噪声污染控制工程消声器

一、消声器的分类与适用范围
1）阻性消声器（如P.177图9-1）：
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。
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。
第九章 消声器
第一节 消声器的分类、评价和设计程序
消声器是消减气流噪声的装置，把它接 在管道中或进、排气口上，能让气流通过， 对噪声具有一定的消减作用。
对一个好的消声器要有五个方面的基本要求：
1）在消声性能上的要求。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；
原 理：人为地产生一个幅值相同而相位相反的声 波，使两列声波在一定的空间区域相互干涉 而抵消，达到降噪目的。
消声的频率特性：低频消声性能。
适用范围：用于低频消声的一种辅助。
三、消声器的设计程序
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）
L 2 (0 .1 7 0 .8 3 )6 2 .0 6m 78
所以，
L A 3 1 .0 3 0 .41 .4 6 2 0 ..0 17 5 2 89 .6 dB
因此，有：LA3＞LA2 ＞ LA1
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。
二、高频失效频率（即消声性能下降的频率）
基于高频率声音的方向性强，与管壁的吸声材料接 触减少。
fn
1.85 c D
其中：D－消声通道截面平均边长（当量直 径），m
圆形管道为直径；矩形管道为边长平均 值，其他管道取面积的开方值。
当频率每增加一个倍频带，其消声量约下降1/3， 其经验估算公式为：
R' 3NR 3
其中：R’－高于失效频率的某倍频带的消声量； R－失效频率处的消声量（作为参考值）； N－高于失效频率的倍频程频带数。
二、消声器的声学性能评价量 1）插入损失（LIL） 即系统中插入消声器前后在系统外某点测得的声功 率之差。
2）传声损失（TL）
即消声器进出口端声功率级之差。
3）减噪量（LNR） 即消声器进出口端测得的平均声压级之差。
4）衰减量（LA） 即消声器内部两点间的声压级的差值，通常用消声 器的单位长度的衰减量（dB/m）来表征消声器内 声传播特性。
消声的频率特性：宽频带消声性能。
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。
6）喷雾消声器（如P.197图9-17） 原 理：喷淋水雾改变介质的密度，即增加声阻抗。
消声的频率特性：宽频带消声性能。 适用范围：消除高温蒸汽排放噪声。
7）电子消声器（如P.189图9-11）
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）
4）选择消声器的类型（根据噪声的频谱，选定消 声器的种类）
5）检验（验算消声频率范围）
第二节 阻性消声器
一、阻性消声器的声衰减量
理论计算公式： LA 0SLl
其中：L－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 φ(a0)－与材料的吸声系数有关的消声系数
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）。
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：宽频带消声性能。
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。
5）喷注耗散型消声器（也称扩散式消声器）
2）空气动力性能上的要求。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；
3）机械结构性能上的要求。消声的体积要小， 重量要轻，结构简单，便于加工，安装和维修
4）外形和装饰上的要求。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。价格便宜，使用寿命长。
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，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。
包括的形式：小孔喷注型（如P.194图9-15） 、 降压扩容型、多孔扩散型（如P.195图9-16） 、 引射掺冷型（如P.198图9-19） 。
解： 1）当管道为圆形时
因为管道的有效直径为：
D
S4
150 4 0.7 3c1m 0.43 m7 3.14
则管道断面有效周长为：
L D 3 .1 0 4 .4 3 1 .37 m 72
由公式：
LA
1.031.4
Ll S
L A 1 1 .0 3 0 .41 .4 6 1 0 .3 .17 5 2 26 .4 d B
H.J. 赛宾经验公式：
LA1.031.4
Ll S
降噪量与材料吸声 性能和周长/截面 比有关。
例1、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？
三、气流对阻性消声器性能的影响
主要表现在两个方面：
1）气流的存在改变了消声器内声衰减规律（特别是高 速气流）
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机会减少，不利于消声降噪。
2）当管道截面为正方形时
则管道断面周长为：
Baidu Nhomakorabea
L40.15 1.54m9
所以，
L A 2 1 .0 3 0 .41 .4 6 1 0 .5 .14 5 2 97 .2 dB
3）当管道截面为1：5矩形时 则管道断面长和宽分别为：5 0.150.866m
5
0.15 0.173m 5
则管道断面周长为：