阻性消声器的设计与消声量计算方式
第五章消声技术.阻性消声器
? TL ? 10 lg?1?
1 ??m ?
1
2
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sin
2
? kl?
? 4? m?
?
sin2kl 做周期性变化（ 0~1）， 消声量也做是周期性变化：
当sinkl=0时，? L=0
当sinkl=1时，
?
L
?
10
? lg?1
?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?
S1 Vl1
扩张室体积，V ?（S2 ? S1）?l
连接管的截面积，m2 连接管的长度，l1=a+b
连接管a
?解题思路：
? ? ? L ? 1.03 ? 1.4 L ?l S
? 已知平均吸声系数、管道有 效长度l、管道截面积S
? 求出不同形状的截面周长
? 求消声量
①当管道为 圆形时：
直径：D ? S ? 1500 ? 43.71cm ? 0.437m ? 4 3.14 4
周长：L ? ?D ? 3.14 ? 0.437 ? 1.372m
? (? 0 ) 0.05 0.11 0.17 0.24 0.31 0.39 0.47 0.55 0.64 0.75 0.86
1～1.5
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
?
阻性消声器消声量计算说明
阻性消声器消声量计算说明1.阻性：阻性消声器利用其内部结构的复杂性和细小的孔隙来阻碍声波的传播，从而减少声波的传播路径。
此过程中一部分声能被转化为热能消耗掉，从而降低噪音水平。
阻性消声器的材料和内部结构的设计决定了其阻性。
2.吸声：阻性消声器内部充满了吸音材料，这些材料能够吸收声波的能量，将其转化为微小的振动或热能。
吸声材料通常被设计为多孔状的结构，以增加表面积和接触面，从而提高吸声效果。
消声量的计算通常涉及以下几个步骤：1.确定输入噪声水平：在需要降噪的设备附近测量环境中的噪声水平。
这可以通过声级计等测量设备进行。
2.确定输出噪声水平：在安装了阻性消声器之后，测量输出噪声水平。
同样，可以使用声级计等设备进行测量。
3.计算消声量：消声量可以通过以下公式计算得出：消声量=输入噪声水平-输出噪声水平消声量通常使用负数表示，表示降低了多少噪声水平。
例如，如果输入噪声水平为80dB，输出噪声水平为60dB，则消声量为20dB。
需要注意的是，消声量的计算是在特定频率下进行的，因为不同频率的声波在消声器中的声学表现有所不同。
所以，消声量通常以频率为变量进行评估和报告，以提供更准确的结果。
除了消声量，其他参数如声阻抗和透射损失也可以用来描述阻性消声器的性能。
声阻抗表示声波在消声器内的传播特性，透射损失表示声波通过消声器时的能量损失情况。
综上所述，阻性消声器是一种有效的噪声控制设备，其消声量是衡量其降噪效果的重要指标。
消声量的计算涉及多个参数和因素，包括输入输出噪声水平、声阻抗和透射损失等。
在实际应用中，正确的选择和使用阻性消声器能够显著降低噪声水平，改善工作环境和保护人员的健康。
阻性消声器设计步骤
阻性消声器设计步骤及要求(1) 确定消声器的结构型式根据气体流量和消声器所控制的平均流速，计算所需的通流截面，然后根据截面的尺寸大小来选定消声器的形式。
如果消声器中流速保持与原输气管道中的流速一样，也可以简单地按输气管道截面尺寸确定。
凭一般经验认为，当气流通道截面直径小于300 毫米时，可选用单通道的直管式，当直径大于300 毫米而小于500 毫米时，可在通道中加设一片吸声层或吸声芯；当直径大于500 毫米时，则应考虑把消声器设计成片式、蜂窝式或其它型式。
片式消声器中每个片间距离不应大于250 毫米，各片间加起来的通流截面积总和应相当于原管道截面的1.5~2 倍。
(2) 选用合适吸声材料可用来做消声器的吸声材料种类很多，如超细玻璃棉、泡沫塑料、多孔吸声砖、工业毛毡等。
在选用吸声材料时，除考虑吸声性能外，还要考虑消声器的使用环境，如对于高温、潮湿、有腐蚀性气体的特殊环境。
吸声材料种类确定以后，材料的厚度和密度也应注意选定，一般吸声材料厚度是由所要消声的频率范围决定的。
如果只为了消除高频噪声，吸声材料可薄些；如果为了加强对低频声的消声效果，则应选择厚一些的，但超过某一限度，对消声效果的改善就不明显了。
每种材料填充密度也要适宜，如超细玻璃棉填充容重20~30 公斤/ 米3 为合适。
填充容重太大，浪费材料，同时影响效果；填充容重太小，会由于振动而造成吸声材料下沉，使吸声材料不均匀而影响消声效果。
(3) 决定消声器的长度在消声器形式、通流截面和吸声层等都确定的情况下，增加消声器长度能提高消声值。
消声器长度可根据噪声源的声级大小和现场的降噪要求来决定，如在车间里某风机气流噪声较其它设备噪声高出很多时，就可把消声器设计得长些，反之就应短些。
一般现场使用的空气动力设备，其消声器的长度可设计为1~3 米。
(4) 合理选择吸声材料的护面结构阻性消声器的吸声材料必须用牢固的护面结构固定起来。
常采用的护面结构有玻璃布、穿孔板、窗纱、铁丝网等。
消声器设计
消声器设计噪声污染控制工程设计说明1(0原始资料1(1 环境噪声的基本情况某厂一大型离心风机位于工业厂场附近、距风机出口左侧100m处有一座办公楼，右侧及前方为菜地。
由于出气口噪声很高，影响工程技术人员及人们的工作效率;另外，风机房内噪声也很高，但操作者经常呆在隔声间内，故机壳和电机的噪声危害不大，可以不予考虑。
鉴于上述情况，可对排气噪声采取控制措施。
风机、办公楼的平面布置图如图1-0。
工业、广场办公楼哈100m风机图1-0:风机、办公楼的平面布置图在办公楼窗前1m处测得的环境噪声如下表所示:倍频程(Hz) 125 250 500 1000 2000 4000倍频带声压级44 56 65 60 50 36 (dB)1(2 离心风机的基本情况3大型离心风机K2,73,02No32F风机的性能参数:功率为2500 kw，风量为9500 m/h，风机叶片数,12，转数n为600 r/min。
出风口为直角扩散弯头，出口呈3 m × 3 m的正方形。
在风机排风口左侧45?方向1m处，测得A声级为109 dB，其倍频带声压级如下表所示。
A C 倍频程(Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 dB/ dB/ (A)(C)倍频带声压级100 108 108 103 100 95 109 115 (dB)1(3 有关标准和设计规范说明本设计重所参考的标准同设计规范均以《工业企业噪声设计规范》GBJ87-85、《城市区域环境噪声- 1 -标准》GB3069-2008为基准。
1(4 设计任务1)设计一消声器使得风机排风口左侧45?方向1m处的A声级降为75dB。
2)根据环境标准的要求，检验在办公楼窗前1m处，根据所采用的消声器能否满足该功能区的声环境要求。
2(0 消声器的设计计算2(1 消声器的选择阻性消声器是利用气流管道内的不同结构形式的多孔吸声材料吸收声能来降低噪声的消声器。
片式3消声器适用风量大，结构简单，中高频消声性能优良，气流阻力也小。
声环境学院：阻性消声器的设计
声环境学院：阻性消声器的设计阻性消声器具有结构简单、对中高频消声效果良好等特点，因此，在实际工程中被广泛采用。
常用的有直管式与片式两种。
1.直管式消声器在直管(方管或圆管)内壁装贴吸声材料，就是一种最简单的直管式消声器，如图14-31 (a)，(b)。
图14-31阻性消声器这类消声器的消声量可按下式进行计算SPlL )(αϕ=∆ dB (14-24)式中：L ∆——消声量，dB ；()a ϕ——消声系数，它与阻性材料的吸声系数有关，通常取表14-12所示数值；p ——通道有效断面的周长，(2a+2b 或d π)m ；l ——消声器的有效长度，m ；S —气流通道的横断面面积，m 2。
表14-12 消声系数)(a ϕ与吸声系数0α的关系上式反映了如下规律：吸声材料表面积和材料吸声系数越大，气流通道的有效面积越小，消声量就越大。
【例题14-4】 设在断面尺寸为400mm×600mm 管道内壁，装厚度为50mm 的吸声材料，该材料对250Hz 的0α＝0.5。
如该频率所需的消声量为8dB ，求所需消声管道的长度。
[解] 参看图14-30，根据条件有： a ＝0.4—2×0.05＝0.3m 。
b ＝0.6—2×0.05＝0.5m P ＝2a+2b ＝1.6mS ＝0.3×0.5＝0.15m 2 查表得 ()a ϕ＝0.75，根据式14-24计算得0.16.175.015.08=⨯⨯=l m实际上，消声系数不仅与材料的吸声系数有关，它还与材料(结构)的声阻抗率、吸收频率以及通道断面积等因素有关。
当吸声系数较大、频率较高、通道断面较大时，理论计算的误差较大，一般较实测值高。
持别是通道断面较大时，高频声波以窄声束形式沿通道传播，致使消声量急剧下降。
如将消声系数明显下降时的频率定义为上限失效频率f c ，则Dcf c 8.1= Hz (14-25) 式中：c ——空气中的声速，m/s ；D ——通道断面边长平均值，m;如断面为矩形，则为(a+b)/2；如为圆形即为直径。
消声器消声量计算公式
消声器消声量计算公式在汽车或其他机械设备中使用消声器可以有效降低噪音产生的频率和强度，提供更为安静的工作环境。
消声量即为消声器所能降低噪音的能力，下面介绍一种常用的计算公式。
消声器的消声量通常使用声学功率来衡量，单位为分贝（dB）。
声学功率是指单位时间内噪音产生的能量或功率，消声器的功率降低可以通过比较入口和出口处的声音强度来计算。
一种常见的消声量计算公式如下：L = 10 * log10 (P1 / P2)其中，L表示消声量，P1表示入口处的声音功率，P2表示出口处的声音功率。
这个公式是根据声音功率的比例关系推导出来的。
上述公式中，log10是以10为底的对数函数。
由于实际应用中声音功率值往往是很小的数，为了将结果表达得更为直观，一般将计算结果乘以10，得到的数值称为消声量的分贝值。
为了更好地理解消声量计算公式，我们以一个具体的例子进行说明。
假设入口处的声音功率为1000瓦（W），出口处的声音功率为100瓦，则消声量的计算如下：L = 10 * log10 (1000 / 100)= 10 * log10 (10)=10*1=10dB这意味着消声器将声音功率降低了10dB，即消声量为10dB。
需要注意的是，消声量的大小与消声器的设计、材料以及工作状态等因素有关。
不同类型的消声器具有不同的消声效果，消声体积和结构的改变也将影响消声量。
因此，在实际应用中，需要进行更为详细的测试和计算，才能准确评估消声器的消声效果。
总之，消声量的计算公式为L = 10 * log10 (P1 / P2)，通过比较入口和出口处的声音功率来评估消声器的消声效果。
具体的消声量取决于多个因素，需要综合考虑设计、材料和工作状态等因素。
消声器消声量计算公式
消声器消声量计算公式消声器的消声量是指消声器对声音的降噪效果程度，通常以分贝（dB）为单位进行测量。
消声量的计算公式可以通过衰减值和初始输入声音来计算。
在计算消声量之前，首先需要了解以下几个术语和概念：1. 声压级（Sound Pressure Level，SPL）：指声音的强度或噪音的大小，以分贝（dB）为单位表示。
2. 声功率级（Sound Power Level，SWL）：指噪声的实际能量或声源的总功率，以分贝（dB）为单位表示。
3. 初始声压级（Initial Sound Pressure Level，ISPL）：指进入消声器之前的声音强度。
4. 出去声压级（Exited Sound Pressure Level，ESPL）：指通过消声器之后的声音强度。
5. 声音衰减（Sound Attenuation）：指声音通过消声器后的衰减程度，通常以分贝为单位表示。
消声器的消声量计算公式如下：消声量（Silencing Capacity，SC）= ISPL - ESPL其中，ISPL是进入消声器之前的声压级，ESPL是通过消声器之后的声压级。
消声量计算的一般步骤如下：1.确定初始声压级（ISPL）：可以通过声级计等实验设备测量得到。
2.确定通过消声器后的声压级（ESPL）：可以通过声级计等实验设备测量得到。
3.计算消声量（SC）：使用上述公式计算出消声量。
需要注意的是，消声器的消声量与消声器的设计、材料、结构等因素有关。
不同类型的消声器对不同频率的声音有不同的衰减效果，因此在实际计算中可能需要考虑更多的细节和因素。
消声量的计算公式可以作为一个参考值，用于评估和比较不同消声器的效果，但在实际应用中需要综合考虑各种因素，并进行实际测试和评估来确定消声器的性能。
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
消声器消音量计算
消声器消音量计算消声器是一种用于降低噪声的装置，广泛应用于工业、交通和建筑等领域。
它通过吸收和散射声波的能量，减少噪声的传播和影响范围。
消声器的消音量是评估其降噪效果的指标之一、本文将介绍消声器消音量的计算方法。
消音量是指消声器在单位时间内消除的噪声能量，通常以分贝（dB）为单位表示。
分贝是一种对声音强度和响度的测量单位，它是基于对数尺度的。
对数尺度的特点是可以比较两个量的大小，而不会受到量级的绝对值差异的影响。
消声器的消音量取决于多个因素，包括消声器的结构、材料和形状等。
下面是一些常用的消声器的消音量计算方法。
1.隔声量法隔声量法是最常见也是最简单的消音量计算方法，它是通过比较消声器前后的噪声水平来计算消音量的。
首先，需要测量消声器前后的声压级，即消声器前后的噪声水平。
声压级一般以dB(A)为单位表示，可以通过声级计测量得到。
然后，通过计算消声器前后的声压级的差值，即可得到消声器的消音量。
消音量的计算公式如下：消音量=声压级前-声压级后2.壳体隔声量法壳体隔声量法是一种简化版的隔声量法，它假设消声器的壳体对噪声的消音效果可以忽略不计，只考虑消声器内部的吸声材料的影响。
在壳体隔声量法中，需要测量消声器内部的噪声水平和外部的噪声水平。
它们分别表示为内部声压级和外部声压级。
消音量的计算公式如下：消音量=内部声压级-外部声压级3.散射反射法散射反射法是一种通过对比消声器前后噪声的散射和反射水平来计算消音量的方法。
在散射反射法中，需要测量消声器前后的散射和反射水平。
它们分别表示为前散射和后散射，前反射和后反射。
消音量的计算公式如下：消音量=前散射+前反射-后散射-后反射4.传声指数法传声指数法是一种通过对比消声器前后的声阻抗来计算消音量的方法。
在传声指数法中，需要测量消声器前后的声阻抗。
声阻抗是指声波在材料中传播时遇到的阻力，它与材料的吸声和散射性能有关。
消音量的计算公式如下：消音量=前声阻抗-后声阻抗需要注意的是，以上介绍的方法都是比较简化的计算方法，实际应用中还需要考虑其他因素，例如消声器的厚度、尺寸和形状等。
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：
阻性消声器的设计与消声量计算方式
阻性消声器的设计与消声量计算⽅式阻性消声器的设计(1)确定消声量根据法规、标准及声源确定消声器所需的消声量。
在⼤多数情况下，消声量是以A计权声级计算。
参照相应的NR曲线，确定各倍频带或1/3倍频带需要的消声量。
(2)选定消声器的结构形式根据消声器的流量和允许的流速⼤⼩(⼀般情况下，流速控制决定于阻⼒要求和消声器消声量要求)，确定所需要的通流⾯积，然后根据通流⾯积的⼤⼩来选定消声器的结构形式。
按照⼀般的常规设计，通道的当量直径⼩于300mm 时，可选⽤单通道直管式;当通道当量直径⼤于300mm⽽⼩于500mm时，应在通道中加设吸声层或吸声芯，消声器的有效通流⾯积要扣除吸声层或吸声芯所占⾯积，以避免由于流速增加⽽引起的不良影响;当直径⼤于500mm时，当考虑采⽤⽚式、蜂窝式等其他形式的消声器。
(3)选⽤吸声材料吸声材料声学性能的好坏是决定消声器声学性能的重要因素。
除⾸先考虑其声学性能外，还需考虑消声器的实际使⽤条件。
在⾼温、潮湿、有腐蚀⽓体等特殊环境中使⽤的消声器，应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。
(4)决定消声器长度在通道截⾯确定后，增加消声器的长度可以提⾼消声量。
消声器的长度主要根据声源强度和具体的降噪要求决定，还应注意现场有限空间所允许的安装尺⼨。
(5)选择吸声材料的护⾯结构由于消声器中⼀般要通过具有⼀定流速的⽓流，所以必须采⽤护⾯结构固定和保护吸声材料。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器 XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器为圆形。
其中XW-Ⅲ型是单空腔结构，XW-Ⅳ型是双空腔结构。
XW-Ⅲ型消声量为15-20dB(A), XW-Ⅳ型消声量为20-25dB(A)。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型消声器压⼒损失10-40Pa（风速5-15m/s）。
有效长度L=2m，安装长度L1=2.16m。
XW-Ⅲ型微穿孔板消声器结构外形图XW-Ⅳ型微穿孔板消声器结构外形图2 150 350 450 5403 200 400 500 8904 250 450 550 14005 300 540 640 18506 350 620 720 28807 400 700 800 35908 450 750 850 45509 500 820 920 562010 550 870 970 711011 600 1000 1100 810012 650 1080 1180 900013 700 1140 1240 1102014 750 1190 1290 1250015 800 1240 1340 1440016 850 1290 1390 1380017 900 1400 1500 1824018 950 1450 1550 19900Z型轴流风机消声器主要⽤于降低轴流风机噪声，在各类⼯业、民⽤、公共建筑⼯程的进风、排风及矿井通风降噪⼯程中有⼴泛应⽤。
阻性消声器消声量计算说明
式中： —与吸声材料的正入射吸声系数有关的消声系数；
1—消声器的有效长度，m；
h—消声片的片间距，m；一般取h=10～20cm；消声片厚取5～10cm。
本减噪工程中，通风消声器的类型为阻性折板式消声器。
阻性消声器的消声设计参照《实用供热空调设计手册》17.2.3阻性消声器设计；
阻消声器的声学性能主要决定于吸声材料的种类、吸声层厚度及密度、空气通道断面形状及大小、气流速度及消声器长度等因素。
阻性消声器吸声材料的选用：
1）、超细玻璃丝棉容重32
2）、镀锌微穿孔板板厚0.7mm
消声器2
抗性消声器的分类
• • • • 它的型式有扩张室式 共振腔式 微穿孔板式 干涉型等多种
• 抗性消声器对低中频范围的噪声具有较好 的消声效果 。
33
11:12
（1）扩张室消声器
• 也称为膨胀室消声器，由管和腔适当组合而 成，分为单节式和多节式。 • 是利用管道截面的突变（即声抗的变化）使 沿管道传播的声波向声源反射而通不过消声 器，从而使声能反射回原处，达到消声目的 。 • 单节扩张室消声器只能对某些频率成分起消 声作用，而让另一些频率成分顺利通过，由 于噪声的频率范围一般较宽，因而必须对扩 张室消声性能进行改善处理。
• S是扩张室截面积,V是扩张室容积, l是扩张 室长度
39 11:12
扩张室消声性能进行改善处理方法
4
4
4
• ①在扩张室消声器两端插入内接管，插入 长度分别取为扩张室长度的1/2和1/4 ；
40
11:12
• 由理论分析可知，当插入的内接管长度等 于扩张部分长度的 1/2 时，能消除那部分奇 数倍的通过频率； • 当插入的内接管长度为扩张部分长度的 1/4 时，能消除那部分偶数倍的通过频率。 • 这样，如果综合两者，即在扩张管消声器 内从一端插入长度等于 1/2 倍的内接管，从 另一端插入长度等于 1/4 倍的内接管，就可 以得到在理论上没有通过频率的消声特性。
20 11:12
• 弯头消声器在低频段的消声效果较差，在高 频段消声效果好，特别是满足d/λ≥0.5 的那 些频率，消声效果将迅速提高。 d 为弯头的通道宽度，λ为声波波长。 • 在高频范围，有吸声衬里的弯头与同样长的 无衬里弯头相比，其消声效果可高出 10dB 左右。弯头上衬贴吸声材料的长度，一般取 相当管道截面尺寸的 2~4 倍。 • 弯头消声量与弯头的角度有很大关系。粗略 地可认为与弯曲角度成正比。例如， 30 0 弯 头的消声量可估算为 90 0 弯头的 1/3 ； 180 0 弯头 ( 管子折回 ) 的消声量大约为 90 0 弯头 的 1.5 倍。
消声器消声量计算公式
消声器消声量计算公式
消声器的消声量是指消音效果的强弱程度，通常用分贝（dB）单位来
表示。
消声器的消声量计算公式可以分为两种情况，一种是消声器对单一
声源的消声效果计算，另一种是消声器对多个声源的消声效果计算。
对单一声源的消声效果计算：
消声器的消声效果取决于声源的声级（L0），即声源产生的噪声水平。
消声器的消声量（Ld）可以通过以下公式计算：
Ld = L0 - 10 * log10(Σ(Ai / Ai0))
其中，Ai表示消声器在第i个频率上的消音效果，Ai0表示没有使用
消声器时的传声器在第i个频率上的响应。
Σ表示对所有频率求和。
对于多个声源的消声效果计算：
当存在多个声源时，每个声源的声级分别为L1、L2、…、Ln，消声
器对多个声源的消声效果可以通过以下公式计算：
Ld = 10 * log10(10^(L1/10) + 10^(L2/10) + … + 10^(Ln/10))
其中，L1、L2、…、Ln分别表示每个声源的声级。
需要注意的是，以上公式只计算了消声器对声级的衰减影响，没有考
虑到声源和消声器之间的距离、传声器灵敏度等因素，因此实际使用时还
需要根据具体情况进行修正。
此外，消声器的消音效果还会受到其自身的参数影响，如消声器的结构、材料、孔径大小等。
因此，在设计和选择消声器时，需要综合考虑声
源的特性、消声器的参数以及具体应用场景需求，才能获得最佳的消音效果。
消声器的设计计算
计算并设计一消声器，用于频率为100Hz的发动机排气消声器，消声量不小于30dB，需选定已知内壁管壁厚，开孔个数,每个孔直径，扩张室直径，排气管道直径为5cm，用三维软件画出设计图。
噪声按声音的频率可分为：＜400Hz的低频噪声、400～1000Hz的中频噪声及＞1000Hz的高频噪声。
根据设计要求及各种消声器的适用范围，选用抗性消声器进行设计改进。
抗性消声器消声原理:通过控制声抗的大小来进行消声的。
与阻性消声器不同，它不使用吸声材料而是在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔，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，某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生反射、干涉等现象，从而在消声器的外测，达到了消声的目的。
消声的频率特性：具有中、低频消声性能。
适用范围:消除空压机、内燃机、汽车排气噪声(气体流速较高气速的情况)抗性消声器具有的特点：（1）不需要使用多孔吸声材料(2）耐高温、抗潮（3）流速较大，洁净(4)对低频、窄带噪声有较好的效果。
常用抗性消声器的类型：（1）扩张室式消声器（2)共振腔消声器（3）干涉式消声器按共振腔消声器进行设计:（1）倍频带消声量不小于30dB,由式：KL+=∆lg10220)1(K+=302lg1020)1(查表不同频带下的消声量△L 与K值的关系得,K ≈8 （2）由KS f V 22c•=π有： 24222m 106.19cm 6.19544-⨯=≈⨯==ππd S 32-34m 107.1cm 107.16.1982100234000⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯=πV （3）设计一个与管道同心圆形的共振腔消声器,其内径为5cm ，外径为20cm ，共振腔所需长度为：cm 7.575-20417000)(4222122==-=）（ππd d VL取L=58cmm108.5cm 8.517000)340001002()2(2220-⨯==⨯⨯=•=πV c πf G 选用管壁厚度t=0。
消声器
消声器概述：一辆行驶着的汽车会发出多种噪声，按它们发声来源的不同，可分为气流噪声、燃烧声、金属冲击摩擦和振动噪声等。
在汽车的各种噪声中，发动机排气噪声是一种特别高的噪声。
近年来，随着对汽车噪声控制要求的提高，汽车排气消声器的设计逐步得到了重视，然而国内对排气消声器的设计和消声特性的研究大都还停留在摸索阶段，主要依靠经验或者对国外的同类产品进行仿制；其排气消声器的消声性能难以达到满意的效果。
而汽车排气消声器设计的好坏则对汽车乘座的舒适性和动力性有很大的影响以工程课题为背景，利用实验研究和计算机仿真技术，对某一车型的排气消声器进行了改进设计，探讨消声器结构设计的一些方法和手段。
消声器是汽车内燃机排气系统中广泛采用的消声装置，研究开发具有良好性能的消声器，一直成为噪声控制工程中一项重要课题。
按照以往的经验或少量简单计算公式，已不能满足设计要求，而发展消声器的理论显得愈来愈重要。
只有良好的理论模型，才能优化消声器的设计。
消声器研究的发展过程消声器的理论研究具有很长的历史。
最初是采用声学滤波器的理论来研究抗性消声器，主要采用集中参数单元近似消声器单元，它仅在声波波长远大于消声器尺寸时才成立。
这一声学滤波器理论后来被进一步发展并得到应用。
20世纪五十年代以后，发展了用一维波动方程，利用在截面突变处声压和体积速度的连续性条件，计算了单级和多级膨胀腔和旁支共振腔。
Igarashi等人利用等效电路方法计算了消声器的传递矩阵。
根据电路中的四端网络原理，每个消声器单元的声传递特性用四极参数矩阵来表示，消声器的传递特性用每个消声器单元的四级参数矩阵的乘积来确定c71。
这种消声器声学性能的分析方法简便、实用在无平均流、无温度梯度的情况下，在平面波范围内能给出较为满意的结果。
将之用于实际的内燃机排气系统，这种方法仍表现了较大的误差。
但就这种方法本身而言，却为排气消声系统声学性能分析开创了一条新路，提出了以四极参数为基础的传递矩阵法。
噪声分析常用计算公式汇总（四）：消声降噪
噪声分析常用计算公式汇总（四）：消声降噪1. 管道(1) 阻性消声器-彼洛夫公式：式中：P为消声器通道断面周长，l为消声器有效长度；S为消声器通道横截面积，α0为法向吸声系数，满足：(2) 上限失效频率上限失效频率(高频失效频率)：式中：D为消声器通道的当量直径，其中圆形管道取直径，矩形管道取边长平均值：其他可取面积的开方值。
频率高于上限失效频率时，有：式中：△L为高于失效频率的消声量，△L'为失效频率处的消声量，n为高于陪频程的频带数。
幕帘距离刚性壁：式中：l为空气层厚度。
(3) 管道排气消声●排空放气消声器：式中：S为喷口面积，v为喷口流速。
离喷口1m处的排气噪声：式中：R为喷口内驻压与环境大气压力之比值，D喷口直径。
●节流减压●小孔喷注当小孔喷口处和原喷口处流速均为声速时有：式中：d为小孔直径，当d<>A=27.5-30lgd。
管道内的声场条件：式中：为H风管内全压。
(4) 管道压损、气流再生噪声●压力损失为：阻力系数表示为：△p为全压损失值，表示为：●气流再生噪声为：式中a的取值：管式取-5~-10，片式取-5~5，阻抗复合取5~15，折板式取15~20。
v为气流流速，S为气流通道面积。
式中：△L为气流速度为v时的消声量，△L0为静态条件下的消声量，M(马赫数)=v/c。
2. 扩张室消声器(1) 有关计算由可得：相应的最大消声频率为：最大消声量为：因此，一节扩张室消声器的长度为：若：则kl=nπ，此时，DTL=0，其频率为：当m大于5时，可近似地取DTL=20*lg(m^-6)，其中m为面积比值。
上表见《噪声与振动控制工程手册》。
(2) 截止频率扩张室上限截止频率为：式中：D为扩张室直径。
扩张室下限截止频率：通常取其中f0(共振频率)为有效消声的下限频率。
式中：S为连接管的截面积，m^2；l1为连接管长度，m；V为扩张室容积，m^3。
3. 共振腔式消声器(1) 共振频率及消声量共振式消声器频率选择性较强，即仅在低频或中频的某一较宽的频率范围内具有较好的消声效果，共振腔式消声器共振频率为：式中：S0为孔径的截面积，t内管厚度/全面积通常把传导率定义为：式中：d为小孔直径，t为小孔长度。
阻性消声器的设计
阻性消声器的设计
一、确定消声量
应根据有关的环境保护和劳动保护标准，适当考虑设备的具体条件，合理确定实际所需的消声量。
对于各频带所需的消声量，可参照相应的NR曲线来确定。
二、选定消声器的结构形式
首先要根据气流流量和消声器所控制的流速（平均流速）计算所需的通流截面，并由此来选定消声器的形式。
一般认为，当气流通道截面的当量直径小于300mm，可选用单通道直管式；当直径为300mm~500mm时，可在通道中加设一片吸声片或吸声芯。
当通道直径大于500mm时，则应考虑把消声器设计成片式、蜂窝式或其他形式。
三、正确选用吸声材料
这是决定阻性消声器消声性能的重要因素。
除首先考虑材料的声学性能外，同时还要考虑消声器的实际使用条件，在高温、潮湿、有腐蚀性气体等特殊环境中，应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。
四、确定消声器的长度
这应根据噪声源的强度和降噪现场要求来决定。
增加长度可以提高消声量，但还应注意现场有限空间所允许的安装尺寸。
消声器的长度一般为1~3m。
五、选择吸声材料的护面结构
阻性消声器中的吸声材料是在气流中工作的，必须用护面结构固定起来。
常用的护面结构玻璃布、穿孔板或铁丝网等。
如果选取护面不合理、吸声材料会被气流吹跑或使护面结构激振动，导致消声性能下降。
护面结构形式主要由消声器通道内的流速来决定。
六、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。
若设备对消声器的压力损失有一定要求，应计算压力损失是否在允许的范围之内。
消声器消音量计算[宝典]
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1.《压气机放空消声器的研究与计算》：
A.消声器的入口压力高于临界压力时，离喷口1M处的声压为：
Lp=80+lg(R-1) ²/(R-0.5)+20lgD(db)
式中R=P1/Pb=消声器入口压力/环境压力D-排气口径
B.当节流降压的小孔直径≤4mm时，喷注的降噪量可用下式计算：
△L=-101lg[2
π（tg-1Xa-
Xa
1-Xa）]
=-10lg 4
3π(0.165D)³
式中D-小孔直径
C．当驻压比大于临界压比P1/P B≥1.893时，其节流孔的面积S按下式计算
S=13μG√V1/P1×100mm²
式中：μ-流量系数取1-1.8
G-放空的空气流量（t/h）
P1-进入消声器前容器内的压力(kgf/cm²)
V1-进入消声器前的容器内气体比容（m³/kg）
D.阻性消声器消音量计算公式：
△L=1.3a o P
S L
式中a o-正入射吸声系数,取0.85 P-消声器通道断面的周长m
S-消声器通道的断面积m²L-消声器的长度m。
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。
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阻性消声器的设计
(1)确定消声量
根据法规、标准及声源确定消声器所需的消声量。
在大多数情况下，消声量是以A计权声级计算。
参照相应的NR曲线，确定各倍频带或1/3倍频带需要的消声量。
(2)选定消声器的结构形式
根据消声器的流量和允许的流速大小(一般情况下，流速控制决定于阻力要求和消声器消声量要求)，确定所需要的通流面积，然后根据通流面积的大小来选定消声器的结构形式。
按照一般的常规设计，通道的当量直径小于300mm 时，可选用单通道直管式;当通道当量直径大于300mm而小于500mm时，应在通道中加设吸声层或吸声芯，消声器的有效通流面积要扣除吸声层或吸声芯所占面积，以避免由于流速增加而引起的不良影响;当直径大于500mm时，当考虑采用片式、蜂窝式等其他形式的消声器。
(3)选用吸声材料
吸声材料声学性能的好坏是决定消声器声学性能的重要因素。
除首先考虑其声学性能外，还需考虑消声器的实际使用条件。
在高温、潮湿、有腐蚀气体等特殊环境中使用的消声器，应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。
(4)决定消声器长度
在通道截面确定后，增加消声器的长度可以提高消声量。
消声器的长度主要根据声源强度和具体的降噪要求决定，还应注意现场有限空间所允许的安装尺寸。
(5)选择吸声材料的护面结构
由于消声器中一般要通过具有一定流速的气流，所以必须采用护面结构固定
和保护吸声材料。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器 XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器为圆形。
其中XW-Ⅲ型是单空腔结构，XW-Ⅳ型是双空腔结构。
XW-Ⅲ型消声量为
15-20dB(A), XW-Ⅳ型消声量为20-25dB(A)。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型消声器压力损失10-40Pa（风速5-15m/s）。
有效长度L=2m，安装长度L1=2.16m。
XW-Ⅲ型微穿孔板消声器结构外形图
XW-Ⅳ型微穿孔板消声器结构外形图
XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器系列规格表
序号法兰内径
d（mm）
外形尺寸D（mm）风量
m3/h XW-ⅢXW-Ⅳ
1 100 300 400 220
2 150 350 450 540
3 200 400 500 890
4 250 450 550 1400
5 300 540 640 1850
6 350 620 720 2880
7 400 700 800 3590
8 450 750 850 4550
9 500 820 920 5620
10 550 870 970 7110
11 600 1000 1100 8100
12 650 1080 1180 9000
13 700 1140 1240 11020
14 750 1190 1290 12500
15 800 1240 1340 14400
16 850 1290 1390 13800
17 900 1400 1500 18240
18 950 1450 1550 19900
Z型轴流风机消声器
主要用于降低轴流风机噪声，在各类工业、民用、公共建筑工程的进风、排风及矿井通风
降噪工程中有广泛应用。
Z型轴流风机消声器结构外形图
Z型轴流风机消声器规格表
型号法兰内径
d(mm)
外形尺寸
风量
(m3/h) 外径
D(mm)
有效长度
L(mm)
安装长度
L1(mm)
Z3 303 405 400 500 3900
Z4 404 500 400 500 7700
Z5 505 605 530 630 8500
Z6 606 706 700 800 15000
Z7 707 807 820 920 24000
Z8 808 908 950 1050 36000
Z9 909 1009 1100 1200 43000
Z10 1010 1110 1200 1300 47000
1、阻性消声器的消声量，首先同吸声材料的有关，材料的吸声性能越好，消声量就。
同时还与消声器的尺寸有关，消声量正比于消声器的，与横截面积成。
2、根据消声器的流量和允许的流速大小(一般情况下，流速控制决定于阻力要求和消声器消声量要求)，确定所需要的，然后根据通流面积的大小来选定消声器的。
3、按其通道的结构形式，扩张室消声器可分为、、、、五种基本形式。
4、扩张室消声器的消声量随着扩张比的增大而增加，为获得较大的消声量就要增大扩张比。
可以通过两个途径达到目的：一是，二是。
答案：
1、声学性能、越大、长度与截面周长、反比;
2、通流面积、结构形式;
3、单腔式、孔形式、锥形式、带外连接管的双节式、带内连接管的双节式;
4、增加扩张室的截面积、缩小进、排气管的口径。
二、简答、计算题
1、常见消声器的分类。
原理形式消声性能主要用途
阻性消声器直管式、片式、折板式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式、弯头式等中、高频通风空调系统、机房进出口、空气动力设备进排风口等
抗性消声器扩张式(膨胀式)、共振式、微穿孔板式、干涉式、电子式(如有源消声器)低、中频、宽频带空压机、柴油机、汽车发动机等以低中频噪声为主的设备噪声
复合式消声器阻抗复合式、阻性及共振复合式、抗性及微穿孔板复合式等宽频带各类宽频带噪声源
排气放空消声器节流降压式、小孔喷注式、多孔材料扩散式、节流降压与小孔喷注复合式宽频带各类排气放空噪声
2、在管径为100mm的常温气流管道上，设计一单腔共振消声器，要使其中125Hz的倍频程上有15dB的消声量。
解：(1)根据题意，通流面积为
(m2)
由和dB 可得(2)由公式和可以得到
(m3)
m=0.144m
(3)确定设计方案为与原管道同轴的圆筒形共振腔，其内径是100mm，外径是400mm，则共振腔的长度为：
(m)
选用mm厚的钢板，孔径cm，由
可以求得开孔数为
个
(4)验算
共振频率(Hz)
上限截止频率(Hz)
可见，在所需消声频率范围内不会出现高频失效问题，共振频率的波长为
(m)
(mm)
所设计的共振腔消声器的最大几何尺寸小于共振波长的1/3，符合要求。
3、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下表所示。
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设计。
某风机进气口阻性消声器设计表
序号项目倍频程中心频率/Hz
631252505001k2k4k
1进气口噪声/dB109112104115116108104
2降噪要求(NR90)1071009592908789
3消声器应有消声量/dB212923262115
4消声器周长与截面比20202020202020
5材料吸声系数0.30.520.780.860.850.830.80
6消声系数0.40.71.11.31.31.21.2
7消声器所需长度/m0.250.860.860.891.000.880.63
8消声器1m消声量8141026262424
9考虑上限失效频率消声量8141026262416
解：(1)根据在进气口测得的噪声频谱(表中第1行)和NR90的降噪要求(表中第2行)，可以确定所需要的消声量(表中第3行)。
(2)根据风机的风量和管径，可选定直管阻性消声器形式。
消声器气流通道的截面周长与截面积之比，见表中第4行。
(3)根据使用环境和噪声频谱，吸声材料选用密度为25 kg/m3 的超细玻璃丝棉，厚度取150mm。
根据气流速度，吸声层护面采用一层玻璃纤维布加一层穿孔板，板厚2mm，孔径6mm，孔间距11mm，这种吸声结构的吸声系数如表中第5行。
由计算得出消声系数值，见表中第6行。
(4)计算各频带所需要的消声长度，见表中第第7行。
按最大值考虑设计的消声器实际长度应取m，计算得1 m长度消声器在各倍频程上的消声量，见表中第8行。
(5)计算高频失效频率。
(Hz)，失效频率高于2kHz，消声量计算有效。
对于高于失效频率的4kHz 所在倍频程上的消声量用公式重新计算，结果见表中第9行，与第3行比较，各倍频程上设计的消声量均大于所需消声量，设计方案符合要求。
D.阻性消声器消音量计算公式：
△L=1.3aoPS L
式中ao-正入射吸声系数,取0.85
P-消声器通道断面的周长m
S-消声器通道的断面积m²
L-消声器的长度m。