噪声污染控制消声器

第九章消声器

A、教学目的

1.消声器技术指标和评价方法(C：理解)

2.阻性消声器消声量计算及设计选型(C：理解)

3.抗性消声器、消声量计算及设计选型(C：理解)

4. 复合消声器(B：识记)

B、教学重点

(1)消声器技术指标和评价方法(2)阻性消声器消声量计算及设计选型(3)抗性消声器、消声量计算及设计选型(4)传递矩阵法(5)复合消声器及微穿孔板消声器

C、教学难点

L与传声损失TL

1、插入损失

IL

2、阻性消声器消声量的计算

3、A.N.别洛夫以及H.J.赛宾推导出的经验式

4、抗性消声器消声量的计算；阻抗复合消声器

D、教学用具

多媒体——幻灯片

E、教学方法

讲授法、讨论法

F、课时安排

3课时

G、教学过程

前面讲述的室内吸声、隔声主要是关于环境的噪声控制，也就是属于被动噪声控制的范畴，今天讲的消声器是属于噪声控制工程设计中的具体设备，一般认为：消声器在大声场中作为声源的附加设施，即为主动控制；如不被认可为附加设施，则依旧视为被动控制。

下面就消声器作简单介绍，也就是本堂课讲述的内容，主要是：设计消声器需要了解的设计目标——可衡量的标准、要求；设计可用的方法——消声器的设计原理；设计完成过程与结论。

一．消声器的分类、评价和设计程序——设计目标——可衡量的标准、要求消声器：一种允许气流通过而又能有效阻止或降低声能向外传播的装置。减噪对象：空气动力性噪声（气流噪声）。

1．对于一个好的消声器的要求：

a.声学性能：在使用现场的正常工作状况下，在较宽的频率范围内具有满足需要的消声量。

b.空气动力性能：其气流阻损要小，即对声源设备造成的压力损失或功率损失在实际允许的范围内。

c.机械结构性能：材料耐用，结构上能满足如耐高温、耐腐蚀、耐湿等特殊要求，此外，应具有体积小、重量轻、结构简单便于安装和维修。

d.外形和装饰：符合外形和体积的总体限制等要求，与整体设备应协调。

e.材料损耗：质优价廉，寿命长。 2、消声器的四个常用评价量

a.插入损失IL L ：指声源与测点之间插入消声器的前后，系统外某定点（如：排气口）辐射声功率级之差。

在声场条件近似不便下也可认为插入损失为在同一固定测点所测得的消声器安装前后的声压级差。

它不仅决定于消声器本身的性能，而且与声源、末端负载以及系统总体装置的情况紧密相关。适于现场测量及评价。

b.传声损失TL ：消声器进口端声功率级与出口端透射声的声功率级之差。

仅反映消声器自身的特性，与声源、末端反射等因素无关，适宜于理论分析计算及在实验室中检验消声器自身的消声特性。

c.减噪量NR L ：（也称声压级差）消声器进口端与出口端的平均声压级差，是TL 的粗略简化。

d.(轴向声)衰减量A L ：消声器内部任意两点间声功率级的差值，用于描述声波沿管道传播特性，通常以消声器单位长度的衰减量（dB/m ）来表征。

实际应用中IL L 和TL 最常用。

实际测量中往往IL L

GB16170-1996《汽车定置噪声限值》； GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》； GB12523-90《建筑施工厂界噪声限值》； GB9660-88《机场周围飞机噪声环境标准》； GBJ87-85《工业企业噪声控制设计规范》；

二. 消声器的设计原理:

在书中，主要是通过原理变化划分的五种消声器类型进行的阐述，即：阻尼消声器及其原理、抗性消声器及其原理、阻抗复合式消声器及其原理、微穿孔板消声器及其原理、扩散式消声器及其原理，对于根据不同设施变化延伸出来的消声器种类，无非是在考虑了上述消声器原理基础上的变化种类，大家可以课后看书了解。下面，我们就来分析下这五种消声器及其原理：

阻性消声器及其原理

1. 阻性消声器是一种吸收型消声器，利用声波在多孔性吸声材料中传播时的摩擦将声能转化为热能而散发掉，从而消声。

2. 一般阻性消声器具有良好的中高频消声性能，对低频消声性能较差。

3. 通过上面介绍，下面对阻性消声器考虑的设计因素进行分析：

()⎪

⎪⎪⎪

⎪⎩

⎪

⎪

⎪⎪

⎪

⎨

⎧

+阻性结构压力损失效频率消声频率带及消声的失

气流流速声速当量直径截面面积截面周长通道长度沿程摩擦压力损失局部压力损失f e n H H f v c D S L l 下面结合这些设计因素来看看在计算设计中的应如何具体应用：

4.(通道长度、截面面积、截面周长) A.N.别洛夫由一维理论推导出：l S

L

a L A ⋅=)(0ϕ，以及H.J.赛宾推导出的经验式l S

L

a L A ⋅=4

.1)

(03.1，这两种经验式：前者由一维理论推导而出，适用于单向或是倍频声压级等的测定，后者对应于无规入射的条件，故而适用于多声源或是混响声场等的测定条件。

互换关系见书中表9-2、9-3中的关联因子。通过这两种经验式，可以推知：对于阻性消声原理，消声量具有与消声器长度、界面周长同向变化的关系，而与消声器截面面积反向变化关系。

5.(压力损失)此外，通过上述经验式，以及后面的抗性消声器及其原理，我们还应关注的

是消声器设计中的气流压力损失变化(194页：局部压力损失22

v H e ⋅⋅=ρε与沿程阻力损失

2

2

v D l H f ⋅⋅⋅=ρλ)、气流流速变化均与消声截面面积相关。

6. (当量直径、消声频率带及失效的消声频率)此外，阻性消声器实际消声量与噪声频率相关，其关系见176页公式失效频率上限：D

c

f n 85

.1≈，其中D 指当量直径，m ——即：对于圆截面，为直径，对于其他截面，为截面边长的均值或面积的开方值。C ——声速。

7. 而高于失效频率的频带消声量一般低于有效消声量的2/3。

8. (气流流速、声速)此外，气流的影响主要是对吸声系数及再造噪声，参见公式(178页) 吸声系数的影响变化：()

)(11

)(2

N N a M a ϕϕ+≈

'。M ——马赫数c v M /=：气流速度v 与声速

c 的比值。气流再造噪声的A 声级（179页）：v A L A lg 60+=，其中：A 为常数，与管衬结构，特别是表面结构有关。

9. (阻性结构、设计选型)最后，是阻性结构的考虑，从书上（176、177页及图9-1）的阻性消声器种类：直管式(适用于低风速管道)、片式(适用于大流量时)、蜂窝式(比直管式的消声量大)、折板式(对中高频声波改善性好)、声流式(低频消声性好，造价高)、迷宫式(消声性好，但损阻高，低风速为佳)、盘式(中高频声波改善性好,宜低风速)、弯头式消声器(气流