阻性消声器的9种常见形式及其消声性能评价简介

2017-11-10 14:31| 发布者: weixin| 查看: 1367| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 阻性消声器，一种利用多孔吸声材料来降低噪声的消声器。

　　阻性消声器，一种利用多孔吸声材料来降低噪声的消声器。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，因摩擦阻力和黏滞力将声能转化为热能而散发掉，从而达到消声的目的。其消声原理类似于电路中电功率的电阻损耗，从而得名。阻性消声器适合于消除中、高频噪声，对低频噪声的消声效果较差。因此主要用于通风空调系统管道，机房进排风口，空气动力设计进、排风口的消声降噪。

　　阻性消声器的9种常见形式

　　01、直管式
　　直管式消声器是结构最简单的一种阻性消声器，吸声材料直接布置在管道内壁、根据管道的需要可以是圆形或方形。由于只有一个气流通道，适合流量不大的情况使用。

　　02、片式
　　片式消声器适合较大风量和较大管道情况使用。由于把大的管道分成多个尺寸较小的消声通道，即可以保持较大的气流通道，又增加了气流通道的吸声材料的周长，使之具有较好的消声效果。

　　03、折板式
　　折板式消声器是在片式消声器的基础上，增加气流通道的长度和弯曲，增加噪声和吸声材料的接触时间，减少高频噪声的直接投射，适当地增加了消声效果，但是和片式消声器比较，阻力也要增加。

　　04、迷宫式
　　迷宫式消声器是在直管消声器基础上，插入一些吸声障板，使声波不断的由一个小室绕行到另一个小室，从而增加了消声效果，特别在中低频率范围，当然阻力也要增加。迷宫式消声器中的气流速度不宜太高。

　　05、蜂窝式
　　蜂窝式消声器的结构特点类似于片式消声器，只是为了进一步减小每一个消声器通道截面尺寸，把整个大的通道分成多个蜂窝式小的消声通道。

　　06、声流式
　　声流式消声器类似于折板式消声器，只是为了减小阻力，把通道加工成声流式。声流式消声器阻力较低，但是结构较为复杂，加工难度较大。

　　07、盘式
　　盘式消声器的形状类似圆盘，具有较小的长度，气流和声波通过圆盘四周辐射，适合于在某些情况下，现场条件和空间不容许安装较长形状的消声器。

　　08、弯头式
　　弯头式消声器是一种气流管道弯曲的消声器，多用于房间里的通风空调进风、排风作用。

　　09、小室式
　　小室式消声器优点是消声频带较宽，消声量较大;缺点是阻力损失较大，占用空间也大，一般适用于低速进、排风消声。

　　吸声性能评价

　　从吸声原理上讲，阻性消声器对中、高频噪声的消除效果较好;但随着频率升高，高频声波的方向性越来越好，集束性越来越强，声波以窄束状通过消声器，而与吸声材料的接触率大大减少，导致消声量明显下降。

　　01、消声量计算
　　A.N.别洛夫理论计算公式：

　　其中，L为消声器气流通道断面周长，m;S为消声器的气流通道截面积，m2;l为消声器的有效长度，m;φ(α0)为消声系数，与材料的法向吸声系数α0(驻波管法)有关。

　　H.J. 赛宾经验公式：

　　其中，

为无规入射平均吸声系数(混响室法)。

　　02、高频失效问题
　　把消声量开始下降的频率称为高频失效频率，其经验计算公式为：

　　式中，c为声波速度，m/s;D为消声器通道的当量直径，m。

　　当频率高于失效频率f失以后，每增加一个倍频带，其消声量约下降1/3，这个高于失效频率的某一频率的消声量可用下式估算：

　　式中，R'为高于失效频率的某一倍频带的消声量，dB;n为高于失效频率的倍频带数;R为失效频率处的消声量，dB。

　　03、气流影响
　　气流对消声器声学性能的影响，主要表现为：
　　    · 一是气流会引起声传播和衰减规律的变化;
　　    · 二是气流在消声器内产生“气流再生噪声”;
　　    · 三是气流通过消声器时，总压会有一定程度的降低，称为气流的阻力损失。

　　(1) 气流对声传播规律的影响
　　有气流时的消声系数公式：

　　折射的影响：

　　声波在阻性管道内传播，伴随气流，而气流方向与声波方向一致，则使声波衰减系数变小，反之，声波衰减系数变大。影响衰减系数的最主要因素使马赫数M=v/c，即气流流速与声速的比值。顺流和逆流相比，逆流对消声有利。但是实际中气流流速都不会太高，即使气流流速为30～40米/秒时，M=0.1，对整个消声器的消声性能影响并不大，因此，一般可忽略不计。

　　另外，从气流速度引起声波传播折射的现象来看，消声器在排气管道和进气管道也表现不同。气流与声波方向一致时，能有效的吸声;相反时，对消声作用不利。但实际当中气流不是很大，所以，无论从哪一个角度来看，气流对声传播规律的影响都不是很明显的。

　　(2) 气流再生噪声的影响
　　分析气流再生噪声主要有两点：
　　 · 一是气流经过消声器时，因结构复杂造成局部阻力和摩擦阻力，而产生一系列湍流，相应地辐射一些噪声;
　　 · 二是气流激励消声器构件振动而辐射噪声。

　　(3) 气流的压力损失
　　气流的总压损失与气流的流速平方成正比，并与通道的平直性，以及壁面的粗糙度等因素有关。包括摩擦压力损失、管道突扩处的局部阻力损失、管道突窄部的局部阻力损失、弯头的局部阻力损失。

　　来源：声振之家公众号整理自百度文库《消声器》PPT

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