消声器分类与性能评价阻性消声器
消声器介绍
消声器介绍消声器(Muffler)，是阻止声音传播而允许气流通过的一种常见声学器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。
消音器是安装在空气动力设备（如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪音较大的设备）的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。
消音器的种类很多，但究其消声机理，又可以把它们分为六种主要的类型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗复合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。
常见消声器的声频谱特性如下：1. 阻性消声器将多孔吸声材料固定在气流通道内壁，或按一定排列方式固定在管道中，以降低气流噪声的装置。
适用于降低中高频的宽带噪声。
主要类型有直管式、片式、蜂窝式、折板式、弯头式、声流式和迷路式等消声器。
消声器使用的吸声材料与护面层材料，应根据气流管道中的使用条件（风速、温度、水分含量、腐蚀性等）进行选择。
阻性消声器具有设计简单、易于制做、压力降小、性能比较可靠等优点，一般多用在风机的进排风通道上。
消声量约为10～20dB/m。
直管式消声器的声衰减量可由下式计算：式中，△L 为声衰减量，dB；Φ(α0) 为消声系数，是多孔吸声材料的垂直入射吸声系数α0 的函数，换算关系见表1。
P 为气流通道上吸声材料的饰面周长，m；s 为气流通道的横截面积，m²；i 为消声器的有效长度（有吸声材料饰面部分），m。
表2 消声系数Φ(α0) 和吸声系数α0的函数关系（经验值）若消声器通道截面相对较大，高频声波呈束状直接通过，与吸声材料很少或不完全接触，消声量就会明显下降，称作高频失效。
消声量开始明显下降的频率称作上限失效频率，可按下面的经验式计算：式中，f上为上限失效频率，Hz；c 为管道中的声速，m/s；D 为通道直径（圆管）或管道截面边长平均值（矩形）。
2. 抗性消声器利用改变气流通道的截面积或旁接共振腔、支管，使声波产生反射、共振或干涉，达到消声目的装置。
适用于降低中低频噪声，主要类型有扩张室式、共振式与干涉式消声器，如下图。
阻性消音器的9种常见形式及其消声性能评
阻性消音器的9种常见形式及其消声性能评在工业和民用领域，各种机械装置（如发动机、风机等）产生的噪声是不可避免的。
解决这些机械噪声问题的一种方法是使用阻性消音器。
本文将介绍阻性消音器的9种常见形式，并对这些形式的消声性能进行评价。
1. 网状阻性消音器网状阻性消音器是一种通过网格结构形成的高阻阻抗来消除噪音的消音器。
这种消音器构造简单，维护成本低廉，但其噪声降低能力较低。
2. 孔道板阻性消音器孔道板阻性消音器是由一系列平行的钢板制成，钢板上有各种不同的孔洞。
孔道板阻性消音器具有良好的抗腐蚀性和结构强度，但其消声效果较网状阻性消音器略好。
3. 碟形阻性消音器碟形阻性消音器是一种由圆形钢制碟片组成的消音器。
这种消音器结构简单，但噪声降低效果较差。
4. 渡流板阻性消音器渡流板阻性消音器通过改变流体的方向和速度来消音。
这种消音器结构复杂，但在低频噪声控制方面有良好的效果。
5. 多孔材料阻性消音器多孔材料阻性消音器是一种先进的消声材料，通常采用多孔性聚合物或陶瓷制成。
这种消音器具有高降噪能力和良好的阻尼性能。
6. 直管阻性消音器直管阻性消音器是一种管形结构，由许多小孔洞组成。
这种消音器能够有效地消除高频噪声，并且易于维护和更换。
7. 金属纤维阻性消音器金属纤维阻性消音器是通过金属纤维的高阻抗来消除噪音的消音器。
这种消音器具有高降噪能力和优良的阻尼特性。
8. 旋转阻性消音器旋转阻性消音器是通过旋转或涡流的方式来消除噪音的消音器。
这种消音器可以有效地降低噪声，但需要消耗能量，因此运行成本较高。
9. 涡流阻性消音器涡流阻性消音器是一个复杂的结构，由数百个小孔和涡流发生器组成。
这种消音器可以消除低频和中频噪声，并且具有较高的降噪效率。
综上所述，9种阻性消音器各有优缺点，应根据具体需求进行选择。
在选型时，需要考虑消音器降噪效率、构造复杂度、维护成本和运行成本等各方面的因素。
消声器的种类、作用、选用、评价
消声器的种类如图10-9所示。
除(1)～(7)为阻性消声器，(12)、(13)为阻抗复合型消声器外，其余均属于抗性消声器。
抗性排气产生的噪声随气流从右侧的插入管1进入,通过穿孔管2在扩张室A中膨胀消声,气流再经隔板3上的孔进入扩张室B,又一次扩张消声,气流进入B后经过隔板5上的孔4进行收缩消声,然后进入扩张室C,又一次膨胀消声,再经过隔板6上的孔,进入扩张室D,再一次膨胀消声,经过穿孔管7气体收缩消声,最后经消声器的尾管8排入大气。
1．阻性消声器阻性消声器，亦称吸收消声器（absorptive muffler），是利用吸声材料的吸声作用，使沿通道传播的噪声不断被吸收而逐渐衰减的装置。
把吸声材料固定在气流通过的管道周壁，或按一定方式在通道中排列起来，就构成阻性消声器。
其消声原理是：当声波进入消声器，便引起阻性消声器内多孔材料中的空气和纤维振动，由于摩擦阻力和粘滞阻力，使一部分声能转化为热能而散失掉，起到消声作用。
阻性消声器对中高频范围的噪声具有较好的消声效果，应用范围很广。
它的型式有直管式、片式、蜂窝式、折板式、声流式、弯管式和迷宫式等多种，如图10-9中（1）～(7)所示。
2. 抗性消声器抗性消声器，亦称反应消声器（reactive muffler），是由声抗性元件组成的消声器。
声抗性元件类似于交流电路中的电抗性元件电容或电感，是对声压的变化、声振速度变化起反抗作用的元件，它们不消耗声能，但可贮蓄与反射声能。
抗性消声器的特点是：它不使用吸声材料，而是在管道上连接截面突变的管段或旁接共振腔，利用声阻抗失配，使某些频率的声波在声阻抗突变的界面处发生反射、干涉等现象，从而达到消声的目的。
抗性消声器对低中频范围的噪声具有较好的消声效果，它的型式有扩张室式、共振腔式、微穿孔板式和干涉型等多种，其结构简图见图10-9，(8)和(9)均是扩张室式，(10)是共振腔式，(11)是微穿孔板式，（14)是干涉型。
（1）扩张室消声器。
风管消声器
消声器是一种在允许气流通过的同时，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。
它主要用于机械设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制。
一个性能好的消声器，可使气流噪声降低20～40dB（A）。
但是，消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声，不能降低空气动力设备的机壳、管壁等辐射的噪声。
消声器类型很多，按其降噪原理主要有如下三种类型：阻性消声器、抗性消声器、复合式消声器、微穿孔消声器和喷注型消声器。
一、阻性消声器阻式消声器：是通过吸声材料来吸收声能降低噪音，一般的微穿孔板消声器就属于这个类型，一般是用来消除高、中频噪声。
但是由于结构的原因，在高温、高湿、高速的情况下不适用。
阻性消声器是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，就构成了阻性消声。
1、阻性消声包括的形式：直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、弯头式等。
适用范围：消除风机、燃气轮机进气噪声（即气体流速不大的情况）。
其中：F－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；Ψ(α0)－与材料的吸声系数有关的消声系数。
H.J. 赛宾经验公式： 降噪量与材料吸声性能和周长/截面比有关。
衰减量(LA) 消声器内部两点之间的声压级之差。
通常用消声器单位长度上的衰减量来表征，dB/m 。
LA 是减噪量，l 是消声器消声有效长度。
阻性消声器对消除高、中频噪声效果显著对低频噪声的消除则不是很有效其消声量与消声器的结构形式、空气通道横断面的形状与面积、气流速度、消声器长度以及吸声材料的种类、密度、厚度等因素有关护面板材料及其型式对消声效果也有很大影响。
护面材料可采用柔软多孔透气的织物如玻璃纤维布或穿孔板。
护面用的穿孔板一般采用薄钢板、铝板、不锈钢板加工制成。
为了发挥吸声材料的吸声性能穿孔板的穿孔率应大于20%，孔径3-10mm 。
阻性消声器一般宜在风速8m/s 以下，最大不应宜>12m/s, 微穿孔板消声器大()l SF L 4.103.1α=∆lL LA /∆=风速的情况下(15~20m/s)风阻较大. 常用吸声材料有玻璃纤维丝、低碳钢丝网、毛毡等2. 阻性消声器的高频失效频率在单通道直管消声器中，高频声随着通道面积的增大消声效果显著下降。
消声器
消声器是利用声的吸收、反射、干涉等原理，降低通风与空调系统中气流噪声的装置。
根据消声原理的不同可以分为阻性、抗性、共振型和复合型等。
一、阻性消声器阻性消声器利用吸声材料的吸声作用而消声的。
其构造是把吸声材料固定在气流流动的管道内壁，或按一定方式排列在管道或壳体内构成阻性消声器，吸声材料能够把入射在其上的声能部分地吸收掉。
声能之所以能被吸收，是由于吸声材料的多孔性和松散性。
当声波进入孔隙，引起孔隙中的空气和材料产生微小的振动，由于摩擦和粘滞阻力.使相当一部分声能化为热能而被吸收掉。
它对于高频和中频噪声效果较好，但对低频噪声消声性能较差。
1.管式消声器管式消声器是一种最简单的消声器，它仅在管壁内周贴上一层吸声材料，故又称“管衬”。
特点是制作方便，阻力小，但只适用于较小的风道，直径一般不大于400mm风管。
管式消声器仅对中、高频率吸声有一定的消声作用.对低频性能很差。
2.片式和格式消声器管式消声器对低频性能很差，对中、高额率噪声又易直通，并且当管道段面积较大时，会影响对高频噪声的消声效果，这是由于高频声波(波长短)在管内以窄束传播，当管道面积较大时，声波与管壁吸声材料接触减少，从而使高频声的消声量减少，因此对断面较大的风管可将断面分成几个格子，这就是片式及格式消声器。
片式消声器应用广泛，构造简单，格式消声器要保证有效断面积不小于风道断面，因而体积较大，每格的尺寸宜控制在200mm ×200mm左右。
片式消声器的片间距一般在100~200mm的范围内，片间距增大时，消声量会相应地下降。
二、共振型消声器吸声材料通常对低频噪声的吸收能力很低，单靠增加吸声材料的厚度来提高吸声效果并不经济，为了改善低频噪声的吸声效果，通常采用共振型消声器。
共振型消声器的形式是利用管道开孔与共振腔相连接，利用小孔处的空气柱和空腔内的空气构成了弹性共振系统，当外界噪声频率和此共振系统的固有频率相同时，小孔中的空气柱发生共振并与孔壁发生剧烈摩擦，摩擦可以消耗声能，从而达到消声的目的。
第十章 消声器
m 4
D2 d2
4
，D d m
第四节阻抗复合式消声器
一、几种复合式消声器(构造示意图10-4-1)：
(1) 扩张室与阻性组合 (2)扩张与阻抗组合 (3)共鸣型与阻抗组合 (4)共鸣型与阻性组合
二、优缺点
优点：综合了阻抗消声器的优点； 缺点：综合了阻抗消声器的缺点；
第五节
一、特性 (见下图)
三、小孔喷注消声器
孔越小，流速越高，噪声频率也会越高，当小孔小到一定数值，使f ＞20000HZ，喷射噪声移到人耳不敏感的特高频范围，人耳反听不到 声音。喷口的有效面积由以下式求得(如图10-6-3）
小孔的有效面积 Ae与几何面积 A 的关系为：
Ae 0.62 A
小孔直径可取1mm或2mm，定孔数，实际的比计算出来的多一倍， 单层1mm小孔可消20～28dB，单层2mm小孔可消16～21dB，节流 降压与小孔喷注相结合可消声35～40dB。
(1)计算式：
计算式有多个，设计中多用经验公式，即：
0 —— 正入射吸声系数；
L
P Lp 1.3 0 L S
—— 消声器的长度，m；
S —— 消声器的断面积，m2；
P
—— 消声器的周长，m；
(2)气流速度对 Lp 的影响：
当v=30～40m/s时，则对 Lp 有20%范围下影响， v<15～25m/s时，对 Lp 影响不大，所以设计时要限速，限速 的方法是用多通道并联，一般多用片式、蜂窝状等消声器进行 限速。
3.阻性消声器
-----借助内壁装设上的吸声材料消声
(1)阻性消声器的类别，如图10-2-1所示； (2)消声原理—声波激发多孔材料小孔中空气柱振动 1. 上限截止 f 上
消声器
2.3 消声降噪工程复习要求1、熟悉各类消声器的消声机理、特性及其适用范围。
2、掌握各类消声器的设计和应用。
3、了解消声器性能的基本测量方法。
一、阻性消声器采用消声器降低噪声是主要的噪声控制之一，对于大多数以气流噪声为主要噪声源的设备和以气流通道为主要噪声传播途径的场所，消声器往往是有效的控制措施。
为了有效利用消声器控制气流噪声，实施消声降噪工程，首先要了解各类消声器的特性和设计方法，在噪声源和噪声传播途径识别基础上，选择合理的设计方案。
1、阻性消声器的分类阻性消声器的种类和形式很多，一般按气流通道的几何形状，可以分为直管式、片式、折板式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式、弯头式等。
（1）直管式消声器是结构最简单的一种阻性消声器，吸声材料直接布置在管道内壁、根据管道的需要可以是圆形或方形。
由于只有一个气流通道，适合流量不大的情况使用。
（2）片式消声器适合较大风量和较大管道情况使用。
由于把大的管道分成多个尺寸较小的消声通道，即可以保持较大的气流通道，又增加了气流通道的吸声材料的周长，使之具有较好的消声效果。
（3）折板式消声器是在片式消声器的基础上，增加气流通道的长度和弯曲，增加噪声和吸声材料的接触时间，减少高频噪声的直接投射，适当地增加了消声效果，但是和片式消声器比较阻力也要增加。
（4）蜂窝式消声器的结构特点类似于片式消声器，只是为了进一步减小每一个消声器通道截面尺寸，把整个大的通道分成多个蜂窝式小的消声通道。
（5）迷宫式消声器是在直管消声器基础上，插入一些吸声障板，使声波不断的由一个小室绕行到另一个小室，从而增加了消声效果，特别在中低频率范围，当然阻力也要增加。
迷宫式消声器中的气流速度不宜太高。
（6）声流式消声器类似于折板式消声器，只是为了减小阻力，把通道加工成声流式。
声流式消声器阻力较低，但是结构较为复杂，加工难度较大。
（7）盘式消声器的形状类似圆盘，具有较小的长度，气流和声波通过圆盘四周辐射，适合于在某些情况下，现场条件和空间不容许安装较长形状的消声器。
消声
C ＝ 2 3.1 4 ＝2 5 0 Hz
可见，在所需的消声范围内，不会出现高频失效问题。
消声器的选用
1）噪声源的调查和特性分析（声源解析、周围自然环境 和声学环境条件等） 2）噪声标准的确定（根据评价区周围环境要求及国家相 关声环境质量标准和噪声排放标准）
3）消声量的计算（根据管道截面，确定消声器通道结构； 根据降噪要求，决定消声器的长度）
G=1.15m V=0.054m3
设计取与原管道同轴的圆筒形共振腔，其内径为 200mm，外径为500mm，则共振腔的长度为：
V V ＝ S 2 2 （d 2 －d1 ） 4 4 0.054 ＝ 3.14 （0.52－0.2 2） ＝0.33m V Sl l＝
若选用2mm的钢板，孔径为0.5cm，则开孔率为
所以，
LR 3
2.078 1.03 0.46 2 9.6dB 0.15
1.4
因此，有：LR3＞LR2 ＞ LR1
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。
某排气管道所产生的噪声达到120分贝，需 要进行消声处理。若要求处理后的噪声低于 85分贝，所需要材料的吸声系数为0.8，计 算所需要的消声器长度？并求对应的上限失 效频率f上。（消声器通道直径）
三、抗性消声器 包括的形式：扩张室式、共振腔式 、干 涉型。 消声的频率特性：具有低、中频消声性能。 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）。
一）扩张室消声器（膨胀式消声器）
消声原理：声波在管道截面的突然扩张（或收缩） 造成通道内声阻抗突变，使声波传播方 向发生改变，在管道内发生反射、干涉 等现象，从而达到消声的目的。
解：
消声器分类分析解析
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、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
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 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。
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
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。
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。 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。
1. 扩张室消声器（膨胀室消声器）
汽车排气管消声器简介实用一份
汽车排气管消声器简介实用一份汽车排气管消声器简介 1汽车排气管消声器分类1、抗性消声器又称之反射式，它为绝大多数原装车所用，它不需担心吸音绵会随时间变化而失效，因而相对地耐用。
抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元时，声波在传播时发生反射和干涉，降低声能量达到消声目的。
抗性消声器消声频带有限，通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差，货车多采用抗性消声器。
2、阻性消声器形状不同，气流方向也不一。
是在内部排气通过的管道周围填充吸声材料来吸收声能量达到消声目的的消声器。
对中、高频消声效果好，单纯用作汽车排气消声器较少，通常与抗性消声器组合起来使用。
它是有多孔管、吸音纤维，当废气通过多孔管与纤维接触时，后者产生振动并因为摩擦、粘滞而产生热能，噪音就是在这过程中被转化的，因此也叫吸音过程。
阻形消声器有着体积小的特点，因而大多数原装车的中鼓都喜欢使用阻形，想充分发挥其消声功能的的话，安装位置一般较靠引擎方向。
大量试验表明，阻性消声器对引擎中、高频噪声的抑制效果要好于其对中低频的。
同样一种情况，抗性排气的表现与阻性正好相反。
3、阻抗复合型消声器其特点是既有膨胀室，又有吸音纤维。
分别用抗性消声单元和吸声材料组合构成的消声器，它合并了前两种消声器的特点。
，对应范围广，体积更灵活，但造价也相对地高。
汽车排气管消声器工作原理消音器的原理就是其排气管是由两个长度不同的管道构成，这两个管道先分开再交汇。
由于两个管道的的长度差值等于汽车所发出的声波的波长的一半，使得两列声波在叠加时发生干涉时相互抵消而减弱声强，使声音减小，从而起到消音的效果。
阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。
把吸声材料固定在气流通道的'内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消声器。
当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。
阻性消声器就好象电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。
消声器的分类及消声机理常用阻性消声器
政策法规影响因素分析
环保政策
国家环保政策的日益严格将推动 阻性消声器行业的发展，促进产 品向更加环保、节能的方向升级。
行业标准
行业标准的制定和实施将规范阻 性消声器市场的竞争秩序，提高 行业整体技术水平。
出口政策
国家出口政策的调整将影响阻性 消声器的出口市场，企业需要密 切关注政策变化，及时调整出口 策略。
转化为热能耗散掉，从而达到消声的目的。
结构特点
02
通常由吸声材料、护面结构和固定装置等组成，吸声材料固定
在气流通道的内壁上或按一定方式在管道中排列。
应用范围
03
适用于消除中、高频噪声，对低频噪声的消声效果相对较差。
抗性消声器
消声原理
通过管道、隔板等构件组成扩张室、共振室等各种消声单元，声波 在其中传播时发生反射和干涉，降低声能并达到消声目的。
结构特点
主要由管道和消声单元组成，无吸声材料，结构简单，耐高温、耐 高速气流冲刷。
应用范围
适用于消除低、中频噪声，但对高频噪声的消声效果较差。
复合式消声器
消声原理
将阻性消声器和抗性消声器的消声原理结合在一起， 同时利用两种消声原理达到更全面的消声效果。
结构特点
通常由阻性消声段和抗性消声段组合而成，结合二者 的优点，提高消声性能。
创新设计
探索新型结构形式，如微穿孔板消声器、复合式消声器等。
制造工艺流程简介
材料准备
按照设计要求准备相应的阻性材料。
加工制造
采用模具成型、机械加工等工艺制造消声器外壳和内部结构。
装配调试
将各部件装配在一起，进行调试和测试，确保消声器性能符合要求。
质量检验
对成品进行质量检验，包括外观、尺寸、性能等方面的检查。
消声器
1 消声器性能评价 2 消声器的分类和消声机理 3 消声设计
1 消声器性能评价
声学性能：要求具有较高的消声值和较宽的消声频率，也 就是说要在所需要的消声频率范围有足够大的消声量。 空气动力性能：消声器对气流的阻力要小，安装消声器后 所增加的阻力损失要控制在实际容许的范围内。 机械性能：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。 外形和装饰要求：符合实际安装空间的需要，美观大方， 表面装饰与设备相协调。 价格费用要求：价格便宜，使用寿命长。
2 消声器的分类和消声机理
阻性消声器
扩张室消声器
涉式消声器
声
阻抗复合式消声器
器
微穿孔板消声器
小孔消声器
无源消声器 有源消声器
扩散性消声器
多孔扩散消声器
节流减压消声器
2 消声器的分类和消声机理
消声机理：
所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找 到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一 样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以 将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那 抵消噪声的声音。 实际采用的办法是：从噪声源本身着手，设法 通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看 来，有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。
潮湿高温、油雾，有火焰空气动力设备
具体采取措施 阻性或阻抗复合式消声器 阻抗复合式消声器或微穿孔板消声器
抗性消声器或微穿孔板消声器 小孔消声器 抗性消声器或微穿孔板消声器
3 消声设计
2.根据声源空气动力性能的要求，考虑消声器的空气动力 性能，使消声器的阻力损失控制在机械设备正常的工作 范围内；
3.设计消声器时，考虑到气流再生噪声的影响，使气流再 生噪声小于环境允许的噪声级；
消声器的选型标准
消声器的选型标准消声器作为噪声控制的重要设备，其选型标准的制定和实施对于确保设备性能、满足环保要求以及保障人类健康具有重要意义。
本文将从消声器的定义、分类、选型原则、标准及其实际应用等方面进行阐述。
一、消声器的定义与分类消声器是一种专门用于降低噪声传播的设备，广泛应用于各类工业、民用和军事领域。
根据其工作原理和结构特点，消声器可分为阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器等类型。
不同类型的消声器具有不同的性能特点和适用范围，因此选型时需根据实际需求进行综合考虑。
二、消声器的选型原则噪声源特性：在选型时，首先需要了解噪声源的频率特性、声压级以及传播方向等参数，以便选择具有针对性消声效果的消声器。
环境因素：考虑环境因素如温度、湿度、气压等对消声器性能的影响，确保所选消声器在特定环境下能够保持良好的性能。
安装空间：根据安装空间的尺寸和形状，选择适合的消声器类型和尺寸，以确保安装顺利并达到预期的降噪效果。
经济性：在满足性能要求的前提下，尽量选择价格合理、维护成本低的消声器，以降低总体投资成本。
三、消声器的选型标准国家标准：各国针对消声器的设计、制造和检测等方面都制定了相应的国家标准，如中国的《环境噪声污染防治法》和相关行业标准等。
在选型时，应确保所选消声器符合国家相关法规和标准的要求。
国际标准：国际标准如ISO、IEC等对于消声器的性能评价和测试方法也有明确规定。
遵循国际标准有助于确保消声器的性能和质量具有国际通用性。
企业标准：一些大型企业和知名品牌会制定更为严格的企业标准，以确保其产品的品质和竞争力。
在选型时，可以参考这些企业标准，选择品质更可靠的产品。
四、实际应用与未来发展随着环保意识的提高和噪声控制技术的不断进步，消声器的选型和应用将越来越广泛。
未来，消声器的发展将朝着更高效、更环保、更智能化的方向迈进。
因此，在选型过程中，除了关注现有标准外，还应关注行业动态和技术发展趋势，以便选择具有创新性和前瞻性的消声器产品。
消声器的种类和应用
消声器的种类和应用用于空调系统的消声器种类很多，根据不同消声原理可分为阻性、抗性、共振型和复合型等多种。
1、.阻性消声器阻性消声器是利用吸声材料的吸声作用，使沿通道传播的噪声不断断吸收而衰减的装置。
因此，又称吸收式消声器。
吸声材料能够把入射在其上的声能部分地吸收掉。
声能之所以被吸收，是由于吸声材料的多孔性和松散性。
当声进入孔隙，引起孔隙中的空气和材料产生微小的振动，由于摩擦和粘滞阻力，使相当一部分声能化为热能而被吸收掉。
所以吸声材料大都是疏松或多孔性的，如玻璃棉、泡沫塑料、矿渣棉、毛毡、石棉绒、吸声砖、加气混凝土、木丝板等等。
其主要特点是具有贯穿材料的许许多多细孔，即所谓开孔构造。
而大多数隔热材料则要求有封闭的空隙，故两者是不同的。
阻性消声器有以下多种型式。
(1)管式消声器这是一种最简单的消声器，它仅在管臂内周，贴上一层吸声材料，故又称“管衬”。
如图1。
图1 管式消声器管式消声器的优点是制作方便、阻力小，但是当管道断面积较大时，将会影响对高频噪声的消声效果。
这是因为，当频率达一定数值时，声波将以窄束状通过游消声器，而很少或根本不与管壁及声材料接触，从而使消声效果下降。
当声波波长小于小通道断面尺寸一半时，消声效果便开始下降。
这种现象称做“高频失效”，并将消声器开始明显下降的频率称为限失效频率fc。
因此，管式消声器只适用于较小的风道，直径一般不宜大于300mm。
（2）片式和格式消声器管式消声器对低频噪声的消声效果不好，对较高频率又易直通，并随断面增加而使消声量减少，因此对于较大断面的风道可将断面划分成几个格式，这就成为片式及格式消声器，如图2所示。
片式消声器的片间距一般取为100~200mm,格式消声器的每个通道约为200×200mm,片材厚度根据噪声声源的频率特性,取100mm左右为宜,片式消声器在阻性消声器中应用最广。
图2 片式和格式消声器????3)折板式、声流式消声器将片式消声器的吸声片改制成曲折形,就成为折板式消声器。
第7章-消声技术-阻性消声器
m
1
2
10lg(
1
m2 )
4 m
4
20 lg m 20 lg m 20 lg 2 20 lg m 6 2
③扩张室直径：
由扩张比：m
S2 S1
D22 D12
得：扩张管直径 D22 mD12 即：D2 mD12
连接管a
扩张室
连接管b
④ 验算截止频率：
f上
1.22
c D2
声器
阻性及扩张复合式
消声特性 主 要 用 途
中、高频
通风空调系统管 道，机房进排风 口，空气动力设 计 进、排风口
低中频 低频 低中频 低中频
空压机、柴油机 、汽车或摩托车 发动机等以低中 频噪声为主的设 备排气噪声
宽频带 各类宽频带噪声 源
扩散消声器
小孔喷柱式、 多孔扩散式、 节流减压式
宽频带 各类排气放空噪 声
② H.J. 赛宾 经验公式：
L 1.03 1.4 L l S －无规入射平均吸声系数（混响室法）
( )1.4
( )1.4
0.05 0.015 0.45 0.327
0.10 0.040 0.50 0.329
与( )1.4的换算关系
0.15
0.20
0.25
0.070
0.105
0.144
① 上限截止频率
c f上 1.22 D
D-扩张室截面当量直径， 圆管即直径
❖扩张室的截面积越大，消声上限截止频率越低，即有效消 声频率范围越窄。因此，扩张比不能盲目选择太大。
❖一般扩张比m不超过20。在实际工程中一般取9﹤m ﹤16
② 下限截止频率
f下
2c
2
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• 片式消声器
LNR
' (0 )
P S
L
2 ' (0 )
l a
• 折板式消声器
• 蜂窝式消声器
• 消声弯头
• 迷宫式消声器
LNR
10 lg
S1 (1 )S2
• 阻性消声器
• 气流对阻性消声器声学性能的影响：
• 一是气流的存在会引起声传播和声衰减规律的变化； • 二是气流在消声器内产生一种附加噪声，称为气流再生噪声。
相对粗糙度（%）
相对粗糙度
管壁绝对粗糙度 等效直径
摩擦阻力系数
0.2 0.4 0.5 0.8 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0
0.024 0.028 0.032 0.036 0.039 0.044 0.049 0.057 0.065 0.072
• 局部阻损
• 气流在消声器的结构突然变化处（如折弯、扩张或收缩及遇 到障碍物）所产生的阻力损失。
• 阻力损失
• 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。
• 消声器的阻损大小与使用条件下的气流速度大小有密切关系。
• 阻损分类：
•
摩擦阻损
•
局部阻损
• 摩擦阻损
• 由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产生的阻力损失。
H
l de
v2
2g
• 摩擦阻损与相对粗糙度的关系
L' NR
(1
n 3 )LNR
• 改进形式
• 为了在通道截面较大的情况下也能在中高频范围获得好的消声效果， 通常采取在管道中加吸声片或设计成另外的结构形式。
• 如果通道管径小于300毫米，可设计成单通道的直管式； • 如果通道管径大于300毫米而小于500毫米时，可在通道中间设置几
片吸声层或一个吸声圆柱； • 如果通道尺寸大于500毫米，就要设计成弯头式、蜂窝式、片式、折
• 利用公式计算的消声量一般偏高。
• 二维理论估算消声量
• 假设：声波的声压在通道高度方向没有变化，
•
在宽度方向上下对称但分布并不均匀。
• 局限性：利用二维理论分析单通道直管阻性消声器消声性能时，单通 道直管消声器的通道截面不宜太大。如果太大时，高频声的消声效果
显著下降。这是因为对于给定的消声器通道来说，当频率高到一定数 值，声波在消声器中传播便不符合平面声波的条件了。
LNR L入 L出
L出 L再
L出 L再 L出 L再
LNR L入 L出 修正
LNR L入 L再 修正
L出 L再
LNR L入 L再
• 阻性消声器的设计
• 确定消声器的结构型式 • 选用合适吸声材料 • 决定消声器的长度 • 合理选择吸声材料的护面结构 • 根据高频失效和气流再生噪声验算消声效果 • 设计方案的试验验证
• 插入损失
• 插入损失是根据系统之外测点的测试结果经计算获得的，实 际操作中，在系统之外分别测量系统接入消声器前后的声压 级，二者之差即为插入损失。
LIT Lp1 Lp2
• 插入损失的测量
测点
声源
管道
测点
消声器
• 管口法测插入损失
测点
声源
管道
测点
消声器
• 插入损失和传声损失的比较
• 阻性消声器：插入损失与传声损失相近。 • 抗性消声器：插入损失一般低于传声损失。
• 根据声折射原理，声波要向管壁弯曲，对阻性消声器来说， 由于周壁衬贴有吸声材料，所以顺流时恰好声能被吸收；而 在逆流时，声波要向管道中心弯曲，因此对阻性消声器的消 声是不利的。
• 最终结论：顺流与逆流对消声性能影响不显著。
• 气流再生噪声
• 产生机理： • 一是气流经过消声器时，由于局部阻力和摩擦阻力而形成一
高频失效频率
• 如果消声器通道截面过大，当声波频率高到一定数值时声波将以窄束 状通过消声器，而很少或根本不与吸声材料饰面接触。因此，消声器 的消声效果明显下降。当声波波长小于通道截面尺寸的一半时，消声 效果便开始下降，相应的频率被称作高频失效频率。
c fe 1.85
D
• 高频消声量估算
• 高于高频失效频率后，消声量急剧下降。
噪声与振动控制技术
主讲：盛美萍
西北工业大学精品课程 专业核心课程
振动与噪声控制技术
• Prof. Sheng Meiping • Northwestern Polytechnical University
本讲内容
消声器分类与性能评价 阻性消声器
• Prof. Sheng Meiping • Northwestern Polytechnical University
• 单通道直管式消声器
• 特点：结构简单、气流直通、阻力损失小、适用于流量小的管道消声。
• 一维理论估算消声量
• 假设：管道中传播的声波沿着管道长度方向传播。
• 常用公式：
•
别洛夫公式
•
赛宾公式
• 一维理论估算消声量
• 别洛夫公式：假设吸声材料的声阻远大于声抗。
LNR
1.1 (0 )
• 常用参数：
•
传声损失
•
末端降噪量
•
插入损失
•
声衰减
• 传声损失
• 定义：消声器进口的噪声声功率级与消声器出口的噪声声功 率级的差值。
LTL
10 lg W1 W2
LW1 LW 2
• 消声器的传声损失是消声器本身所具有的特性，它受声源与 环境的影响较小。实际工程测试中，可先测量声压级，经计
• 声衰减的测量
• 轴向贯穿法：将探管插入消声器内部，沿消声器通道轴向每 隔一定的距离逐点测量声压级，从而得到消声器内声压级与 距离的函数关系，以求得该消声器的总消声量。
• 采用声衰减评价消声效果的优点：能够反映出消声器内的消 声特性及衰减过程，能避免环境对测量结果的干扰。
• 采用声衰减评价消声效果的缺点：费时、需要专门的测量传 声器，因此一般在现场测量中很少使用。
22.5 ~ 45cm
1:1~1: 2
LNR
1.051.4
P S
L
• 一维理论估算消声量
• 我国常用的精度较高的估算公式：
LNR
' (0 )
P S
L
• 其中消声系数
'
(0
)
4.34
a2
a
b2
• 特定情况下
'
(
0
)
4.34
1 1
10 10
• 注意！
• 一维理论估算消声量
• 消声原理：利用吸声材料的吸声作用，使沿通道传播的噪声 不断被吸收而逐渐衰减。
• 结构实现：把吸声材料固定在气流通过的管道周壁，或按一 定方式在通道中排列起来，就构成阻性消声器。当声波进入 消声器中，会引起阻性消声器内多孔材料中的空气和纤维振 动，由于摩擦阻力和粘滞阻力，使一部分声能转化为热能而 散失掉，就起到消声的作用。
• 消声器
• 用于控制空气动力性噪声，通常安装于空气动力设备的气流 进出口或气流通道上。
• 特点：能有效地阻止或减弱噪声向外传播。 • 分类：阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合性消声器。
• 消声器性能评价
• 指标：
• 声学性能 • 空气动力性能 • 结构性能
• 声学性能评价
• 声学性能：包括消声量的大小、消声频带范围的宽窄。消声 器的声学性能可以用各频带内的消声量来表征。
• 阻性消声器是一种能量吸收性消声器，通过在气流通过的途 径上固定多孔性吸声材料，利用多孔吸声材料对声波的摩擦 和阻尼作用将声能量转化为热能，达到消声的目的。
• 阻性消声器适合于消除中、高频率的噪声，消声频带范围较 宽，对低频噪声的消声效果较差，因此，常使用阻性消声器 控制风机类进排气噪声等。
• 阻性消声器
• 采用插入损失评价消声效果的优点：对现场环境要求低，适 应各种现场测量，如高温、高流速或有浸蚀作用的环境中。
• 采用插入损失评价消声效果的缺点：插入损失值并不单纯反 映消声器本身的消声效果，而是声源、消声器及消声器末端 三者的声学特性的综合效果。
• 声衰减 LA
• 声衰减：声学系统中任意两点间声功率级之差，反映了声音 沿消声器通道内的衰减特性，以每米衰减的分贝数(dB)表示。
P S
L
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
(0 ) 0.1 0.2 0.35 0.5 0.65 0.9 1.2 1.6 2.0 4.0
• 一维理论估算消声量
• 赛宾公式：假设吸声系数
•
频率范围
•
管道截面直径
•
矩形管道
0.2 0.8
200Hz f 2kHz
末端消声器
测试消声器
消声器 放风阀
逆向发声扬声器
扬声器
功率放大器 滤波器 信号源
微压计
分析仪
风机
• 气流再生噪声的经验估算
• 半经验估算公式：
L再 (18 2) 60 lg v
• 倍频程估算公式：
L再 72 60 lg v 20 lg f
• 现场使用消声器的效果分析
L出 L再
• 阻性消声器
• 有气流时的消声系数：
(0 )''
(0 )'
1 (1 M
a)
• 结论：逆流有利于消声，顺流不利于消声。
• 顺流与逆流
• 气流在管道中的流动速度并不均匀，就同一截面而言，管道 中央流速最高；离开中心位置越远，速度越低；到接近管壁 处，流速近似为零。顺流时管道中央声速高，周壁声速低； 逆流时正好相反。