播时， 因摩擦阻力和粘滞阻力将 声能转化为热能，达到消 声的目的。
二 阻性消声器
(一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素
(二)阻性消声器的结构形式
a.直管式
b.片式
c.折板式
d.声流式
e.蜂窝式
f.消声弯头
图2- 38 阻性消声器结构示意图
适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消声特性。
(3)减噪量
LNR
消声器进口端平均声压级（ Lp1）与出口端平
均声压级（ Lp 2）之差。
LNR Lp1 Lp 2
影响，误差较大，较少采用。
(2-168)
这种测量方法易受气象条件、背景噪声等
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
c f 上＝1.85 D
式中，
(2-171)
——声速，m/s； D ——消声器通道的当量直径，m；对矩形管道取边长 平均值，圆形管道取直径，其它可取面积的开方值。
c
当 f ＞ f 上时，某倍频带的消声量L按下式估算
3 n L L 3
式中， L —— f上 处的消声量，dB；
(2-172)
声波遇到两种介质的界面会发生反射、
U---质点振动的速度
C---声波传播的速度
ρ0---介质的密度
透射，就是因为两种介质的特性阻抗 的不同，反射和透射的强度决定于两 种介质的声特性阻抗
P l S
式中， ——吸声材料无规则入射平均吸声系数，表2-20列出 了 与 ( )1.4 间的关系。
表2-20
与 ( )1.4的换算关系
0.15 0.070 0.60 0.489 0.20 0.105 0.70 0.607 0.25 0.144 0.80 0.732 0.30 0.185 0.90 0.863 0.35 0.230 1.00 1.00 0.40 0.277
优点：直观实用，测量简单； 适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合
效果。
(2)传递损失
LR
LW 1与出口
消声器进口端入射声的声功率级
端透射声的声功率级 LW 2之差。
LR LW 1 LW 2 W1 10lg W2
(2-167)
传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素无关；
4.声流式消声器
结构：将折板式的折角变为平滑弧形板。
原理：当声波通过时，增加反射次数，并
对某些频率的声波产生吻合振动，从而改 善吸声性能。
特点：可使气流较为通畅地通过，达到高
消声、低阻损的要求。
5.蜂窝式消声器
结构：若干个小型直管消 声器并联而成，形似蜂窝。
原理：小型管道的周长与截面积之比值P/S比直管式
⑤计算高频失效频率： 0.52 0.78 0.86 0.85 0.83 0.80 f上＝1.85c/D=1.85×340/0.2=3145Hz
0.7
0.86
6
7 8
消声系数ψ（α0）
消声器所需长度／m 高频失效验算
0.4
0.25
1.1
0.86
1.3
0.89
1.3
1.00
1.2
0.88
1.对消声器的要求
2.消声器的评价量
1.对消声器的要求
（1）消声量大
（2）压力损失小 （3）适应性广
正常工况下，在所要求的频带范 围内应有足够大的消声量 对气流阻力小，压力损失要 控制在允许的范围内，不影 响设备的正常工作。 材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、 重量轻，便于制作安装和维修。
一
概 述
二
阻性消声器
三
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
二 阻性消声器
(一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素
(一)阻性消声原理
阻性消声器：利用吸声材料消声的吸收型消声器。 吸声材料相当于电阻，故称阻性消声器。
原理：将吸声材料固定在
00
0.05 0.10 0.11 0.15 0.17 0.20 0.24 0.25 0.31 0.30 0.39 0.35 0.47 0.40 0.55 0.45 0.64 0.50 0.75 0.55 0.86 0.60～1 1～1.5
(( 00) ) 0.05
由表2-19 确定 ，即可用式（2-169）计算消声量。 0 式(2-169)未考虑气流条件，在低、中频时，计算值与实测值基
算单个通道的消声量。
通常取吸声片厚度为50～100mm，片间距离(通道宽
度)取100～250mm。
3.折板式消声器
结构：将片式消声器中的直板改为折板。是
片式消声器的变型。
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传播路程， 增加反射次数，提高高频消声量。
为了减小阻力损失，折角一般小于20°。
性能：优良的消声器可使气流噪声降低20～40dB(A)
种类：按其消声机理和结构大致可分为
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
各自具有不同的消声频 谱特性，可根据设备的 空气动力性及噪声频谱 选用适当的消声器。
扩散消声器
一
概 述
(一)消声原理 (二)消声器的性能评价
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
一
概 述
二
阻性消声器
三
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
P16声阻抗率或声特性阻抗
在声场中，某位置的声压与该位置质点振动的速 度之比称作声阻抗率或声特性阻抗
Zs=P/u=ρ0 c
声阻抗就是声波传导时介质位移需要克服的阻力。 声阻抗越大则推动介质所需要的声压越大，声阻抗越小则所需声压就越小。 P---声压
( )1.4 ( )1.4
0.05 0.015 0.45 0.327
0.10 0.040 0.50 0.329
式（2-169）和式（2-170）大致相同，仅仅是对吸声系数α的修正不同。
2.片式消声器
消声衰减量 LA
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
109
112
104
115
116
108
104
94
2
降噪要求（NR90）
①根据降噪要求，确定合理 阻性消声器的设计 的消声量
序 号 1 2 3 4 5
②选定消声器的结构形式，当 倍频程中心频率／ Hz
项目 进气口噪声／dB 降噪要求（NR90） 消声器应有消声量 ／dB 消声器周长与截面 比 材料吸声系数α0
对低频效果不明显； 通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的 空气动力性能下降。
3. 气流的影响
气流再生噪声：高速气流经过消声器时因局部阻力
和摩擦阻力形成湍流产生的噪声。
辐射噪声：高速气流激发消声器构件振动 倍频带的气流再生噪声的声功率
LW 72 60lg v 20lg f =(18±2)+lgv
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。 对于无规则入射，180°弯头的减噪量约
(一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素
63 125
109 107 2 20
0.3
112 100 12 20
气流通道截面的当量直径小于 800 500 1000 2000 4000 300mm，可选用单通道直管0 式；当直径在300~500mm 94 104 115 116 108 104 时，可在通道中加设吸声片或 ③正确选用吸声材料，根据使 95 吸声芯。当通道直径大于 92 90 87 8650084 用环境和噪声频谱，吸声材料 mm 时，考虑设计片式、蜂窝 选用密度为 25kg/m3的超细玻 9 式或其他形式。 23 26 150mm 21 18 10 璃棉，厚度取 。根据 气流速度，选择护面层结构。 ④确定消声器的长度 20 20 20 20 20 20
气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度 倍频带的中心频率，Hz 气流速度，m/s 增加，声功率提高，使消声量减少，当气流速度高到一定程度时，消声 量变为负值，此时消声器失去消声作用。 所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到 影响，而且空气动力性能也会变差。
（4）外形美观
外形美观大方，表面装饰应与设 备总体相协调 。
2.消声器的评价量 (1)插入损失 衡量消声器性能优 劣的主要评价量
LIL
LR
(2)传递损失
(3)减噪量
LNR
(1)插入损失
LIL
系统中插入消声器前、后在系统外某定点分别测
得的声压级Lp1与Lp2之差。
LIL Lp1 Lp 2
n ——高于
f上 的倍频程频带数。
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。
小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须采用多通 道形式。
消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、折板式、 蜂窝式或弯头式等，可提高中高频消声效果。
问题？
(三)阻性消声器性能的影响因素
1. 频率的影响
高频失效：在一定截面积的气流通道中，当
入射声波的频率高至一定限度时，由于方向 性很强而形成“光束状”传播，很少接触贴 附的吸声材料，消声量明显下降的现象。
上限失效频率 f 上 ：产生高频失效所对应的频
率。
上限失效频率 f 上 计算公式：直管式消声器
(2-169)
S ——消声器通道的有效截面积，m2； l ——消声器有效长度，m； 0 ——垂直入射吸声系数； 0 ——消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关,由表2-19查
1.单通道直管式消声器
式(2-169)中 0 的确定（表2-19）
0 的关系 表2-19 ( 0 ) 与
1.单通道直管式消声器
结构形式：如图2-38(a)所示；
特点：结构简单、气流直通、阻力损失小；
适用：小流量管道消声。 消声衰减量 LA 计算
（1）A．N．别洛夫公式：低、中频
P LA 0 l S L 式中， A ——消声量，dB；
P ——消声器通道断面的有效周长，m；
和片式大，所以消声量较高。
特点：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高，
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。
6. 消声弯头
结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、 矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。 原理：消声弯头能改变管道内气流的方向。 特征参数：
1.2
0.75
1.1
0.45
在中心频率4kHz的倍频带内，其消声器对于高于 3145Hz的频率段，消声量将降低，上面设计的消声 器长度为1米，在8kHz的消声量为 得 L=1.1×20×1=22dB,
但由于高频失效，在中心频率8kHz的倍频带内的消
声量为 得ΔL=3－1/3×22=14.67dB，由表9-6第 三行看出，8kHz所需的消声量为10dB，即使高频失 效导致消声量下降，该设计方案仍符合要求。
本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。
设计阻性消声器时，尽可能选用吸声性能好的多孔材料，并详
细计算通道的几何尺寸，对于相同截面积的通道，P/S值以矩形 最大，圆形最小。
1.单通道直管式消声器
LA 1.03( )
1.4
P LA 0 l S
(2-170)
（2）H．J．赛宾经验计算式：高频
阻性消声器的设计
例：某型号风机，风量为40m3/min，进气管
口直径为200mm。在距进气口3m处测得的噪
声频谱如表所列，要求消声后在距进气口 3m
处达到 NR90 ，试对进气口作阻性消声器设计。
序 号
1 项目 进气口噪声／dB
倍频程中心频率／Hz
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
一
概 述
二
阻性消声器
三
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
一
概 述
(一)消声原理 (二)消声器的性能评价
1.对消声器的要求
2.消声器的评价量
(一)消声原理
消声器：允许气流通过，又能有效阻止或减弱噪声
向外传播的装置。
气流通道内，利用声波在 多孔吸声材料中传播时， 因摩擦阻力和粘滞阻力将 声能转化为热能，达到消 声的目的。
二 阻性消声器
(一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素
(二)阻性消声器的结构形式
a.直管式
b.片式
c.折板式
d.声流式
e.蜂窝式
f.消声弯头
图2- 38 阻性消声器结构示意图
适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消声特性。
(3)减噪量
LNR
消声器进口端平均声压级（ Lp1）与出口端平
均声压级（ Lp 2）之差。
LNR Lp1 Lp 2
影响，误差较大，较少采用。
(2-168)
这种测量方法易受气象条件、背景噪声等
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
c f 上＝1.85 D
式中，
(2-171)
——声速，m/s； D ——消声器通道的当量直径，m；对矩形管道取边长 平均值，圆形管道取直径，其它可取面积的开方值。
c
当 f ＞ f 上时，某倍频带的消声量L按下式估算
3 n L L 3
式中， L —— f上 处的消声量，dB；
(2-172)
声波遇到两种介质的界面会发生反射、
U---质点振动的速度
C---声波传播的速度
ρ0---介质的密度
透射，就是因为两种介质的特性阻抗 的不同，反射和透射的强度决定于两 种介质的声特性阻抗
P l S
式中， ——吸声材料无规则入射平均吸声系数，表2-20列出 了 与 ( )1.4 间的关系。
表2-20
与 ( )1.4的换算关系
0.15 0.070 0.60 0.489 0.20 0.105 0.70 0.607 0.25 0.144 0.80 0.732 0.30 0.185 0.90 0.863 0.35 0.230 1.00 1.00 0.40 0.277
优点：直观实用，测量简单； 适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合
效果。
(2)传递损失
LR
LW 1与出口
消声器进口端入射声的声功率级
端透射声的声功率级 LW 2之差。
LR LW 1 LW 2 W1 10lg W2
(2-167)
传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素无关；
4.声流式消声器
结构：将折板式的折角变为平滑弧形板。
原理：当声波通过时，增加反射次数，并
对某些频率的声波产生吻合振动，从而改 善吸声性能。
特点：可使气流较为通畅地通过，达到高
消声、低阻损的要求。
5.蜂窝式消声器
结构：若干个小型直管消 声器并联而成，形似蜂窝。
原理：小型管道的周长与截面积之比值P/S比直管式