第五章共振式消声器设计

第五章共振式消声器设计共振腔消声器的设计设计共振腔消声器，应根据实际的消声要求，首先确定共振频率和某一频率的消声量(倍频程或1/3倍频程的消声量)，再用公式计算或查表的方法求出相应的K值。当K值确定后，就可以考虑相应的G、V和S，使之达到K值的要求。以上分析中，由此得到消声器的空腔容积为，(8.3.42)而消声器的传导率为:(8.3.43)式中通道截面S，通常由空气动力性能方面的要求来决定。当管道中流速选定以后，相应的通道截面也就确定下来。在条件允许的情况下，应尽可能地缩小通道截面积S，以避免消声器的体积过大。一般地说，对单通道的截面直径不应超过250毫米。如果流量较大时，则需采用多通道，而每一个通道宽度取100~200毫米，并且竖直高度取小于共振波长的1/3为宜。当通道截面积S确定以后，就可利用上述公式，求出相应的V和G。当共振腔消声器的体积V和传导率G确定以后，就可以设计消声器的具体结构尺寸。对于某一确定的共振腔体积V，可以有多种的共振腔形状和尺寸，对于某一确定的传导率G，也可以有多种的孔径、板厚和穿孔数组合。因此，对于确定的S、V和G，可以有多种不同的设计方案。在实际设计上，通常根据现场情况和钢板材料，首先确定几个量(如板厚、孔径和腔深等)，然后再计算其它参数。为了使消声器的理论计算值与实际结果值一致，在考虑设计方案时，应注意以下条件：(1)共振器的几何尺寸应小于共振频率波长λr的1/3。当共振频率较高时，此条件不易满足，这时不能将共振器看成为一个集中参数系统，而应考虑声波在空腔内的传播特性。(2)穿孔位置应集中在共振消声器的中部，穿孔范围应小于λr/12。相邻各孔之间的孔心距一般应取孔径的5倍。当穿孔数目较多时，穿孔范围集中在λr/12VcfGr22SVcfSGVKr222KSfcVr22内与孔心距大于孔径5倍这两个要求，往往发生矛盾。在这种情况下，可采取将空腔分割成几段来分布穿孔的位置。(3)共振消声器的消声频率范围也有高频失效问题。当声波频率高至某一频率后，会成为束状从消声器中部“溜”过去，从而使消声效果下降。共振消声器的上限截止频率也可以用以上介绍的公式估算。