第9章消声器

环境噪声控制工程祖波博士电话：[phone]E-Mail:[e-mail]重庆交通大学资环系第９章消声器9.1消声器性能评价9.2消声器的分类和消声机理9.3消声设计9.4消声设计工程实例9.1消声器性能评价9.1.1声学性能9.1.2空气动力性能9.1.3结构性能9.1.1声学性能1.插入损失2.传声损失3.减噪量4.衰减量1.插入损失插入损失：系统中插入消声器前后在系统外某点测得的声功率级之差。ILL1.插入损失iDLpAiLpApApAAILiipiipiLLLLL)(1.0)(1.010lg1010lg10)(2121ILLLPi：第i个频带的声压级∆i:第i个频带的A计权修正量Di:第i个频带的插入损失2.传声损失TLtiitptpiptpiSSKKLLTLLLTLlg10)(示为：各频带的传声损失可表传声损失：消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。LPi、LPt:消声器进口端、出口端的声压级Ki、Kt:入射、透射声背景修正量Si、St:消声器进口端、出口端的截面积3.减噪量21ppNRLLL减噪量：消声器进口端面测得的平均声压级与出口端测得的平均声压级差。NRL4.衰减量衰减量：消声器内部两点之间的声压级的差值，dB/m。AL9.1.1声学性能插入损失减噪量传声损失衰减量不只是消声器本身性能消声器本身性能9.1.2空气动力学性能1.阻力系数：消声器安装前后的全压差与全压之比。2.阻力损失：出口端流体静压比进口端降低的数值。2.阻力损失：a.局部阻力损失简称阻损，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。22uHeb.摩擦阻损:是由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产生的阻力损失。22uDlHf9.1.3结构性能材料坚固、耐用；体积小、重量轻；结构简单、便于加工、使用、价格便宜。9.2消声器的分类和消声机理消声器阻性消声器抗性消声器阻抗复合式消声器微穿孔板消声器扩散性消声器扩张室消声器共振腔消声器干涉式消声器无源消声器有源消声器小孔消声器多孔扩散消声器节流减压消声器9.2.1阻性消声器1.消声机理：由一维理论导出：lSLLA0lSLLA4.1)(03.1经验公式：:消声器的消声系数L:消声器断面周长l:消声器长度，S：消声器截面积02.阻性消声器的优缺点优点：在较宽的中、高频范围内消声，特别是对刺耳的高频声消声效果明显。缺点：在高温、高速、含水蒸汽、含尘、含油以及对吸声材料有腐蚀性的气体中寿命短，消声效果差；对低频噪声消声效果不理想。3.常用阻性消声器的类型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上限失效频率：Dcfn85.11.直管式消声器c:声速D：通道截面边长的均值2.片式消声器优点：结构不复杂，中、高频消声效果好，阻力系数较小。3.折板式消声器优点：适用于压力和噪声较高的设备。缺点：大大增加了阻力损失。4.声流式消声器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，适用于大断面流通管道。缺点：加工复杂，造价较高。5.蜂窝式消声器优点：中、高频消声效果好，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，用于风量较大、流速较低的情况。6.室式消声器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，一般适用于低速进排风消声。7.迷宫式消声器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。8.盘式消声器优点：阻损小，体积小，重量轻、安装简便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、室顶部的散热消声器风口。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：9.2.2抗性消声器优点：不需要使用多孔吸声材料，耐高温、抗潮，流速较大，洁净要求较高的条件有优势。对低频噪声有较好的效果。常用抗性消声器的类型1.扩张室式消声器2.共振式消声器3.干涉式消声器1.扩张室式消声器利用管道横断面的扩张和收缩引起的反射和干涉现象进行消声。1.扩张室式消声器CfnnlSSmklmmTLI2,:,/sin)1(411lg101lg101222波数，消声器的长度比。称为抗性消声器的扩张a.消声量的计算：消声器的传声损失：1.扩张室式消声器1sin....)2,1,0(4/)12(2/12nklnnlkl时，即时，当a.消声量的计算：2)1(411lg10mmTL1.扩张室式消声器0sin....)2,1,0(2/klnnlnkl时，即时，当消声器的传声损失：0TL1.扩张室式消声器1.扩张室式消声器b.改善消声特性的方法：多节扩张室串联1.扩张室式消声器b.改善消声特性的方法：在扩张室内插入内接管1.扩张室式消声器Dcfu22.1c.上、下限截止频率：11022VlScffw2.共振式消声器利用共振吸声原理进行吸声。2.共振式消声器a.消声量的计算：对频率为f的声波的消声量为：221lg10ffffKTLrr2.共振式消声器)8.0(48.020dtddtSGVGcfr2nGG总SGVK2工程上开多个孔，若孔心距＞5d，各孔间声辐射不干涉时，2.共振式消声器2.共振式消声器某一频带内的消声量：)21lg(102KTL倍频带：1/3倍频带：)191lg(102KTL2.共振式消声器某一频带内的消声量：)21lg(102KTL倍频带：1/3倍频带：)191lg(102KTL2.共振式消声器b.改善消声性能的方法：选定较大的K值；增加声阻；多节共振腔串联。2.共振式消声器Dcfu22.1c.上限截止频率：3.干涉式消声器原理：借助于相干声波相互抵消作用，来达到消声目的。分类：无源(被动式)消声器和有源(主动式)消声器两类。特点：具有显著的频率选择性。无源消声器：将声波分成两路，在并联的管道内分别传播不同的距离后，再汇合在一起。2)12(21nll有源消声器人为外加相位相反的声波使它们产生干涉而抵消。9.2.3阻抗复合式消声器9.2.4微穿孔板式消声器9.2.5扩散消声器1.小孔消声器2.多孔扩散消声器3.节流减压消声器1.小孔消声器2.多孔扩散消声器3.节流减压消声器9.3消声设计9.3.1消声设计原则9.3.2消声设计程序9.3.3阻性消声器的设计9.3.4共振式消声器的设计9.3.1消声设计原则消声措施适用于降低空气动力性机器、设备的噪声。1.根据噪声源所需的噪声量、空气动力性能要求以及空气动力设备管道中的防潮、耐蚀、防火、耐高温等要求，选择消声器的类型。噪声源具体采取措施低、中频为主（离心式通风机）阻性或阻抗复合式消声器带宽噪声源（高速旋转鼓风机、燃气轮机）阻抗复合式消声器或微穿孔板消声器脉动性低频噪声源（空气内燃机）抗性消声器或微穿孔板消声器高压、高速排气放空噪声（排气噪声）小孔消声器潮湿高温、油雾，有火焰空气动力设备抗性消声器或微穿孔板消声器9.3.1消声设计原则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，是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，是气流再生噪声小于环境允许的噪声级；4.注意消声器和管道中的气流速度；5.还应该考虑到隔声及坚固耐用、体积大小与空气机械设备匹配问题。9.3.2消声设计程序噪声源现场调查及特性分析验算其消声效果（上下截止频率的检验、消声器的压力损失、实际消声效果）了解环境特点，选定噪声控制标准计算所需消声量设计合适的消声器确定受声点允许的噪声级和各频带声压级噪声源使用条件设备的空气动力特性9.3.3阻性消声器的设计1.阻性消声器的设计程序a.选择消声器的结构形式管道直径：=300mm单通道直式消声器300-500mm片式消声器500mm片式、蜂窝式或其它形式9.3.3阻性消声器的设计1.阻性消声器的设计程序b.选择合适的吸声材料c.确定消声器的长度d.合理选择吸声材料的护面结构e.验算消声效果：高频失效频率、气流再生的影响。压力损失2.阻性消声器的设计计算方法a.消声量的计算lSLLA0lSLLA4.1)(03.12.阻性消声器的设计计算方法b.高频失效频率的计算Dcfn85.1RNR33'9.3.4共振式消声器的设计程序a.根据降噪要求，确定共振频率和频带的消声量，而后求出相应的K值;)21lg(102KTL倍频带：1/3倍频带：)191lg(102KTL某一频率：221lg10ffffKTLrr9.3.4共振式消声器的设计程序b.确定K值后，按公式计算出V和G值;SGVK2VGcfr29.3.4共振式消声器的设计程序c.设计消声器的几何尺寸:对同一G:有多种孔径、板厚和穿孔数的组合；对同一V:有多种不同几何形状和尺寸。常用的设计孔径取3-10mm;开孔率为0.5%-5%孔板厚度：1-3mm空腔深度：100-200mm9.3.4共振式消声器的设计程序d.验算：VGcfr2共振频率：高频失效问题：所有尺寸小于1/3波长Dcfu22.19.4消声设计实例198页例题1例题2