消声器结构设计48586

包括的形式：直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、弯头 式等。
消声的频率特性：具有中、高频消声性能。
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）。
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2.2 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，利用声阻抗的改变，使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。
包括的形式：小孔喷注型 、降压扩容型、多孔扩散型 、引射掺 冷型等。
消声的频率特性：具有低、中、高频的宽带消声性能。
适用范围：消除压力气体排放噪声，如锅炉排气、高炉放气、化 工厂工艺气体放散。
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3 阻性消声器
理论计算公式：L0FSl
其中：F－消声器气流通道断面周长，m；
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3.4 常用阻性消声器的类型
常见阻性消音器种类及图例
1.直管式 2.片式 3.蜂窝式 4.折板式 5.声流式 6.室式 7.迷宫式 8.盘式 9.弯头式
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3.4 常用阻性消声器的类型
1.直管式 优点：结构简单，制作便。 缺点：对低频消声效果差。 适用范围：适合于截面小、
声学性能、空气动力性能、结构性能
具体来讲，对一个好的消声器要有五方面的基本要求：
1）声学性能要求。具有高的消声值和宽的消声频率， 即在所需要的消声频率范围有足够大的消声量；
2）空气动力性能要求。消声器的气流阻力小，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；
3）机械结构性能要求。体积小，重量轻，结构简单， 便于加工，安装和维修；
消音器结构设计
课题目的： 了解常见消音器种类、消音原理及常见消
音器设计中应注意的问题和设计方法
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目录
➢ 1 消声器性能评价 ➢ 2 消声器的分类和消声机理 ➢ 3 阻性消声器 ➢ 4 抗性消声器 ➢ 5 其他消声器 ➢ 6 消声设计及总结
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1 消声器性能评价
消音器的性能主要包括：
低速的管道。
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3.4 常用阻性消声器的类型
• 2.片式 • 优点：结构不复杂，中、
高频消声效果好，阻力 系数较小。 • 缺点：低频消声效果不 显著。 • 适用范围：适合于大流 量、大 截面的情况。
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3.4 常用阻性消声器的类型
• 3.蜂窝式 • 优点：中、高频消声效果好，
气流再生噪声通常是低频噪声，随着频的增高声级逐渐下降。气 流再生噪声的倍频程声压级公式为：
L B z7 2 6l0 g 2l0 g f
一个消声器具体应用到现场时，气流究竟对它的性能影响有多大， 需结合噪声源强度、气流速度大小以及消声器结构等因素进行 具体分析；
不同的结构，气流在管道中允许风速不同。
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3.2 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。由于频率超过一定的数值，不符合平面波传播规律，窄束传 播的声波不与吸声材料接触，消声效果下降。
当声波波长小于通道截面尺寸一半时，消声效果下降，将这一频
率称为高频失效频率。其经验公fc式：1.85c/D
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3.4 常用阻性消声器的类型
• 9.弯头式 • 优点：结构简单、体积小，
占地少，在通风空调工程 中应用普遍 • 缺点：增大了气流阻力 • 适用范围：管道改向等
式中：c－声速ms-1；D 道为直
－消声器通道截面当量边长m(圆形管
径；矩形管道为边长平均值，其他管道取面积的开方值)。
若 f>L fc, 每 增加一0 个( 倍3 频 程n ，) F 消声/量3 S ( 下l) 降1/3，其估算公式：
f高于fc的倍频程带数。将大风量粗管道应设计成多通道。
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包括的形式：阻~扩型、阻~共型、阻~扩~共型等。
消声的频率特性：具有低、中、高频消声性能。
适用范围：消除鼓风机、大型风洞、试车台噪声。
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2.4 微穿孔板消声器
消声原理：利用微穿孔板吸声结构制成的消声器。
包括的形式：单层微穿孔板、双层微穿孔板等。
消声的频率特性：具有低、中、高频的宽带消声性能。
可根据不同的适应范围，设 计单元结构。 • 缺点：阻力损失较大，阻力 系数一般在1-1.5之间。 • 适用范围：用于大截面的管 道。风量较大、流速较低的 情况。
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3.4 常用阻性消声器的类型
• 4.折板式 • 优点：增加了声波的传
播路程，增大了材料与 声波的接触，中高频消 声效果较好。 • 缺点：大大增加了阻力 损失。 • 适用范围：适用于压力 和噪声较高的设备。用 于对声学性能要求较高 的场合。
安装困难等情况。在实际运用中，对这三方面的性能
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2 消声器的分类和消声机理
消声器类型很多，按其降噪原理主要有如下几种类型： 2.1 阻性消声器 2.2 抗性消声器 2.3 复合式消声器 2.4 微穿孔消声器 2.5 喷注型消声器
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2 消声器的分类和消声机理
在系统外某点测得的声功率级之差。在声 场分布I情L况Lp1近L似p2 保持不变时，也可用指定 测点上声压级差代替。
2与.出传口声端损声失功(I率L)级：之消差声。器由进于口声端功声率功不率宜级 TL10lgW W12LW1LW2
LW1Lp110 lgS1 LW2Lp210 lgS2TL Lp1Lp210 lgS Sti
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3.1 阻性消声器的声衰减量
2)当管道为正方形时，管道的截面周长为：L240.15 1.54m9
声衰减Δ 为L ：21.0 3 0.41.4 6 1 0 .5 .14 529 7.2dB
3)当管道为1:5矩形，管道的截面长、宽分别为：
5 0.15 /50.86m 6 0.15/50.17m 3
2) 气流在消声器内产生一种附加噪声，即气流再生噪声。
气流经过消声器通道时，因局部阻力或摩擦阻力而产生
湍流，相应辐射一些噪声；气流激发消声器构件振动而
辐射噪声。气流速度越高，气流再生噪声越大。
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3.3 气流速度对阻性消声器的影响
在直通管道消声器内气流再生噪声的估算公式为：
L z 1 8 2 6l0 g
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3.4 常用阻性消声器的类型
• 5. 声流式 • 优点：可达到高消声、低阻
损的要求，阻力系数介于片 式和折板式消声器之间。 • 缺点：加工复杂，造价较高。 • 适用范围：适用于大断面流 通管道，对于阻力损失要求 较严格的场合。
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3.4 常用阻性消声器的类型
适用范围：适于高温、潮湿，有水、有油雾及特别清洁卫生的场 合。
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2.5 小孔喷注消声器
消声原理：不是在声音发出后进行消除，而是从发生机理上使干 扰噪声减小。喷注噪声值频率与喷口直径成反比，如果喷口直径 变小，喷口辐射的噪声能量将从低频移向高频(频移)，于是低频 噪声被降低，而高频噪声反而升高，如果孔径小到一定值时，喷 注噪声将移到人耳不敏感的频率范围。
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。
I
H.J.
赛宾 经验公L式1：.031.4
Fl S
降噪量与材料吸声性能 周长/截面比有关。
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3.1 阻性消声器的声衰减量
例: 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？
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）
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2.3 阻抗复合式消声器
消声原理：把阻性与抗性两种消声原理通过适当结构复合起来 而构成的。可定性地认为阻性和抗性在同一频带的消声值的叠 加（并非简单的叠加关系）。
解：1)当管道为圆形时，因为管道的有效直径为：
D
S4
1504 0.7 3c1m 0.43m7 3.14 4
截面周长为: L 1 D 3 .1 0 4 .4 3 1 .37 m 72
声衰减为： Δ L 11.0 3 0.41.4 6 1 0 .3 .17 522 6.4dB
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4）外形和装饰的要求。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
5）价格费用要求。制造成本低，使用寿命长。
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1.1 声学性能评价
消声器声学性能评价量有： 插入损失(IL)、传声损失(TL)、减噪量
(LNR)、衰减量(LA)。 1.插入损失(IL)：系统中插入消声器前后
生的阻力损失。 局部阻损:是指气流通过在消声器截面突变处产生的阻
力损失。如扩展、收缩、转弯等。
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1.3 结构性能
消声器结构性能: 是指它的外形尺寸、坚固程度、维 护要求、使用寿命等，它也是评价消声器性能的一项 指标。好的消声器除应有好的声学性能和空气动力性 能之外；还应该具有体积小、重量轻、结构简单、造 型美观、加工方便、同时要坚固耐用、使用寿命长、 维护简单和造价便宜等特点。
严的场合。
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3.4 常用阻性消声器的类型
• 8.盘式 • 优点：阻损小，体积小，重
量轻、安装简便，轴向尺寸 小。 • 缺点：结构复杂，制作成本 高，变截面计算复杂。 • 适用范围：用于锅炉鼓风机 进风口消声、各类风机进风 口或管道开口端。隔声罩、 室顶部散热消声器风口。
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3.3 气流速度对阻性消声器的影响
主要表现在两个方面：
1) 气流的存在引起了消声器内声传播和声衰减规律变化。
A)顺流时(气流与声传播方向一致)，由于气体流速在管
道内不均一，根据折射原理，声波向管壁弯曲，促进
消声降噪；
B)逆流时(气流与声传播方向相反) ，声波向管道中心弯
曲，导致声波与吸声材料接触减少，不利于消声降噪。
分类图例
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
消
干涉式消声器
声
阻抗复合式消声器
有源消声器
器
微穿孔板消声器
小孔消声器
扩散性消声器
多孔扩散消声器
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节流减压消声器
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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，就构成了阻性消声器， 与电学类比，吸声材料就相当于电阻，故称阻性消声器。
评价消声器的上述三个方面的性能，既互相联系又互
相制约。从消声器的消声性能考虑，当然在所需频率
范围内的消声量越大越好；但是同时必须考虑空气动
力性能的要求。例如，汽车上的排气消声器如果阻损
过大，会使功率损失增加，甚至影响车辆行驶。在兼
顾消声器声学性能和空气动力性能的同时，还必须考
虑结构性能的要求，不但要耐用，还应避免(0 .1 7 0 .8 3)6 2 .0 6m 78
声衰减为Δ ：L 31.0 3 0.41.4 6 2 0 ..0 17 528 9.6d B
因此，有：ΔL3＞ΔL2 ＞Δ L1。
即：管道截面面积一定时，截面为矩形管道的声衰减量最大，截
面为圆形管道的声衰减量最小。
• 6.室式 • 优点：消声频带较宽，
消声量较大。 • 缺点：阻力损失较大，
占用空间也大。 • 适用范围：一般适用于
有空间、低速进排风的 场合。
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3.4 常用阻性消声器的类型
7.迷宫式 优点：可用于流量大、流速低，
要求消声量高的情况。 缺点：气流速度不能过大，否则
产生的阻力损失较大。 适用范围：对于阻力损失要求不
直LN接R测Lp量1，Lp2一般通过声压求得。传声损失
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1.2 空气动力性能
消声器的空气动力性能：是指消声器对气流阻力的大 小。通常用阻力系数或阻力损失来表示，包括摩擦阻 力损失和局部阻力损失两部分。
阻力系数：消声器安装前后的全压差与全压之比。 阻力损失：出口端流体静压比进口端降低的数值。 摩擦阻损:是由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产